材料成型技術實踐教學平臺的建設與思考

付 鐵, 鄭 藝, 丁洪生, 馬樹奇

(北京理工大學 機械與車輛學院, 北京 100081)

材料成型技術實踐教學平臺的建設與思考

付 鐵, 鄭 藝, 丁洪生, 馬樹奇

(北京理工大學 機械與車輛學院, 北京 100081)

材料成型技術實訓是大學生工程訓練課程的重要訓練模塊之一。以北京理工大學良鄉校區工程訓練中心建設為契機,從大學生實踐創新能力培養角度出發,對材料成型技術實踐教學平臺進行了系統規劃,并分別從功能定位、建設原則、知識體系、教學內容以及教學模式等方面進行了詳細的分析與研究。研究結果及方法在促進大學生實踐創新能力培養方面產生良好效果。

工程訓練； 材料成型技術； 實踐教學平臺； 實踐創新能力

工程訓練中心是高等院校培養適應和支撐我國未來產業發展、具有國際競爭力人才的實踐能力和創新能力的重要基地[1-8]。材料成型技術實訓作為高校工程訓練課程的重要實踐教學內容之一,是學生學習材料成型工藝相關知識并將所學理論與實際應用相結合的實踐過程,是培養學生實踐能力和創新意識的重要途徑。目前,國內高校工程訓練中心的材料成型技術實訓多以“鑄、鍛、焊、熱處理”等傳統內容為主,缺少緊跟時代發展和適應現代企業生產實際的先進材料成型技術實訓內容,且實訓項目少、設備落后,“輕鑄鍛焊、重切削加工”現象依然存在[9-10]。這些問題直接影響了材料成型技術實訓乃至工程訓練實踐教學的質量,并在一定程度上制約了大學生實踐創新能力的培養[11]。因此,以我校良鄉校區工程訓練中心建設為契機,從大學生實踐創新能力培養角度出發,圍繞材料成型技術實踐教學平臺建設問題展開深入研究和探索。

1 功能定位

作為工程訓練中心的重要組成部分,材料成型技術實踐教學平臺是面向全校材料類、機械類以及近機械類等相關專業本科生和研究生實施材料成型技術實踐教學、工程素質教育以及科技創新活動的實踐創新教育教學平臺。具體地講,材料成型技術實踐教學平臺既可作為工程訓練課程開展的重要場所,也為學生的選修課程、專業課程實驗、開放實驗、課程設計以及畢業設計等實驗教學活動以及大學生科技創新活動提供支撐平臺。材料成型技術實踐教學平臺不但是我校工程教育專業認證的重要條件配置之一,也是《卓越工程師教育培養計劃》[12]順利貫徹實施的一項重要條件和根本保障。

2 建設原則

材料成型技術實踐教學平臺建設必須與高校的人才培養目標、學科發展戰略以及當前社會發展形勢相適應。其建設過程應遵循以下原則：

(1) 以學生實踐創新能力培養為建設目標。材料成型技術實踐教學平臺的建設目標是,樹立大工程觀的教育理念,培養厚基礎、寬口徑、高素質和具有工程素養、實踐能力、創新精神以及社會責任感的高素質人才。

(2) 以科學發展趨勢為建設導向。在材料成型技術實踐教學平臺建設過程中,要以我國高等工程教育改革和發展趨勢為導向,要以科學知識的發展需要為導向,要以社會和時代的需求為導向,要以學習認知規律為導向對材料成型技術教學平臺進行設計與規劃。

(3) 以完善知識體系為建設核心。科學完善的知識體系是材料成型技術實踐教學平臺建設的基礎和核心,教學內容、教學模式、教學場地、硬件設備以及師資隊伍等各項建設內容均應據此展開。

(4) 以靈活的教學內容為建設依據。材料成型技術實踐教學平臺面向全校學生進行工程訓練,涉及到工、理、經、管、文等學科,因此,建設應“以人為本”,根據不同學科、不同專業的培養目標靈活設置和“量身訂做”實訓內容。同時,還應注重學生的個性化發展和拔尖創新人才的培養,依據學生自身特點制訂個性化培養方案,為學生個性發展和創新能力培養提供客觀條件。

