依托“以賽促學(xué)”模式深化材料成型及控制工程專業(yè)實(shí)踐課程改革

摘" 要：材料成型及控制工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)系統(tǒng)掌握機(jī)械、材料等學(xué)科基礎(chǔ)知識及材料成型加工專業(yè)知識的技術(shù)人才，培養(yǎng)重點(diǎn)是工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。然而，在當(dāng)前培養(yǎng)過程中，存在重基礎(chǔ)理論教育，輕實(shí)踐教學(xué)的問題。因此，亟需通過課程改革，依托“以賽促學(xué)”模式，探索面向材料成型及控制工程專業(yè)實(shí)踐類課程的新教學(xué)方法，提升學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力，切實(shí)推進(jìn)材料成型及控制工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。

關(guān)鍵詞：材料成型及控制工程專業(yè)；實(shí)踐教學(xué)；課程改革；以賽促學(xué)；卓越工程師培養(yǎng)

中圖分類號：G642" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2096-000X（2025）09-0134-05

Abstract： The training goal of material forming and control engineering is to train technical talents who systematically master the basic knowledge of machinery， materials and other disciplines as well as the professional knowledge of material forming and processing. The training focuses on engineering practice ability and innovation ability. However， in the current training process， there is a problem of emphasizing basic theoretical education and neglecting practical teaching. Therefore， it is urgent to explore new teaching methods for practical courses of material forming and control engineering majors through curriculum reform and relying on the model of \"promoting learning through competition\"， so as to improve students' ability to solve practical engineering problems and effectively promote the achievement of training objectives of material forming and control engineering majors.

Keywords： material forming and control engineering; practice teaching reform; curriculum reform; promoting learning by competition; outsatanding engineer training

近幾年來，美國、德國、英國和日本等發(fā)達(dá)國家探索了“以賽促學(xué)，賽教結(jié)合”的教學(xué)模式，組織高校實(shí)踐性較強(qiáng)的相關(guān)專業(yè)開展實(shí)習(xí)技能競賽，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決工程問題的能力，實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐的循環(huán)往復(fù)，由此衍生出“以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促評、賽教融合”的教學(xué)模式。我國教育部在1998年進(jìn)行了高等學(xué)校本科專業(yè)調(diào)整，將原鑄造、鍛壓、焊接三個專業(yè)合并為材料成型及控制工程專業(yè)[1-2]，經(jīng)過多年的積累和建設(shè)，形成了多個專業(yè)性強(qiáng)、認(rèn)可度高、立足于培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力的全國性賽事，見表1。其中，中國大學(xué)生機(jī)械工程創(chuàng)新創(chuàng)意大賽——鑄造工藝設(shè)計(jì)大賽、全國大學(xué)生金相技能大賽都是連續(xù)入選教育部全國高校競賽評估與管理專家委員會評出的全國普通高校學(xué)科競賽排行榜，是受到廣泛認(rèn)可的國家級賽事。因此，我國目前材料成型及控制工程專業(yè)現(xiàn)有的賽事體系能夠?yàn)椤耙再惔賹W(xué)”教學(xué)改革提供良好的實(shí)踐平臺基礎(chǔ)[3]。

中北大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系由專業(yè)實(shí)習(xí)（包括認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)）、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)組成，構(gòu)建了競賽驅(qū)動的“四年制—多環(huán)節(jié)貫穿式”材料成型專業(yè)全流程實(shí)踐教學(xué)體系，具有完整的學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案，如圖1所示。2021—2023年，在材料成型專業(yè)相關(guān)國家級賽事方面取得了一定成績，獲得國家級獎項(xiàng)10項(xiàng)、省級獎32項(xiàng)，培養(yǎng)了一批具有科技創(chuàng)新和實(shí)踐能力的學(xué)生。然而，在實(shí)踐教學(xué)方面仍有待加強(qiáng)，現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)體系的架構(gòu)分散、教學(xué)方法單一和教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際產(chǎn)業(yè)需求存在差距。由此，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)提出依托“以賽促學(xué)”的方法，促進(jìn)材料成型專業(yè)“雙創(chuàng)”教育社會實(shí)踐課程創(chuàng)新改革，構(gòu)建適合專業(yè)發(fā)展和人才培養(yǎng)目標(biāo)需要的實(shí)踐課程體系，驅(qū)動材料成型及控制工程專業(yè)實(shí)踐類課程建設(shè)優(yōu)化發(fā)展。

