應用型大學材料加工原理課程教學改革探索

郭連貴，顏永斌，伽亮亮，朱 磊*

（湖北工程學院，湖北 孝感 432000）

習近平總書記在全國教育大會上的重要講話中指出“高校要著重培養創新型、復合型、應用型人才”，把應用型人才培養提到了突出的位置，也為應用型大學的人才培養指明了方向。應用型大學技術技能型人才的培養應特別強調課堂所學知識的應用以及與一線生產的實際需要相結合，更加強調知識的應用和實踐教學環節[1]。材料加工原理課程是材料類本科專業理論與實踐結合非常緊密的一門專業基礎必修課。目前該門課程在實際教學中存在理論知識傳授定位不明確、前沿性知識涉及較少、實踐性教學環節（如實驗教學、生產實習）設置學時較少等問題[2-3]。為了提高材料加工原理課程的教學效率和學生學習效果，解決材料加工應用型技術人才培養與生產制造企業實際需要脫節的問題，本文結合筆者近八年來從事材料加工原理課程教學工作的實踐，對該課程的課堂與實驗教學改革進行如下探索。

1 教學內容改革

目前使用的教材內容比較偏基礎理論，而且不少內容過于陳舊，不能反映新材料、新產品的加工成型發展趨勢[4]，對課程教學內容進行以下兩方面的改革。

（1）教學內容分為“材料選擇與制取、加工方法與工藝、產品性能與應用”三大模塊進行。在“材料選擇與設計”模塊主要突出原材料與助劑的選擇應注重低成本、高性能、環保及容易獲得，同時材料的配方設計要根據組分的作用進行分析；在“加工方法與工藝”模塊則作為授課的重點內容，主要突出加工方法的可行性和適應性，突出制造過程中的工藝流程及其影響因素；在“產品性能與應用”模塊主要突出制品關鍵性能指標及其典型應用。三大模塊之間相互影響、相互關聯，講授過程中基礎知識以夠用為準，理論性較強的知識進行弱化或適當刪減處理，讓學生潛意識中形成一條材料成型加工的主線，即某個產品可以采用什么原料，通過什么方法和流程，可以獲得具有什么性能的制品，在什么領域具有用武之地。

（2）除了常規教學內容，授課過程中將近年來出現的材料加工新技術、新方法或者教師科研成果作為拓展知識加入教學內容中，使學生不僅理解材料比較成熟的主流成型加工技術，對前沿科學研究中出現的最新成果也有所了解。

2 教學方法改革

為了提高學生學習主動性和興趣，教學過程中采取組合式靈活多樣的教學方法。

（1）在“材料選擇與設計”模塊方面，采用啟發式教學和多媒體教學相結合的方法。以學生日常生活中接觸的商品（如餐勺、易拉罐、花瓶、購物袋、人造板等）導入課程，引導學生積極思考和討論問題，比如這種產品的原材料是什么？原材料為什么可以成型加工？通過什么方法成型加工？為什么會有廢品出現等？

（2）在“加工方法與工藝”模塊方面，充分利用多媒體課件、Flash動畫、網絡視頻、網絡課堂、典型案例及貼吧討論等形象化教學資源輔助教學。多媒體課件可清晰展示材料成型加工設備的結構及其各組成部分的作用；Flash動畫和網絡視頻可展示整個材料成型加工的詳細步驟；網絡課堂和貼吧討論可解答學生學習過程中的困惑。

（3）在“產品性能與應用”模塊方面，采用正反案例教學的方法加深學生對理論知識的理解[5]。材料加工成產品后其性能的優劣決定了其使用性，正面案例主要選取該產品的世界著名品牌進行介紹；反面案例教學則是使學生明白在材料加工過程中如果知識和技能不過關就會制作出偽劣產品，就會造成大的經濟損失及惡劣的社會影響。通過反面案例的導入，使學生掌握造成產品質量缺陷的原因，從而提高學生解決實際問題的能力。

（4）在材料加工新技術、新方法前沿科學了解方面，采用教師科研與課外文獻報告閱讀總結相結合的方法。將教師科研項目中材料成型加工取得的一些成果（如基于殼聚糖高性能納米復合電極材料紐扣電池的制作、基于注射成型聚丙烯/納米硅高鐵絕緣夾在高鐵中的應用等）融入課堂，學生經過身邊老師科研成果的認知，結合所學的材料成型加工知識，不僅可以培養學生的科研意識和創新思維能力，對這門學科的科技前沿也會有更深入的感受。此外，還可以以作業布置的形式讓學生自己查閱國內外相關文獻并撰寫課外文獻閱讀報告，同樣可以擴大學生知識面、激發學生科研興趣。

3 實踐教學改革

材料加工原理課程是一門實踐性很強的課程，這門課的實踐教學環節（如實驗教學、生產實習）不僅可以鞏固課堂教學學習的理論知識，還可以培養學生的動手能力、解決實際問題能力和創新能力。

（1）有針對性地開設《材料成型與加工實驗》配套課程，實驗內容按照材料大類（金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料及復合材料）進行分類，每大類材料的實驗項目類型由淺入深按照驗證型、開放型、科研型和綜合型進行設置。驗證型實驗結合教學內容選擇經典成熟的實驗，根據課堂學習進度安排驗證型實驗；開放型實驗銜接教學內容，以大學生課外科研實驗和創新創業訓練實驗為主，學生根據自身項目要求進行選材、設計工藝流程并完成相關性能測試；科研實驗根據課堂教學介紹的教師科研以及學生課外相關文獻閱讀的情況，有選擇性地精選一些反映材料研究熱點的實驗開展；綜合型實驗以教師給定的題目為主進行分組實驗，要求學生根據給定的題目自己查閱文獻，然后根據課堂所學知識對制作該產品進行材料選材、實驗設備選擇、加工流程設計、相應性能測試等，最后撰寫綜合實驗報告。這不僅加深學生對材料加工基礎理論知識的理解和實際應用，而且還提高了學生的實際動手能力并培養學生撰寫實驗報告的科學素養。

（2）材料加工生產實習是對材料加工原理課程實驗教學的一個非常有利的補充和環節。通過將課堂搬進生產車間和實習工廠，鼓勵學生主持大學生創新創業項目和參加相關學科競賽，通過“教學—科研—競賽”相結合的三位一體模式，以賽促學，不僅可以深化學生對理論知識的認知和理解，也可以讓學生領悟學習的目的意義并全面提升學生的綜合素質。例如與我校有合作關系的大洋塑膠、運來塑膠、宇電新能源、中一新能源等湖北公司，通過頂崗實習、就業基地培訓等方式培養應用型人才。一方面教師可以優選部分學生優秀實驗項目在合作企業進行實際材料加工，另一方面可以邀請企業的專家或技術人才向學生講解生產實踐經驗，這對激發學生的實踐探索欲和促進學生盡快進入工作狀態可以起到很好的鋪墊作用。

4 結論

為適應應用型大學技術技能型人才培養的需求，對材料加工原理課程的教學內容、教學方法及實踐教學三方面進行了改革探索。通過對教學內容模塊式的優化使授課主題清晰明了，根據具體教學內容設計組合式靈活多樣的教學方法使教學直觀化形象化，通過由淺入深設置多種實驗項目類型并與生產實習相結合使教學內容得到延伸和應用。從材料加工原理課程改革的效果來看，學生不僅對材料加工原理課程的學習產生了興趣和熱情，而且提高了學生分析問題、解決問題的能力和培養了學生應有的科研素養。材料加工原理課程改革雖初見成效，但仍需在以后的教學過程中不斷完善提高，為社會發展需要培養更多高素質的材料加工應用型人才。