“材料成形技术基础”教学创新探索与实践*

李春辉 ，张慧菊

（1.厦门工学院机械与制造工程学院，福建 厦门 361022；2.柔性制造装备集成福建省高校重点实验室，福建 厦门 361022）

0 引言

随着科技的发展、 经济水平的提高以及人们对各种产品质量的要求不断提高，材料成形技术作为获得各种金属和非金属制品的重要环节，也被提出越来越高的要求，如文献[1]介绍了汽车新材料的发展及冲压成形工艺、冲压成形生产线的应用。 随着“中国制造2025”强国战略的提出，各行各业对制造人才，尤其是掌握先进材料成形技术的应用型人才需求迫切，这对传统的材料成形人才培养提出了一定挑战。 文献[2]介绍基于工程实践的“材料成形工艺学”课程教学方法，文献[3]介绍了“材料成形技术基础”和“金工实习”相融合的教学实践，文献[4-5]介绍了全息式教学理念、智慧课堂等在“材料成形技术基础”课程教学中的应用。 文献[6-7]分别以新工科及智能制造为背景进行了“材料成形技术基础”课程教学改革及人才培养模式探索。 近年来，笔者在该门课程的教学中也进行了一定教学改革创新探索与实践，具体论述如下。

1 “材料成形技术基础”教学改革要点及举例

1.1 校企结合优化教学团队

教师是人才培养的重中之重，教师团队的组成、质量及责任心对人才培养质量有着重要的影响。 该门课程的教学，初始由一位专职教师担任，该教师具有材料成型及控制工程专业背景，获得博士学历，且责任心强，但一人讲授该门课程势单力薄。 随着学校对优质教学师资的培养及引进，尤其是具有企业工作经验的优质师资的不断引进，当下该门课程形成了由两位教师主讲、两位教师辅助教学资源建设、三位实验员辅助实验教学的新格局。 团队教师的学历分布、年龄分布及校企工作情况如图1、图2、图3 所示。 团队教师除了具有多年的教学工作经验，多位教师还具有三一重工或厦门宏发、宸鸿科技、厦顺铝箔等企业的工作经验，一方面把企业实际所用带到课堂中来，另一方面把实际教学应用到企业产品及人才培养中去，双向融合，提升教学质量。

图1 团队学历结构

图2 团队年龄结构

图3 团队校企经验分布

1.2 理论基础与实际应用相结合更新教学内容

“材料成形技术基础”课程是比较传统、经典的机械制造类课程。相关教材及研究介绍也有很多[8-12]，教材中的内容包括铸造、锻压、焊接、高分子材料成形、无机非金属材料成形、复合材料成形以及毛坯成形工艺的选择等。 由于不同院校学生对该门课程知识诉求的侧重点不同，如研究型大学本科生、应用型大学本科生、高职院校学生等，加上产品质量对成形工艺标准化、规范化要求的提升，以理论或者工艺为主、 缺乏实际应用案例及相关国家或行业标准说明的传统教材逐渐难以适应当下不同层级人才培养的需求。 基于此，厦门工学院就该门课程教学团队基于“地方性、应用型”人才培养定位，结合自身实际进行了相关教学改革与实践，一方面将典型的尤其是福建本省的相关企业资讯引入课堂，如表1 所示，一方面将实际产品成形工艺引入课堂，如表2 所示，同时将铸造、锻压、焊接、高分子成型等不同教学版块中常用的相关国家标准或行业标准以表格形式融入到教材相关模块中，如表3 所示。该举措，让学生一方面了解地方企业对产品工艺及人才的迫切需求，另一方面将所学与实际应用相结合，同时培养学生基于标准、传承创新的工程素养。

表1 “材料成形技术基础”课程引入相关企业资讯示例

表2 “材料成形技术基础”课程部分相关案例

表3 “材料成形技术基础”引用的相关国标案例示例

1.3 线上线下虚拟实际相结合创新教学方式方法

线下课堂教学是传统实用的教学方式，但存在些许问题，比如任课教师与学生仅在课程教学过程当中有效互动答疑，课前课后辅导答疑受限。 线上教学则有效弥补了这一不足。 该课程在实施过程中，一方面将课程课件等课程资源上网，一方面建设在线习题库，同时老师也以qq群或微信群等方式建设该门课程班级群，不仅让学生课前、课后都能够随时随地进行有效课程预习及复习，同时也能通过课程班级群的方式与老师及时进行交流。