一" 依托“以賽促學(xué)”深化實(shí)踐教學(xué)的改革思路

（一）" 對標(biāo)國賽標(biāo)準(zhǔn)，驅(qū)動實(shí)踐教改

依托“以賽促學(xué)”深化實(shí)踐教學(xué)的改革思路是將本專業(yè)相近或相關(guān)學(xué)科的競賽作為助推實(shí)踐教學(xué)改革的驅(qū)動力[4-5]，促進(jìn)學(xué)生開展實(shí)踐課程學(xué)習(xí)的興趣和動力。參考行業(yè)一級學(xué)會或協(xié)會根據(jù)現(xiàn)有行業(yè)需求舉辦的國家級學(xué)科競賽，參考學(xué)科競賽的題目、制定的考核標(biāo)準(zhǔn)、賽事獲獎的優(yōu)秀案例等資源[6]，解決中北大學(xué)材料成型及控制工程人才實(shí)踐能力培養(yǎng)上面臨的創(chuàng)新性教學(xué)資源少、缺乏標(biāo)準(zhǔn)等問題，具體如圖2所示。

（二）" 構(gòu)建全過程教—賽促學(xué)體系

“以賽促學(xué)”實(shí)踐教學(xué)體系實(shí)現(xiàn)從大一到大四貫穿全過程，從大一年級的專業(yè)基礎(chǔ)訓(xùn)練與創(chuàng)新思維，大二年級的專業(yè)能力訓(xùn)練與創(chuàng)新設(shè)計(jì)，大三年級的專業(yè)綜合訓(xùn)練與創(chuàng)新項(xiàng)目到最終大四年級的專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)與參與競賽，創(chuàng)造多形式、多層次的新實(shí)踐教學(xué)模式，通過課程與項(xiàng)目并行、學(xué)練互動、虛擬與實(shí)際場景交融等多種途徑構(gòu)建全過程實(shí)際教學(xué)改革，達(dá)到以賽促教、以賽促練、以賽促學(xué)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力協(xié)同培養(yǎng)的教—賽促學(xué)體系。

（三）" 制定“企業(yè)級”賽制評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

以中北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院現(xiàn)有教學(xué)實(shí)驗(yàn)室、科研平臺為基礎(chǔ)，依靠山西省產(chǎn)教融合政策和行業(yè)協(xié)會，引進(jìn)企業(yè)專家進(jìn)學(xué)校，共同定制校內(nèi)賽制方案及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，評價(jià)方法盡可能與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際貼近，與產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目相結(jié)合，加強(qiáng)校內(nèi)外實(shí)踐教學(xué)之間的聯(lián)系。通過與機(jī)械制造相關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)、國內(nèi)高水平研究院所和畢業(yè)生交流和調(diào)研，進(jìn)一步將賽事考評標(biāo)準(zhǔn)與企業(yè)實(shí)際需求對接，制定“企業(yè)級”賽制評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，推動完善產(chǎn)教融合育人機(jī)制。

二" 以“金課”標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐“以賽促學(xué)”教學(xué)改革思路

（一）" 以賽促學(xué)的教學(xué)理念，確保了實(shí)踐教學(xué)的高階性和主動性

高階性指的是知識、能力、素質(zhì)有機(jī)融合，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和高級思維，創(chuàng)新性則表現(xiàn)在課程內(nèi)容的前沿性和時代性、教學(xué)形式的先進(jìn)性和互動性、學(xué)習(xí)結(jié)果的探究性和個性化[7-8]。“以賽促學(xué)”的教學(xué)改革是由成果導(dǎo)向教育理念引申而出的，以競賽為抓手，參考國賽權(quán)威性的競賽題目，利用競賽中的“賽馬制”驅(qū)動學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識與技能，構(gòu)建競爭性的比學(xué)趕幫學(xué)習(xí)模式，逐步鍛煉了學(xué)生的主動學(xué)習(xí)意識和獨(dú)立學(xué)習(xí)能力，踐行了“學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，因此教學(xué)過程具備高階性和主動性。

（二）" 高規(guī)格的競賽保證了課程教學(xué)的挑戰(zhàn)度

挑戰(zhàn)度是指課程要有一定難度，需要學(xué)生和教師一起，跳一跳才能夠得著[9]。“以賽促學(xué)”教學(xué)以在全國競賽中的獲獎等級作為衡量教學(xué)成果的外在標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)楦傎愔性O(shè)置的挑戰(zhàn)度自然保證了相關(guān)實(shí)踐課程教學(xué)的難度和競爭性。學(xué)生和老師必須通過相關(guān)配合，形成教學(xué)合力，才能在實(shí)踐教學(xué)中獲得提升，進(jìn)而在高規(guī)格學(xué)科競賽中的取得優(yōu)異成績。

三" 構(gòu)建“以賽促學(xué)”模式下的材料成型及控制工程實(shí)踐類課程體系

中北大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)的實(shí)踐課程群目前共有9門課，主要分為3類，第一類是前導(dǎo)性課程，主要是導(dǎo)論或?qū)嵺`類認(rèn)知課程，起到吸引學(xué)生興趣，推廣賽事的作用；第二類是培訓(xùn)類課程，起到人員基本技能培訓(xùn)與競賽選拔的作用；第三類是驗(yàn)證類課程，以競賽題目攻關(guān)為目標(biāo)，通過綜合運(yùn)用基本原理和相關(guān)技能，形成最終的設(shè)計(jì)方案提交參賽評審。三類課程之間通過分學(xué)年開放式選課形式連接。“貫穿式”教學(xué)的材料成型及控制工程競賽導(dǎo)向類實(shí)踐課程群見表2。

