新工科背景下《材料成形技术基础》课程教学改革研究

郭 纯，胡瑞章，陈 丰，杨拓宇

(安徽科技学院 机械工程学院，安徽 蚌埠 233000)

近年来，随着社会经济的快速发展，我国科学技术发展也得到了快速的进步，越来越多新技术、新理念如雨后春笋一般涌现，在此新形势下，对教育教学也提出了更高的要求，如何培养具有适应性和创造性的高素质、高水平人才，是目前各大院校需要重点考虑的问题。为了满足社会发展所需，就必须重视对课程的改革和创新，科学有效的课程改革不仅可以促进教师专业成长，同时对提高学生的综合能力及综合素质也具有重要的作用[1]。在机械与材料类专业中，材料成形技术基础课是一门尤为重要的基础课程，就目前来看，以新形式、新模式、新兴产业为代表的新经济正在蓬勃发展，因此，在新工科背景下，就必须加快对材料成形技术基础课的教学改革。

1 《材料成形技术基础》课程概况

1.1 课程简介

机械与材料专业是目前各大院校中较为热门的一个专业，而其中材料成形技术基础课就是该专业中尤为重要的一门基础课程，具有很强的适用性,与实际工艺紧密结合，其在机械与材料相关人才培养方面发挥着重要的作用。通过对课程的学习，学生可以在金属加工的基础上进一步学习毛坯成形和零件加工技术，掌握基本的材料成型方法。基本原理和工艺特性，如焊接，铸造，粘接，锻造，粉末冶金，塑料成型等方法和工艺，能够选择和整合过程知识并增强分析零件结构特征的能力[3]。为了学习后续课程打下结实的基础。

1.2 材料成形技术基础课程的作用

到目前为止，中国24个行业中有21个或多或少，特别是钢铁，服装和纺织行业都存在一些问题。制造业普遍存在自主创新能力不强，核心技术过于依赖国外。国内生产主要是低附加值产品，少数高科技产品也是组装产品。另外，不合格产品的比例很高，10%的产品失败率远远高于国家标准，使质量损失超过2 000亿元/年。在资源利用率方面，中国大规模消耗资源和高密度制造的消费不仅导致环境污染，而且还造成了大量的资源浪费。据报道，单位GDP能耗约为国际平均水平的2.6倍。因此，“2025年中国制造”对机械和材料类大学生来说是一个机遇和挑战。在积极推进“中国制造2025”战略的过程中，中国的核心区域是“加强制造业基地”[4]。产品质量取决于重要基础材料，先进基础工艺，关键部件和工业技术的“四基”水平。材料成形技术的发展和创新对于加强制造起着至关重要的作用。因此，学习材料成形技术的基础课程在机械和材料类专业人才的培养中发挥着重要作用[5]。

2 《材料成形技术基础》课程教学

《材料成形技术基础》课程主要模块可以分为理论教学和实践教学，我们需要分析材料成形技术基础课程理论教学实践教学的现状，以提高课程教学改革的针对性[6]。

2.1 理论教学

理论是实践的基础，想要提高学生的专业技能，就必须做好理论教学。而在减轻负担，提高效率的教育背景下，《材料成形技术基础》课程的总课时在一定程度上进行了压缩，这样一来，其理论教学课时也会随之削减。而理论教学是需要相应的课时支撑的，如果缩减课时，那么就必然会对理论教学的质量和效率造成影响。而很多学校为了满足理论教学的课时所需，就会出现理论教学与实践教学时间分配不合理的情况，比如通过削弱实践教学时间来增加理论教学时间，这样虽然可以提高理论教学的有效性，但是就会影响实践教学的有效性，导致理论教学与实践教学脱节[7]。不仅如此，很多院校在理论与实践方面，更加侧重于理论教学，课程教学定位失当现象明显，而一味的追求高深的理论知识，忽略了在实践教学的作用和意义，就会导致学生高分低能问题的产生。

2.2 实践教学

材料成形技术基础课程是一门实践性的课程，其对学生的实践能力、应用能力具有非常高的要求。但是就目前材料成形技术基础课程的实践教学来看，还存在缺乏对学生实践的指导，学生体验的机会较少，即使有实践体验安排，也存在安排不科学、不合理等问题。比如实验教学主要安排在实习阶段，或者存在实验和实习独立现象，这样一来，就会导致学生实践技能得到提升，同时也无法引导学生将实践教学与理论教学进行深度融合[8]。另外，在实践教学过程中，实验的设计存在实验类型单一、实验缺乏综合性、实验开展数量不足等问题，这样也会影响到学生实践教学质量和效率的提升。