该门课程是实用性、实践性特别强的课程，因此在理论课之外还配套了实验课程。最初，实验项目只有2 个，均为演示性实验。 之后团队教师一方面充分利用学校已有传统实验室资源进行实验教学；一方面积极建设相关的先进的实验教学资源，如在传统设备基础上，增加了焊接机器人、注射成型机、3D 打印机等设备，使学生在校园之内就能够体验应用到较为先进的实验设施。 同时，团队教师积极探索和开发新的实验项目，使其数量从最初的2 个增加到7 个；实验类型从单一的演示型拓展到综合型、设计型实验；实验报告从传统的实验目的、材料、设备、实验内容写作，增加了实验设备或工艺改进创新版块，目的是启发学生的创新思维，培养学生的工程师责任感，教学改革前后实验课程的对比情况如表4 所示。同时团队教师还积极引入特种铸造生产线、钣金冲压生产线、塑料成形生产线等虚拟仿真资源，以从更高层面提升学生的学习兴趣、学习动力及学习效果。

表4 “材料成形技术基础”实验课程教学改革前后对比

1.4 注重基础应用强化过程考核及拓宽教学评价途径

教学评价是一门课程的重要组成部分，以往该课程的考核方式是“平时20%+实验10%+期末70%”，期末考试占了很大比重。 随着实验条件的日益完善、强化过程管理理念的实施，该课程考核指标调整为“平时30%（含出勤、课堂互动、单元作业、学生交流汇报等）+实验20%（含基础实验内容及改进创新两大部分）+期末考试50%（以综合性应用型题目为主）”，加强了课堂教学过程中、实验教学过程中师生互动、学生参与的比重。

1.5 课堂角色互换提升学生参与的主动性

课堂提问及解答、 课后作业布置及批改是师生互动、检验学生对所学知识理解情况、 掌握程度的重要方式，但存在学生被动接受、 学生单个题目接收信息量小的问题。针对这些问题，教学团队在该课程的教学过程中，采用在每一章节授课之初布置本节或者本章大作业，课上提问互动，课后学生查找资料完成前述大作业，下次课学生将制作的ppt 或者文档大作业在讲台上进行交流，师生互动进行点评。 该种改革方式，降低了学生学习的盲目性和被动性，让学生在每一章节学习之初就搭建课程的整体框架、带着问题进行学习、随着问题解答完善知识导图，同时通过以教师的角色到讲台前进行讲解，一方面加深对知识的理解，一方面锻炼表达、交流与思辨能力。

1.6 思政元素进课堂践行立德树人、以文化人

“要全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，发展素质教育，推进教育公平，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人”“要把立德树人融入思想道德教育、 文化知识教育、社会实践教育各环节，贯穿基础教育、职业教育、高等教育各领域，学科体系、教学体系、教材体系、管理体系要围绕这个目标来设计，教师要围绕这个目标来教，学生要围绕这个目标来学。”习近平总书记在2017年中国共产党第十九次全国代表大会上的报告中，以及在2018年全国教育大会的讲话中都强调了“立德树人”在人才培养中的重要性。

坚持“立德树人，以文化人”也是厦门工学院一直秉承的教育理念。 教学团队在做好“材料成形技术基础”课程专业教育的同时，也在不断探索将思政元素融入教学当中。 即以专业知识版块为支点，用润物细无声的方式展开思政教育，增强学生的爱国主义情怀，同时培养学生的工匠精神。

“材料成形技术基础”课程通过理论实验一体化的教学模式让学生熟悉、 掌握材料成形原理及工艺，注重动手、动脑能力的提高，而思政教育元素注重正确三观的引导和培养、思想道德素质的提高，以及在实践中坚定中国特色社会主义信念等。 比如在学习铸造、锻造、冲压、焊接、高分子成型等材料成形工艺时，会以厦门典型汽车企业为例。 一方面以“车”为载体，以车辆上相关组成部件为研究对象，分析传统及先进的铸造、锻造、冲压、焊接、高分子成型等材料成形技术在车辆上的具有应用，增强学生学以致用的信心；一方面向学生介绍新能源技术、工业机器人技术、工业传感器技术等在汽车制造中的应用；同时还会向学生介绍这些汽车企业在带动地方经济发展、促进科学技术创新、推动人才就业、打造民族品牌等方面作出的贡献。 通过上述教学活动的安排，使学生在学习专业知识的同时，既了解了国内外材料成形技术的发展状况，又激发了学生的民族自豪感和爱国热情，同时还积淀了严谨务实、传承创新的工程素养和工匠精神。

2 结束语

“材料成形技术基础”课程自开设以来，在教学团队建设、教学内容更新、教学方法改善、教学评价方式拓展、师生角色互换以及思政元素进课堂等方面进行了一系列的改革和创新，提升了教学效果，提高了人才培养质量。