具有交通特色的材料成型及控制工程专业课程体系探索与构建

张渝

摘 要 以教育部本科专业目录调整为契机，依托我校原有专业方向和骨干学科，利用我校交通行业的优势，进行交通特色“材料成型及控制工程”专业课程体系的探索和构建改革。以机械专业学科优势为基础、紧密结合车辆工程学科、向船舶建造以及轻轨车辆制造延伸。根据当前企业急需人才所需要的知识与能力，在课程体系的设置中做到有的放矢，通过对材料成型及控制工程本科专业特色课程体系的建设，修改与完善人才培养定位及培养方案，培养出受企业欢迎的人才。

关键词 材料成型及控制工程 课程体系 教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.06.028

The Exploration and Setup of Course System with Transportation Characteristics for Material Shaping and Control Engineering Specialty

ZHANG Yu

（School of Mechatronics and Automotive Engineering， Chongqing Jiaotong University， Chongqing 400074）

Abstract By taking the opportunity of the undergraduate catalog adjustment according to the ministry， we had carried out the exploration and setup of course system with transportation characteristics for material shaping and control engineering specialty based on the original speciality and backbone subject and the advantages of transportation industry. This reformation is the combination of mechanical professional disciplines， vehicle engineering discipline， ship construction and the manufacture industry of railway vehicle. According to the requirements of the enterprise for talents， the course setup can provide the knowledge and ability for the students by building the featured curriculum system and by amending the undergraduate education plan.

Key words Material shaping and control engineering; course system; teaching reform

1 背景

2012年以前的本科专业目录中，材料成型及控制工程专业被归类于材料科学与工程一级学科下，属于材料类专业。为了适应新形势下教育发展的规律及社会对各类专门人才的需求，教育部于2012年10月颁布了新的普通高等学校本科专业目录。新的专业目录按照学科分类，结合我国国情设置专业，适应社会主义市场经济的发展。新颁布的本科专业目录将材料成型及控制工程本科专业归类到机械工程一级学科下。

材料成型及控制工程二级学科专业通常包含三个方向：模具、焊接、铸造。①借此新版本科目录调整之际，我校将机械设计制造的模具方向进行调整，同时以白车身焊装和船舶建造为特色增设了焊接工程与技术方向，合并后成立了材料成型及控制工程本科专业。针对该新专业，我校构建了符合重庆交通大学“交通特色”的材料成型及控制工程的课程体系、制定了相应的培养方案和教学大纲。

2 现状

材料成型及控制工程专业是教育部1998年调整开设的专业。十多年来，国内各有关院校相继制订了该专业的教学内容与课程体系。教育实践证明，现有的专业课程设置大多为原来老专业课程的增减，有机整合力度不够，学生们觉得专业课程太多太杂，而用人单位又觉得学生们缺乏工程知识、动手能力差，与毕业后的使用要求有距离。②③④

材料成型及控制工程作为一个交叉学科，其专业具有不同于其它相关专业的特点：对材料学以及工程材料方面的专业知识要求掌握得比机械类专业要高;另一方面，对机械方面的专业知识又比其它材料专业要求更多。因此，我国有的高校把该专业归属到机械学院，有的高校把该专业归属到材料学院。

目前，我国材料成型及控制工程专业的课程设置类型可分为三种：⑤（1）综合型。以原有专业为基础，整合出几门专业核心课程，再另外增设一些具有共性的专业基础课程。虽然专业知识面得到了拓宽，然而受学时的限制，授课内容的深度得不到保障。（2）机械类。课程设置向机械类专业倾斜，只保留最基本的材料成型加工课程。此类课程体系的特点是培养的学生在机械制造方面的专业能力较强。（3）材料类。课程设置更侧重材料学。此类课程体系的特点是培养的学生，材料以及成型方面的专业能力较强。

重庆市内高校如重庆大学、重庆理工大学、重庆科技学院也开设有材料成型及控制工程专业。但是以上高校该专业都开设在材料科学与工程学院下，而不是开设在机械工程学院。因此，课程设置偏重材料学科，对机械制造方面的知识和能力较为欠缺。然而，从学生的就业去向看，材料成型及控制工程的毕业生大都是在机械制造行业就业，因此加强其机械方面的知识是非常必要的。也正因为如此，在众多业内人士的呼吁下，教育部2012本科目录将材料成型及控制工程归类到机械一级学科下。

另一方面，很多高校材料成型及控制工程专业由于不在机械学院，因此与机械和车辆等学科的接合比较欠缺。而重庆交通大学材料成型及控制专业归属在机电与汽车工程学院，与机械和车辆学科接合紧密，并将逐步向船舶建造以及轻轨车辆制造延伸，因此本校的材料成型及控制工程专业发展交通特色具有十分明显的优势。

3 特色课程体系构建

我校材料成型及控制工程专业的定位是立足重庆、面向全国，在金属塑性成形、高分子材料加工、模具设计与制造、焊接等领域，本着服务重庆乃至全国区域经济和社会发展，结合汽车摩托车、轨道车辆、船舶等制造业的需求，努力将本专业建设成为具有行业特色的专业。

建立交通特色的“材料成型及控制工程”本科专业课程体系的目的是充分利用我校交通行业背景，结合船舶制造发展船舶焊接，设立焊接工程与技术课程群;结合车辆工程发展汽车制造，设立模具设计与制造课程群。