(5) 以過硬的教學條件為建設保障。要改變原有的實訓項目少、設備落后以及輕鑄鍛焊、重切削加工的現狀,合適的教學場地、先進的實訓設備、優秀的師資隊伍等教學條件是材料成型技術實踐教學平臺建設的根本保障。

3 建設內容

3.1 知識體系建設

材料成型技術實踐教學知識體系在經典的液態成型技術、塑性成型技術、連接成型技術和金屬材料熱處理技術的基礎上,進一步延伸和拓展其他材料成型相關知識,例如非金屬材料成型技術、先進材料成型技術、材料表面處理技術以及材料組織及性能測試技術等,以深化和強化材料成型技術的理論教學與實踐教學的聯系,最終形成相對完善的材料成型技術實踐教學知識體系,如圖1所示。

圖1 材料成型技術實踐教學知識體系

3.2 教學內容建設

依據上述知識體系,在材料成型技術實踐教學平臺上對實訓內容進行了模塊化規劃,并設計了相應的訓練項目和內容,如表1所示。

表1 材料成型技術實踐教學平臺的訓練模塊及項目

3.3 教學模式設計

隨著材料成型技術實踐教學內容的多樣性、復雜性和綜合性越來越高,傳統的實踐教學模式在培養學生實踐創新能力、提高綜合素質等方面日益顯出不足。因此,迫切需要將傳統的操作技能訓練和驗證性實驗轉變為以提高綜合能力和創新能力為主的教學模式。在材料成型技術實踐教學平臺的建設中,依據訓練層次和對象的不同,設計出5種教學模式。

(1) 模塊化教學模式。將材料成型技術實踐教學內容按照知識體系進行模塊化劃分,各教學模塊之間的知識相對獨立,訓練時相互不受影響。教學內容“模塊化”的目的在于可對知識體系進行更加科學而細致的劃分,且通過對教學模塊以不同數量、不同順序進行合理配置,可設計出不同訓練層次的課程或訓練項目,以滿足不同專業、不同層次或有不同學習需求的教學對象的實踐教學過程。

(2) 菜單式教學模式。依據工程訓練中心的教學資源和材料成型技術實踐教學內容和知識模塊開發一系列的訓練項目,形成菜單式訓練項目庫。學生可根據自身興趣或專業需求在項目庫中自主選擇教學內容。菜單式教學模式使實踐教學活動的主體由教師向學生轉變,學生具有較強的學習主觀能動性,更加有利于提高實踐教學質量。

(3) 開放式教學模式。材料成型技術實踐教學平臺各實訓場地、實驗室的各類設備以及教學資源對學生實行預約開放制度。同時,該實踐教學平臺的網上學習資源對學生實行全天候開放,學生可充分利用業余時間,根據興趣需要、學習需要或科研需要在教師指導之下進行自主學習。

(4) 項目式教學模式。材料成型技術實踐教學平臺提供若干綜合類或創新類的訓練項目。同時,鼓勵學生以參與科研項目,發現、分析和解決工程問題等形式參與工程訓練。以項目驅動的教學模式一般具有實際的工程意義和研究意義,增加了教學內容之間的“柔性”,學生具有較強的主動性,可以達到更好的教學效果,更加有利于學生綜合素質和創新能力的培養。

(5) 創客式教學模式。將創客文化內涵引進材料成型技術實踐教學課堂中,使被動學習的學生轉變為在材料成型工程技術領域里玩創新的一群人[13]。讓學生善于觀察、樂于思考、勤于動手,通過該實踐教學平臺提供的一切資源進行技術交流、分享、創新設計和動手制作,激發學生的學習興趣和潛能,更加有利于提高學生的實踐能力、創新意識以及協作精神。

3.4 教學條件建設

教學條件建設是材料成型技術實踐教學平臺建設的保障。依據上述知識體系,在綜合考慮學生規模及工程實踐能力培養質量的基礎上,進行了材料成型技術實踐教學平臺的區域規劃及軟、硬件設備規劃建設等工作。材料成型技術實踐教學平臺共分為鑄造技術實訓區、焊接技術實訓區、塑性成型技術實訓區、高分子材料成型技術實訓區、先進材料成型技術實訓區、熱處理技術實驗室、表面處理技術實驗室和材料組織性能分析測試實驗室8部分。實訓區和實驗室是該實踐教學平臺的重要組成部分和基本單元,具有各自的功能和特征。同時,各實訓區和實驗室之間又相互聯系,

