面向裝備制造業創建應用型材料成型及控制工程專業＊

趙 偉，沈麗麗

（福州大學至誠學院，福建福州 350108）

1 引言

2010年，為緩解福建省制造業領域成型專業人才緊缺，加快工業結構的調整與優化，促進國民經濟的繁榮和海峽西岸經濟區的建設，福州大學至誠學院增設了以培養應用型人才為目標的工科專業-材料成型及控制工程專業。材料成型及控制工程專業是機械工程與材料科學的交叉學科，是國民經濟發展的支柱產業，是制造業的核心專業，是先進制造業和智能制造技術的主要專業。旨在培養綜合素質和創新能力較高，具有較廣的材料科學理論基礎、材料成型加工及其控制、模具設計制造及焊接等專業知識，能在機械制造業、汽車及船舶制造業、金屬及高分子材料加工業等領域從事與材料成型、模具設計與制造、焊接等相關的生產過程控制、經營管理、工藝與設備設計、技術開發及科研的應用型高級工程技術人才[1～2]。

2 對接產業及存在問題

材料成型及控制工程專業對接福建省急需大力發展的裝備制造業。裝備制造業是福建省著力培育發展的三大主導產業之一，高端裝備制造同時是我省七大戰略新興產業之一。《福建省實施<中國制造2025>行動計劃》明確了高檔數控機床和機器人產業、節能與新能源汽車、海洋工程裝備及高端高技術船舶、先進軌道交通裝備系統、航空工業、特色農業機械等領域的主攻方向。材料成型及控制工程專業對應裝備制造業中的關鍵零部件成型制造工藝，大型、精密模具，鍛壓、焊接等基礎工藝設計與實施，產品或零部件質量控制，對高端裝備的產品質量、使用性能、產品競爭力起著至關重要的作用。

模具是裝備制造業的基礎，被譽為“工業之母”。用模具生產制件所表現出來的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的[3]。汽車零部件的95%、家電零部件的90%、IT等消費電子、電器、包裝品等諸多產業當中的80%的零部件都是由模具孕育出來的。模具制造水平的高低，己成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志[4]。

近年來，隨著計算機技術的高速發展，將CAD/CAE/CAM技術運用于模具設計與制造，不僅能縮短產品開發周期、降低生產成本，而且能很直觀的量化成形過程，發現成形中的缺陷，進而對工藝、模具和坯料進行修改，從而得到尺寸精度高，力學性能好的零件[5]。從某種程度講，裝備制造業的快速發展很大程度要歸因于三維CAD/CAE/CAM技術在材料成型領域的運用。

福建省模具行業普遍存在的問題主要有：企業規模主要以中小企業為主，模具設計主要依靠經驗設計，模具制造實現CAD/CAE/CAM等數字化、智能化技術的企業相對較少；數字化模具設計與制造應用型技術人才相對匱乏，而高校的培養模式和理念相對落后，無法滿足現代化模具制造的需求。為克服上述不足，福建省經貿委在《關于支持我省模具行業發展的若干措施》中提出重點支持福州青口東臺工業區和廈門集美建設模具集聚示范區，且明確指出進入集聚示范區的模具生產企業要實現全三維CAD/CAE/CAM設計生產技術，表明我省模具行業實現模具制造實現CAD/CAE/CAM等數字化、智能化技術的急切性。

3 建設目標

（1）轉變教育理念、優化課程體系，引入先進教學方法、加強校企合作。

以福建省裝備制造業的發展對人才的需求為導向，整合校內資源，轉變教育理念，弱化傳統以理論為主的教學方式，以項目驅動為學習機制，以實踐教學引導理論學習，將工程實踐教育貫穿到應用型人才培養全過程；開展多元化教學模式，在傳統的教學方法中引入優質的教學方式，如引入翻轉課堂、開設慕課學習等[6～7]，提高學生學習的主動性、積極性；加強校企聯合培養的運行機制，逐步引入企業杰出人才和優質資源，結合實際項目和真實案例開展工程教學，使教學更加貼合實際運用。吸引我省模具制造業等來校共建教學與實訓平臺，力爭形成高效產學研合作運營體制。

