“材料成形技術基礎”教學創新探索與實踐*

李春輝 ，張慧菊

（1.廈門工學院機械與制造工程學院，福建 廈門 361022；2.柔性制造裝備集成福建省高校重點實驗室，福建 廈門 361022）

0 引言

隨著科技的發展、 經濟水平的提高以及人們對各種產品質量的要求不斷提高，材料成形技術作為獲得各種金屬和非金屬制品的重要環節，也被提出越來越高的要求，如文獻[1]介紹了汽車新材料的發展及沖壓成形工藝、沖壓成形生產線的應用。 隨著“中國制造2025”強國戰略的提出，各行各業對制造人才，尤其是掌握先進材料成形技術的應用型人才需求迫切，這對傳統的材料成形人才培養提出了一定挑戰。 文獻[2]介紹基于工程實踐的“材料成形工藝學”課程教學方法，文獻[3]介紹了“材料成形技術基礎”和“金工實習”相融合的教學實踐，文獻[4-5]介紹了全息式教學理念、智慧課堂等在“材料成形技術基礎”課程教學中的應用。 文獻[6-7]分別以新工科及智能制造為背景進行了“材料成形技術基礎”課程教學改革及人才培養模式探索。 近年來，筆者在該門課程的教學中也進行了一定教學改革創新探索與實踐，具體論述如下。

1 “材料成形技術基礎”教學改革要點及舉例

1.1 校企結合優化教學團隊

教師是人才培養的重中之重，教師團隊的組成、質量及責任心對人才培養質量有著重要的影響。 該門課程的教學，初始由一位專職教師擔任，該教師具有材料成型及控制工程專業背景，獲得博士學歷，且責任心強，但一人講授該門課程勢單力薄。 隨著學校對優質教學師資的培養及引進，尤其是具有企業工作經驗的優質師資的不斷引進，當下該門課程形成了由兩位教師主講、兩位教師輔助教學資源建設、三位實驗員輔助實驗教學的新格局。 團隊教師的學歷分布、年齡分布及校企工作情況如圖1、圖2、圖3 所示。 團隊教師除了具有多年的教學工作經驗，多位教師還具有三一重工或廈門宏發、宸鴻科技、廈順鋁箔等企業的工作經驗，一方面把企業實際所用帶到課堂中來，另一方面把實際教學應用到企業產品及人才培養中去，雙向融合，提升教學質量。

圖1 團隊學歷結構

圖2 團隊年齡結構

圖3 團隊校企經驗分布

1.2 理論基礎與實際應用相結合更新教學內容

“材料成形技術基礎”課程是比較傳統、經典的機械制造類課程。相關教材及研究介紹也有很多[8-12]，教材中的內容包括鑄造、鍛壓、焊接、高分子材料成形、無機非金屬材料成形、復合材料成形以及毛坯成形工藝的選擇等。 由于不同院校學生對該門課程知識訴求的側重點不同，如研究型大學本科生、應用型大學本科生、高職院校學生等，加上產品質量對成形工藝標準化、規范化要求的提升，以理論或者工藝為主、 缺乏實際應用案例及相關國家或行業標準說明的傳統教材逐漸難以適應當下不同層級人才培養的需求。 基于此，廈門工學院就該門課程教學團隊基于“地方性、應用型”人才培養定位，結合自身實際進行了相關教學改革與實踐，一方面將典型的尤其是福建本省的相關企業資訊引入課堂，如表1 所示，一方面將實際產品成形工藝引入課堂，如表2 所示，同時將鑄造、鍛壓、焊接、高分子成型等不同教學版塊中常用的相關國家標準或行業標準以表格形式融入到教材相關模塊中，如表3 所示。該舉措，讓學生一方面了解地方企業對產品工藝及人才的迫切需求，另一方面將所學與實際應用相結合，同時培養學生基于標準、傳承創新的工程素養。

表1 “材料成形技術基礎”課程引入相關企業資訊示例

表2 “材料成形技術基礎”課程部分相關案例

表3 “材料成形技術基礎”引用的相關國標案例示例

1.3 線上線下虛擬實際相結合創新教學方式方法

線下課堂教學是傳統實用的教學方式，但存在些許問題，比如任課教師與學生僅在課程教學過程當中有效互動答疑，課前課后輔導答疑受限。 線上教學則有效彌補了這一不足。 該課程在實施過程中，一方面將課程課件等課程資源上網，一方面建設在線習題庫，同時老師也以qq群或微信群等方式建設該門課程班級群，不僅讓學生課前、課后都能夠隨時隨地進行有效課程預習及復習，同時也能通過課程班級群的方式與老師及時進行交流。