共同組成整個材料成型技術實踐教學平臺。

4 結語

材料成型技術實訓是大學生工程訓練課程的重要訓練內容之一。以我校良鄉校區工程訓練中心建設為契機,從功能定位、建設原則、知識體系、教學內容以及教學模式等方面對材料成型技術實踐教學平臺進行了系統規劃與建設。該實踐教學平臺知識體系完善、教學內容豐富、教學模式多樣,能夠滿足不同專業、不同層次以及個性化學習的需求,可有效提高材料成型技術實踐教學質量,是培養大學生實踐創新能力的重要實踐教學基地,同時也是具有社會服務、科技創新以及產學研模式探索等多種功能的綜合性實踐教學平臺。

References)

[1] 韋相貴,傅水根,張科研,等.工程訓練中心建設與管理問題探討[J].實驗技術與管理,2016,33(2):130-132.

[2] 吳玉厚,王素君.注重學生工程實踐與創新能力的培養:高等工程教育改革研究與實踐[J].沈陽建筑大學學報(社會科學版),2004,6(2):99-102.

[3] 周婭,魏德強,廖維奇,等.機電綜合工程訓練中心建設的探索與實踐[J].實驗技術與管理,2011,28(12):9-10.

[4] 朱瑞富,孫康寧,賀業建,等.綜合性大學工程訓練中心發展模式設計與實踐[J].實驗室研究與探索,2011,30(4):85-87.

[5] 謝朝明.高校工程訓練中心強化學生實踐與創新能力的途徑探討[J].高教論壇,2013(11):79-81.

[6] 楊宏亮,尚長春.工程訓練課程體系的實踐與探索[J].實驗科學與技術,2012,10(3):60-62.

[7] 付鐵,丁洪生,馬樹奇.關于工程訓練安全保障問題的探索與思考[J].實驗技術與管理,2013,30(4):208～210.

[8] 顧蓓,趙中華,劉圣敏,等.淺談現代工程訓練中心的建設[J].實驗室研究與探索,2013,32(4):103-105.

[9] 張建霞,朱愛民.金工教學實習中強化熱加工實習措施[J].內蒙古電大學刊,2003(1):101-102.

[10] Wang Rongjie,Chen Hongwei. Thinking and countermeasures on how to improve the effect of metalworking practice[C].Bangkok:2015 International Conference on Education Research and Reform (2015ERP),2015:342-346.

[11] 教育部,財政部.關于“十二五”期間實施“高等學校本科教學質量與教學改革工程”的意見[EB/OL]. (2011-07).http://www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s5667/201107/xxgk_122688.html.

[12] 袁貴仁.國務院關于實施《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》工作情況的報告:在第十一屆全國人民代表大會常務委員會第二十四次會議上[J].中國高等教育,2012(2):4-8.

[13] 曹小其.創客文化引進職業學校的探索與嘗試[J].科技創新導報,2014(23):216-217.

Construction and thinking of practical teaching platform for material forming technology

Fu Tie, Zheng Yi, Ding Hongsheng, Ma Shuqi

(School of Mechanical and Vehicular Engineering,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China)

Training for material forming technology is one of the important training modules in university students’ engineering training courses. By taking the construction of the engineering training center on Liangxiang campus of Beijing Institute of Technology as an opportunity,and from the perspective of the cultivation of students’ practical innovation ability,a systematic plan is made for the practical teaching platform for material forming technology,and the detailed analysis and research are carried out from the aspects of the function orientation,the construction principle,the knowledge system,the teaching content,the teaching mode,etc. The research results and methods have the good effect on promoting the cultivation of university students’ practical innovation ability.

engineering training; material forming technology; practical teaching platform; practical innovation ability

10.16791/j.cnki.sjg.2017.07.043

2017-01-01

2017-03-03

教育部機械基礎課程教學/工程訓練教學指導委員會教學研究項目(JJ-GX-jy201433)

付鐵(1975—),男,陜西咸陽,博士,副教授,工程訓練中心常務副主任,主要從事工程訓練實踐教學及研究與改革工作.

E-mail：futie@bit.edu.cn

G642.0

B

1002-4956(2017)07-0166-03