3 《材料成形技术基础》课程教学改革

3.1 优化教学内容与手段

教学内容是影响教学质量和效率的主要因素，如教学内容丰富、系统、完善，那么更有利于提高教学整体质量，如教学内容单一、匮乏、混乱，那么就会直接影响到教学效果。因此，在《材料成形技术基础》课程教学改革中，必须重视对教学内容的优化。比如要加强对教学内容的完善与更新，其教学内容要与材料成形技术前沿的紧密结合，以及对材料成形技术最新科研成果教学过程的及时学习和吸收。在实践教学中，为了优化教学内容，学校可以聘请企业工程技术人员作为兼职教师，还可以聘请在企业工作，具有丰富经验的专业人才作为任课教师，他们对最新的知识、技术都有更加全面的了解，且具有丰富的经验，这对更新和完善教学内容具有重要的作用。为了提高学生对教学内容的认知，教师还可以定期组织学生去工厂参观、体验，为课程教学奠定良好的基础。

3.1.1 培养学生理论基础

虽然《材料成形技术基础》课程是一门实践性较高的学科，但是理论是实践的基础，只有学好理论，才能够更好地指导应用。在《材料成形技术基础》课程教学中，教师不仅可以通过课堂教学来提高学生的理论知识，还可以通过实验课程、毕业设计、组织各类科研项目等，来提高学生的理论知识及创新能力。如铸造实验教学、焊接实验教学、模具拆装教学等，这些实验课程可以帮助学生巩固理论知识，同时帮助学生更好地理解理论与实践之间的关系，进而灵活地将理论知识转化为实践应用[9]。另外，也有部分对材料科学十分感兴趣，或者准备继续在专业领域攻读的学生，教师应该提高对他们的重视，给予他们正确的引导和指导，这对于提高学生的科研能力、创新能力具有重要的意义。

3.1.2 加强本科教育与校企合作的联系

校企合作是培养学生实践能力的重要措施。在材料成形技术基础课程教学改革中，为了更好地培养人才，促进人才发展，学校应该提高对校企合作的重视，加强本科教育与校企合作的联系，这样可以使课程教育真正与实际生产相结合，避免出现理论与实际脱轨的问题，这对促进学生良好发展具有重要的意义。

3.1.3 激发学生的学习兴趣

课堂教学应基于理论知识(包括粉末制备、粉末注射、烧结、热处理、钢的微观结构和机械性能)，结合材料的性质和应用围绕材料科学项目举行了一系列开放性实验，如机械合金化、电沉积、注塑成型、粉末冶金、材料微观结构观察和力学性能测试以及本科毕业设计等工程实践项目，学院还可以通过开设专门的学术报告来扩大学生的学术视野，激发学生的学习兴趣。

3.2 优化教师队伍

教师队伍水平、素质的高低与材料成形技术基础课程教学质量和效率的高低有着直接的关系，所以想要促进改革和创新的发展，就必须重视对教师队伍的建设。高水平、高素质的教师队伍可以形成优秀的教学风格、学术氛围，这对于提高整体教学水平具有重要的意义。加强“双师型”教师队伍的建设和培养首先就年轻教师而言，其是教学的主体，亦是未来教学的新动力，院校必须提高对年轻教师的重视，要对年轻教师的专业水平、综合素质、职业道德、政治诚信等进行全面考核，同时还需要对年轻教师实行责任制，以此来提高教师队伍的专业性。可以通过组织教师进行讲座，邀请高级教授进行授课，来提高教师水平。院校也可以定期组织教师到公司、企业进行培训，这样不仅可以提高教师的专业水平，还可以加强学校与企业之间的交流和沟通，这对于提高整体教学水平具有重要的意义。

3.3 注重多元化的教学方法

教学方法是否科学、合理、有效，将直接关系到课程教学的质量和效率。传统教学方法单一、乏味、枯燥，显然不利于教学改革的发展，对此，就需要教师注重全方位、多元化教学方法的应用。