（一）" 前導(dǎo)性課程

以前導(dǎo)性課程“鑄造工藝大賽‘雙創(chuàng)’課程”為例，課程教學(xué)信息見表3。前導(dǎo)性課程在以賽促學(xué)課程群中起到宣講賽事和募集人員的作用，同時對比賽中常用的三維制圖軟件、鑄造基本概念和基礎(chǔ)知識進(jìn)行技能性的培訓(xùn)。

（二）" 培訓(xùn)類課程

培訓(xùn)類課程主要是面向材料成型及控制工程專業(yè)各方向開設(shè)的專業(yè)必修、選修課程，學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)，掌握材料成型工藝設(shè)計(jì)、工藝規(guī)范選擇、工藝實(shí)踐及驗(yàn)證等材料成型及控制工程專業(yè)的工藝設(shè)計(jì)方式，便于他們獨(dú)立完成競賽設(shè)置的高階項(xiàng)目的構(gòu)思、工藝設(shè)計(jì)及仿真驗(yàn)證等工作，最終在課程結(jié)束時完成相關(guān)內(nèi)容的鑄造工藝設(shè)計(jì)報(bào)告。以面向材料成型及控制工程專業(yè)學(xué)生的材料成型及控制專業(yè)課程設(shè)計(jì)為例，課程詳細(xì)信息見表4。

四" 依托產(chǎn)教融合推進(jìn)“以賽促學(xué)”教學(xué)評價(jià)與反饋

（一）" 采用“項(xiàng)目實(shí)踐模式”貫穿實(shí)踐教學(xué)體系

采用“項(xiàng)目實(shí)踐模式”將整個實(shí)踐教學(xué)體系貫穿起來，實(shí)現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)和企業(yè)創(chuàng)新需求的相互協(xié)調(diào)性[10]。即將收集的企業(yè)難題設(shè)計(jì)成“項(xiàng)目”，定期將項(xiàng)目向材料成型及控制工程專業(yè)的所有學(xué)生公布，引導(dǎo)各年級學(xué)生組成科研興趣小組和研究團(tuán)隊(duì)，結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、中國大學(xué)生鑄造工藝大賽、熱處理工藝大賽和企業(yè)社會實(shí)踐等活動，在完成基本實(shí)踐教學(xué)要求的情況下，選擇專業(yè)實(shí)驗(yàn)中的項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)畢業(yè)實(shí)習(xí)中的項(xiàng)目實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)，使得大學(xué)期間能夠完成技術(shù)研發(fā)的整個過程，使得學(xué)生具有解決“復(fù)雜工程問題”能力。

（二）" 依托企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)推進(jìn)卓越工程師培訓(xùn)

利用“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，以材料成型及控制專業(yè)液態(tài)成形方向2022級本科為實(shí)施對象，以山西省機(jī)械鑄造龍頭企業(yè)為聯(lián)合對象，共同制定培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案、共同建設(shè)課程與開發(fā)教程、共建實(shí)驗(yàn)室和實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地和合作開展研究等，推動人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)需求緊密結(jié)合。讓企業(yè)深度參與學(xué)校教育教學(xué)改革，多種方式參與學(xué)校專業(yè)規(guī)劃、教材開發(fā)、教學(xué)設(shè)計(jì)、課程設(shè)置和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)，促進(jìn)企業(yè)需求融入人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)，同時為企業(yè)技術(shù)員工提供終身教育服務(wù)。

此外，針對卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃中實(shí)地完成實(shí)踐環(huán)節(jié)存在的時間、成本等實(shí)際問題，可通過借助當(dāng)前發(fā)達(dá)的高速網(wǎng)絡(luò)，由企業(yè)派駐教師或聘請的企業(yè)實(shí)踐教學(xué)導(dǎo)師通過在線實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生足不出戶就能進(jìn)行工廠生產(chǎn)實(shí)習(xí)、認(rèn)識實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)，保證卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的完成。

表4" 材料成型及控制專業(yè)課程設(shè)計(jì)課程詳細(xì)信息

五" 結(jié)束語

通過構(gòu)建以“金課”標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐的“以賽促學(xué)”教學(xué)改革思路，完善了這一模式下的材料成型及控制工程實(shí)踐類課程體系，并最終依托產(chǎn)教融合對“以賽促學(xué)”教學(xué)成果進(jìn)行了評價(jià)與反饋。實(shí)踐課程改革的深化改革，在新工科技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域更有針對性，打通了人才培養(yǎng)與實(shí)踐教學(xué)之間的阻礙，實(shí)現(xiàn)了卓越工程師人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。

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