（2）緊抓基礎建設，完善實驗設施，改善實驗條件。

進一步完善材料成型及控制工程專業實驗平臺建設，開展實驗教學與實驗方法創新、實驗設備創新、實驗管理模式創新研究工作。重點建設有限元數值模擬實驗平臺、數字化模具設計實驗平臺、金屬成形實訓平臺，為我省裝備制造業全面實現數字化、智能化設計與制造提供應用型人才[8]。

（3）加強學科競賽，鼓勵考取職業證書，提升競爭力。

積極組織學生參加學科競賽，如全國模具設計與制造技術技能大賽、機械創新大賽、大學生工程訓練大賽等等，以賽促學，充分調動學生的主觀能動性，培養學生的創新精神。鼓勵學生考取專業相關職業資格證書，如CAD職業資格證書，模具設計職業資格證書等等，提升學生的競爭力。

4 建設任務

4.1 培養模式改革

為滿足我省模具制造業對應用型人才的需求，加快我省裝備制造業的發展，以社會需求為導向，結合專業自身特點，弱化傳統以理論為主的培養模式，加大工程實踐在培養計劃中的比例，以實踐教學引導理論學習，將工程實踐教育貫穿到應用型人才培養全過程。針對傳統的以教師為主體的教學方式所存在的問題，采用成果導向的培養模式，以學生為主體進行教育，即將教師從傳統認知的指導者轉變為引導者，將學生被動學習轉變成主動學習，提供學生發展創造與自我表現的充分機會，引導學生開發潛能[6]。不斷探索新的培養模式和教學方法，讓學生積極主動的參與到應用型人才教育的各環節，促進教學質量的提高，為促進應用型大學建設，培養學生創新能力做出積極的推動作用。

4.2 課程體系重構

根據《中國制造2025》以及《關于支持我省模具行業發展的若干措施》中提出的對應用型人才的需求，結合我省模具制造業在實現模具CAD/CAE/CAM等數字化、智能化技術的不足，探索材料成型及控制工程專業應用型人才課程體系。著力發展塑性成形及模具設計和焊接成形兩個模塊方向，其中重點建設塑性成形及模具設計方向，培養學生數字化模具設計的能力。

應用型人才的培養，在于克服傳統教育以理論為主的教學方法，加大實踐教學在人才培養中的比例，增加突出實踐能力的課程。課程體系重構主要按以下原則進行：減少過于理論化的課程，對其中某些相關的知識在其他課程中查漏補缺；增加有限元數值模擬方面課程，培養學生模具CAD/CAE的能力；增加實踐教學課程在培養模式中的比例，培養學生工程實踐能力；開展校企合作真實案例教學，讓學生了解行業發展前沿。根據以上應用型人才培養課程體系重構的原則，設計如下課程體系：

（1）專業核心課程。

材料成型及控制工程專業隸屬于機械類目錄下的材料專業，兼具機械學科與材料學科的特點，具有明顯的學科交叉性質。專業核心課程應包括：機械制圖、機械原理、機械設計、電工學、機械制造技術基礎、材料力學性能和材料分析方法等。以及機械工程實踐、電器工程實踐、機械設計課程設計、認識實習、畢業實習、畢業設計（論文）、創新設計、科研/科技實踐等實踐課程。

（2）專業方向課程。

塑性成形及模具設計方向包括：塑性成形原理、沖壓工藝及模具設計、塑料成型模具設計、模具CAD/CAE、鍛造工藝及模具設計、模具制造工藝學、塑性成形設備。以及材料成型課程設計（沖壓模具設計）、塑性成形及模具設計綜合實驗等實踐課程。