該門課程是實用性、實踐性特別強的課程，因此在理論課之外還配套了實驗課程。最初，實驗項目只有2 個，均為演示性實驗。 之后團隊教師一方面充分利用學校已有傳統實驗室資源進行實驗教學；一方面積極建設相關的先進的實驗教學資源，如在傳統設備基礎上，增加了焊接機器人、注射成型機、3D 打印機等設備，使學生在校園之內就能夠體驗應用到較為先進的實驗設施。 同時，團隊教師積極探索和開發新的實驗項目，使其數量從最初的2 個增加到7 個；實驗類型從單一的演示型拓展到綜合型、設計型實驗；實驗報告從傳統的實驗目的、材料、設備、實驗內容寫作，增加了實驗設備或工藝改進創新版塊，目的是啟發學生的創新思維，培養學生的工程師責任感，教學改革前后實驗課程的對比情況如表4 所示。同時團隊教師還積極引入特種鑄造生產線、鈑金沖壓生產線、塑料成形生產線等虛擬仿真資源，以從更高層面提升學生的學習興趣、學習動力及學習效果。

表4 “材料成形技術基礎”實驗課程教學改革前后對比

1.4 注重基礎應用強化過程考核及拓寬教學評價途徑

教學評價是一門課程的重要組成部分，以往該課程的考核方式是“平時20%+實驗10%+期末70%”，期末考試占了很大比重。 隨著實驗條件的日益完善、強化過程管理理念的實施，該課程考核指標調整為“平時30%（含出勤、課堂互動、單元作業、學生交流匯報等）+實驗20%（含基礎實驗內容及改進創新兩大部分）+期末考試50%（以綜合性應用型題目為主）”，加強了課堂教學過程中、實驗教學過程中師生互動、學生參與的比重。

1.5 課堂角色互換提升學生參與的主動性

課堂提問及解答、 課后作業布置及批改是師生互動、檢驗學生對所學知識理解情況、 掌握程度的重要方式，但存在學生被動接受、 學生單個題目接收信息量小的問題。針對這些問題，教學團隊在該課程的教學過程中，采用在每一章節授課之初布置本節或者本章大作業，課上提問互動，課后學生查找資料完成前述大作業，下次課學生將制作的ppt 或者文檔大作業在講臺上進行交流，師生互動進行點評。 該種改革方式，降低了學生學習的盲目性和被動性，讓學生在每一章節學習之初就搭建課程的整體框架、帶著問題進行學習、隨著問題解答完善知識導圖，同時通過以教師的角色到講臺前進行講解，一方面加深對知識的理解，一方面鍛煉表達、交流與思辨能力。

1.6 思政元素進課堂踐行立德樹人、以文化人

“要全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務，發展素質教育，推進教育公平，培養德智體美全面發展的社會主義建設者和接班人”“要把立德樹人融入思想道德教育、 文化知識教育、社會實踐教育各環節，貫穿基礎教育、職業教育、高等教育各領域，學科體系、教學體系、教材體系、管理體系要圍繞這個目標來設計，教師要圍繞這個目標來教，學生要圍繞這個目標來學。”習近平總書記在2017年中國共產黨第十九次全國代表大會上的報告中，以及在2018年全國教育大會的講話中都強調了“立德樹人”在人才培養中的重要性。

堅持“立德樹人，以文化人”也是廈門工學院一直秉承的教育理念。 教學團隊在做好“材料成形技術基礎”課程專業教育的同時，也在不斷探索將思政元素融入教學當中。 即以專業知識版塊為支點，用潤物細無聲的方式展開思政教育，增強學生的愛國主義情懷，同時培養學生的工匠精神。

“材料成形技術基礎”課程通過理論實驗一體化的教學模式讓學生熟悉、 掌握材料成形原理及工藝，注重動手、動腦能力的提高，而思政教育元素注重正確三觀的引導和培養、思想道德素質的提高，以及在實踐中堅定中國特色社會主義信念等。 比如在學習鑄造、鍛造、沖壓、焊接、高分子成型等材料成形工藝時，會以廈門典型汽車企業為例。 一方面以“車”為載體，以車輛上相關組成部件為研究對象，分析傳統及先進的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、高分子成型等材料成形技術在車輛上的具有應用，增強學生學以致用的信心；一方面向學生介紹新能源技術、工業機器人技術、工業傳感器技術等在汽車制造中的應用；同時還會向學生介紹這些汽車企業在帶動地方經濟發展、促進科學技術創新、推動人才就業、打造民族品牌等方面作出的貢獻。 通過上述教學活動的安排，使學生在學習專業知識的同時，既了解了國內外材料成形技術的發展狀況，又激發了學生的民族自豪感和愛國熱情，同時還積淀了嚴謹務實、傳承創新的工程素養和工匠精神。

2 結束語

“材料成形技術基礎”課程自開設以來，在教學團隊建設、教學內容更新、教學方法改善、教學評價方式拓展、師生角色互換以及思政元素進課堂等方面進行了一系列的改革和創新，提升了教學效果，提高了人才培養質量。