3.3.1 与国内外其他高校开展合作

近年来，随着科学技术的不断发展，新材料领域的发展也十分迅速，而现有的课程教学相对其发展速度而言较为匮乏，这显然不利于材料成形技术基础课程教学质量和效率的提高。对此，为了能够让学生学习到更多的知识、技术，院校就可以加强与国内外其他高校的交流与合作，比如学校可以组织教师到国外学习，还可以聘请国外专业的教师对课程教学进行指导。这样可以在很大程度上扩大教师的知识水平，进而使得材料成形技术基础课程更加国际化、专业化。

3.3.2 加强实验教学，注重课堂教学与课外教学的结合

材料成形技术的基本知识涵盖范围广泛且实用。为了使学生能够很好地掌握教学内容，有必要加强实践教学，合理安排实践教学的时间和内容，使学生在实践过程中取得良好的效果。为适应新世纪机械工程复合型人才的发展需要，教师可以利用校外实践教学基地，整合理论、工程、实习、实验、科研、毕业设计等教学方法。充分利用学校内外的实践教学基地，实施本科材料成形技术认知环节的教育培训，积极引导本科生参加教师和研究生毕业生的研究项目，结合国家，省部级教师的各项研究和工程项目，帮助学生逐步理解科学研究和工程的概念，实施计划选择原则，组织学生分阶段和分批地练习和教学基地，以便学生对铸造，锻造，焊接，粉末冶金和其他技能有全面的了解，尽可能多形式地拓宽学生的知识视野。这样可使学生对课堂教学的理论知识有了更深入的了解，促进教学结果的整合。

3.3.3 现代教育技术与传统教育技术的结合

随着教育改革的不断深入实施，现代教育技术在教育教学活动中的应用也越来越广泛，但是这并不代表传统教育技术毫无用处，现代教育技术和传统教育技术各有优点，所以这就需要教师根据教学内容、教学需求，合理应用不同的教育技术进行教学。比如教师可以尝试将现代教育技术与传统教育技术相结合的方法进行教学，这样可以使得现代和传统教育技术相互补充，进而更好的发挥教学作用。比如在理论知识教学方面，教师就可以通过理论讲解、板书等传统教学方法进行教学，而为了帮助学生进一步理解知识，可以辅助应用多媒体进行教学，以图片、视频、动画等形式引导学生理解抽象、复杂的理论知识。在实践教学中，对于实验原理、实验系统的构建等，都需要通过教师的讲解来进行教学，在此基础上，教师再利用现在教育技术，如模拟练习、典型示例、在线交流、模拟实验等来进行实践教学，这对于提高实践教学质量和效率具有重要的作用。

3.4 多层次的考核方法

科学、合理、完善的考核是体现材料成形技术基础课程教学质量的重要方法，也是评估学生学习成效的重要途径。为了使得考核的作用和价值得到最大的发挥，学校就必须注重多层次、多方面的考核评价。比如在对学生的考核评价中，不应该局限于对学生成绩的考核，同时还需要注重对学生能力、素质的综合评价，这是促进学生全面发展的重要方法。为了完善考核方法，学校要对现有的考核体系进行改革，比如要讲闭卷考试成绩的占比从原来的100%调整为60%，学生平时的成绩占20%，主体讨论及小论文占20%，这样可以体现考核的全面性和整体性。就闭卷考核而言，考试题型要注重全面，并且要尽可能减少选择题的设置。就平时成绩而言，考核内容应从学生的出勤率、课程测试情况、学习态度、作业质量等方面进行把控。就主题讨论和小论文而言，包括对学生知识掌握情况和技能应用情况的考核。这种多层次、多方面的考核方法更有利于全面、客观、整体的体现学生的学习情况和能力情况，可以帮助教师更加具有针对性的指导学生，同时也可以更有效地激励学生。[12]

4 结语

《材料成形技术基础》课程的一系列探索和改革，为学生综合能力培养提供了新的模式。这项改革的实施，可以有效促进专业课程体系、教学内容、教学方法和教学方法的不断改革，帮助学生掌握材料成形技术课程的相关知识。它对培养学生对材料成形技术研究的兴趣起着一定的作用，对提高课程教学效率具有重要意义。它还可以培养学习思维和学习热情，主动深化专业课程的学习。《材料成形技术基础》课程教学的改革，可以激活学生课程学习潜能，合理调整理论教学和实践教学，实现理论教学与实践教学的整合设计，培养满足社会需求的应用型人才。