交通特色材料成型及控制工程专业课程体系的建设，以本校机械设计制造及其自动化为依托，以车辆工程和船舶建造为特色，充分利用了现有的学科和师资的优势，将机械工程与材料成型及控制工程很好地进行了结合，有显著的创新性，主要体现在以下几方面：

（1）整合基础理论课程。在2012以前的我校专业设置中，模具设计与制造是机械设计制造及其自动化专业下的一个方向，机械设计、机械制造以及造化方面的课程偏多，学生在机械方面的知识与能力较强。但是在教育部2012新本科目录中，模具设计与制造被归为材料成型及控制工程专业下的一个方向。因此，模具设计与制造的基础课就不再沿用机械设计制造专业的基础课，而是与材控专业下的另一个方向“焊接工程与技术”进行整合，对机械类与材料类基础课的平台课程进行了建设。

（2）加强工程实践能力。除实习和课程设计以外，增设工程材料基础实验、模具结构与加工实验、专业综合实验等材料类平台实验，其中工程材料基础实验安排金相显微镜的使用及铁碳合金平衡组织观察实验、钢的热处理实验和碳钢热处理后的基本组织鉴别实验等实验内容。模具结构与加工实验安排了冲压模具拆装实验、金属板材冲裁加工实验、注射模具拆装实验、塑料的注射成型、模具零件的电加工实验等实验内容。由于模具行业经常需要处理复杂曲面的模具型腔，因此常常需要使用三维扫描和逆向建模等技术，因此在课程体系构建中，设置了三维逆向扫描的实验和熔融沉积快速成型实验。

（3）注重计算机技术与材料成型加工技术有机结合开设计算机在材料成型中的应用、聚合物成型过程计算机模拟与分析、CAD/CAM技术等教学内容，使学生受到“现代工程意识和科学技术”的教育，培养其应用计算机科学解决问题特别是解决工程问题的能力。⑥⑦为了能够分析模具强度，有必要使学生掌握基本的弹性有限元的知识，能够使用ANSYS软件进行强度分析;另外，由于工程问题往往具有参数多，影响因素多等特点，为了找到最佳方案需要对参数进行优化，因此需要学生具备最优化方面的知识。考虑到上述两因素，在课程体系中设置了“现代设计方法”课程，包含有限元、最优化和可靠性三方面的内容。

（4）突出交通特色。面向我校优势学科车辆工程与船舶与海洋工程专业，进行了汽车制造所需基本知识的相关课程设置，例如“车身结构与设计”和“汽车覆盖件成形技术”，设置了船舶建造工程相关的课程以及轻轨车辆制造所需技术的相关课程。考虑到汽车轻量化的发展趋势，特别开设了“车身轻量化材料”，主要向学生介绍当前在车身中应用越来越多的高强钢、铝合金和镁合金等先进材料。

（5）紧跟时代先进技术。据用人单位反映，当前很多高校的课程内容已跟不上技术的发展而显得陈旧。因此，将当前制造企业所采用的新技术，例如热冲压、渐进成形技术等进行梳理进而开设相应的课程。特色课程有“逆向工程与快速成型技术”、“特种塑性成形技术”。

（6）服务地方经济。根据重庆市政府出台的“重庆市十二五工业振兴计划”，未来重庆市将大力发展汽车工业、材料工业、装备制造业。因此，根据当前企业急需人才所需要的知识与能力，在课程体系的设置中做到有的放矢，培养出受企业欢迎的人才。

4 结束语

本专业要求学生最终达到具有材料科学、机械工程、自动化及计算机基础知识和应用能力，能够在材料加工、材料成型过程自动控制、材料成型工艺设计以及成形装备设计等领域从事技术应用与开发、设计与制造、生产组织与管理，具有较强的实践能力和创新意识的高级工程技术人才。

通过对材料成型及控制工程本科专业特色课程体系的建设，修改与完善人才培养定位及培养方案，其课程体系中专业课程保留传统材料成型及控制技术方面的课程，同时增加特色工程技术类课程，体现了该学科与本校优势学科车辆工程和船舶与海洋工程的融合，有效地突出学校的交通特色;此外，课程体系还着重加强实践教学环节，强化学生的工程应用能力，有利于拓展学生专业技术方面的能力，拓宽未来的就业领域。

注释

① 郭建，徐向俊.材料成型及控制工程专业的改革实践.中国冶金教育，2012（2）：26-29.

② 徐峰，冯小朋，夏鹏举.材料成型及控制工程专业特色培育的研究与实践.黑龙江教育（高教研究与评估），2012（5）：30-31.

③ 陈丁桂，陈文哲，陈胤.材料成型及控制工程专业课程体系改革的探索.长春理工大学学报（高教版），2009（9）：91-92.

④ 范钧，王雷刚.材料成型及控制工程专业动态实践教学的探索.中国科教创新导刊，2012（14）：203-204.

⑤ 戴晓元，寇丽丽，华熳煜.材料成型及控制专业《工程材料》课程教学改革探索.科技创新导报，2010（12）：173.

⑥ 李云涛，杨立军，金飞翔等.材料成型及控制工程专业引入计算机模拟方法教学的研究.模具工业，2014.40（4）：67-69.

⑦ 龙玲，彭必友.材料成型CAD/CAE/CAM综合性创新实验教学研究.实验室研究与探索，2010.27（3）：9-11，39.