4.3 實踐教學條件建設

按照應用型大學辦學定位，結合我省裝備制造業對專業應用型人才的需求，構建以培養學生工程實踐能力和創新創業能力為主的實踐基地。

（1）完善材料成型及控制工程實驗平臺建設。

材料成型及控制工程實驗平臺建設已初具規模，已建成塑性加工成型實驗室、模具拆裝實驗室、材料力學性能及組織結構測定實驗室等。后續將不斷完善實驗平臺的建設，努力培養學生發現問題、分析問題以及解決問題的能力，且具有較強的工程實踐能力。

（2）建立CAD/CAE/CAM虛擬實習實訓平臺。

針對我省模具設計水平相對落后，整合現有的軟件資源，逐步建立系統的CAD、CAE、CAM應用技術實習實訓平臺，包含虛擬仿真實驗室、數字化模具設計實驗室和模具加工制造實驗室。虛擬仿真實驗室（CAE）包含沖壓模具成形過程仿真、鍛造模具成形過程仿真、塑料成形過程仿真。數字化模具設計與制造實驗室（CAD/CAM）包括沖壓模具、鍛造模具、塑料模具的虛擬設計與虛擬制造。模具加工制造實驗室包括模具的制造與加工、模具試模等，該實驗平臺也可作為學生進行學科競賽提供基地和加工設備，如全國模具設計與制造技術技能大賽、機械創新大賽、大學生工程訓練大賽等等。

（3）與校外企業合作，建立校外實習基地。

加強與現有企業合作的基礎上，逐步增加一批有代表性的企業作為企業實踐基地，進行創新實踐、生產實習、畢業設計等等。讓學生更多地接觸企業的生產條件，了解行業的現狀，幫助學生更明確在校學習的重點和方向，畢業后更好地融入企業[9]。未來，將不斷與企業深度融合，與企業合作協同育人，創建新型的校外實訓基地，與企業全方位、實質性合作。

4.4 師資隊伍建設

加強教師隊伍建設，提高教師自身實踐教學能力和科研能力是應用型大學培養社會急需的應用型人才的必要條件。擬建設一支以學科帶頭人、主講教師為主體的實踐教學團隊。

（1）鼓勵現有教師進行培訓、交流和深造。

建立教師培訓、交流和深造的常規機制，鼓勵現有教師積極開展在職培養、到企業掛職培訓、開展學術交流等，提高教師自身的學術水平以及實踐教學能力，形成一支了解社會需求、教學經驗豐富、熱愛教學工作的高水平專兼結合的優秀教學團隊。

（2）校企合作，共同育人。

合理聘請企業經驗豐富的工程師為兼職教師，來校進行實踐教學，并安排自有教師與企業教師進行交流合作，促進教學團隊綜合素質和工程教育能力的提高，通過校際、校企間的深度合作，打造一支高水平的“雙師型”教學團隊，進而更好的為培養應用型人才服務。對企業來校教學的導師，可采用集中授課的模式開展教學。

4.5 質量保障體系建設

探索構建與服務產業特色專業建設相適應的教育教學質量保障體系，成立以專業負責人為中心的質量監督體系。由專業負責人結合行業需求，組織制定專業建設發展規劃與培養模式等，并組織實施和檢查執行情況；成立質量監督督導小組，由質量監督督導小組組織督促和完善教學質量保障與監控體系，促進實踐教學質量的提高；跟蹤部分畢業生的社會表現，對其定期回訪，根據畢業生反饋結果及時調整建設計劃，完善培養方案。

5 結語

模具是裝備制造業的基礎，但應用型人才的缺乏限制了福建省高端裝備制造業的發展。結合材料成型及控制工程在人才培養中的地位和現狀，采取改革培養模式、重構課程體系、加強師資隊伍和實踐教學條件建設等方法優化了人才培養模式。經多屆培養，取得了較好效果，得到了社會認可。