基于“产教融合”的材料成型技术基础课程改革及思政探索

摘 要：该文基于“产教融合”需求开展材料成型技术基础课程教学改革研究及课程思政建设，从国家战略布局与行业发展需求出发，重构“理论-实践”的工程知识与应用综合体系，重塑“为党育人、为国育才”的工程创新意识，打造“教学-科研-产业”协同育人新范式，实现学科发展与产业升级双向驱动，共建多元化育人新平台，以培养服务于产业升级和“中国制造2025”等国家战略的高素质新工科人才为目标，共建产教融合育人新生态。

关键词：材料成型技术基础；产教融合；教学改革；新工科；思政建设

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）21-0042-04

Abstract： This paper is based on the demand for "integration of industry and education" to carry out research on the teaching reform and ideological and political construction of the Fundamentals of Material Forming Technology course. Starting from the national strategic layout and industry development needs， it reconstructs the engineering knowledge and application comprehensive system of "theory practice"， reshapes the engineering innovation consciousness of "educating people for the Party and the country"， creates a new paradigm of "teaching research industry" collaborative education， realizes the dual drive of disciplinary development and industrial upgrading， and jointly builds a diversified education platform. The goal of the study is to cultivate high-quality new engineering talents serving industrial upgrading and national strategies such as "Made in China 2025"， and jointly builds a new ecology of industry education integration education.

Keywords： Fundamentals of Material Forming Technology; integration of industry and education; teaching reform; new engineering; ideological and political construction

2020年，国务院学位委员会、教育部印发《专业学位研究生教育发展方案（2020—2025）》，旗帜鲜明地提出“产教融合”是培养专业学位研究生的特征。工业4.0和“中国制造2025”也对当代大学生的创新能力和产业化素养提出了更高的要求[1-4]。教育部在1998年将铸造专业、锻压专业与焊接专业整合在一起，成立材料成型及控制工程专业，涵盖了原有三个专业的材料加工方向，具有机械、材料、控制交叉学科特征，知识面及应用范围广泛，以“材料机理-技术开发-产品设计-工艺优化-成形设备研发-制品质量控制”为主线[5-7]，贯通制造业发展需求及国家战略规划一体发展。该专业人才培养需兼顾理论知识与工程实践，突出培养创新能力，为冶金、汽车、石化及航空航天等装备制造业服务[8-10]。

高等教育肩负着创新型人才培养重要使命，对支撑地方制造业转型升级、服务区域经济发展起着输送高层次人才的关键作用。吉林大学注重工程创新人才培养，在本科生课程改革及实践改革方面尤为重视，针对工科专业发展实行了一系列改革举措。材料成型技术基础是吉林大学工科专业的学科基础课程，课程内容涵盖铸造、锻压及焊接知识体系，此次以“产教融合”为教学改革方向，结合思政因素探索，旨在建立“微观-宏观”“原理-工艺”“理论-实际”“教学-实践”的全方位知识框架，培养具有工程思维与创新意识的综合型工程人才，培育具有社会责任感、民族自豪感、家国情怀的高素质人才。

一 材料成型技术基础课程体系人才培养目标

材料成型技术基础课程是吉林大学工科专业的学科基础课程，课程体系涵盖教学及实践，人才培养目标包括知识目标、能力目标和育人目标三个方面。

（一） 知识目标

通过本课程的学习，学生对材料成型技术原理（铸造、锻压、焊接）及过程有深入和实质性的理解，从本质上认识和分析材料成型过程中材料微观组织变化及成分影响，从生产实际出发，根据产品形状、结构和尺寸选用合理的成型方法，分析成型制品质量缺陷的成因并提出解决途径。形成“微观-宏观”“原理-工艺”“理论-实际”“教学-实践”的全方位知识框架，为今后掌握各类新型成型技术和工艺，开拓新材料的应用和提高零部件质量等奠定坚实的理论基础和实际知识。

（二） 能力目标

本课程知识框架完整，旨在培养具有工程思维与创新意识的创新型工科人才。学生在学习材料成型技术原理课程内容的同时，具有分析和解决问题的能力，针对不同材料、形状、工程使用需求的零部件，分析不同成型方法的利弊，并结合成型领域最新技术，提高规划科学成型方法的能力，如多点渐进成形技术、智能磁控辅助成形技术、一体化压铸成形技术和3D打印技术等。工科创新人才应具备在原有知识体系架构之上，结合新型技术的理论和应用能力，不仅限于产品形状优化、正确选择成型设备及参数和分析成形过程中失效机理，更应具有与国家高端制造需求相衔接的能力。本课程通过对重点工程案例的分析，进一步启发学生的工程创新思维。

（三） 育人目标

思政教育应潜移默化地融合到专业课教学中，要深入提炼专业课程中所蕴含的思政元素，在传授学生专业知识的同时，正确引导学生的三观，培养学生的社会责任感、民族自豪感和家国情怀，实现“全科育人、全程育人、全员育人”。树立正确的人生观、世界观和价值观，具有强烈的爱国情怀、社会责任感和使命感，从而培养学生具有强烈的爱国精神和创新精神，使学生成为具有高度的国际视野、规范的职业素养及创新奉献精神全面发展的高素质人才。

二 材料成型技术基础课程改革目标及内容

本次材料成型技术基础课程教学改革主要从“产教融合”角度出发，针对现阶段我国制造业发展方向和需求改革教学及实践内容，在基本内容、教学设计、教学方法和教学评价等方面全面贯彻“产教融合”的工程实践内容拓展。

（一） 基本内容

本课程的知识内容主要包含金属液态成形技术（铸造方法、常用合金铸件的生产、铸造结构工艺性、铸造新技术等）、金属塑性成形等技术（锻造成形技术、冲压成形技术、塑性成形制品结构工艺性和塑性成形新技术等）和金属连接成形技术（常见焊接方法、焊接结构设计、焊接成形新技术等），本课程强调基础理论知识和工业实际应用的统一，注重对各种成型方法的归纳、拓宽及深入，以及与其他课程的衔接。课程核心是培养学生运用课程中的理论知识来解决工程中遇到的实际问题的能力。以金属塑性成形技术为例，课程将结合工程应用需求补充最新技术内容，举例如下：①无模多点板材成形技术，吉林大学李明哲教授团队利用离散化多点模具代替传统整体模具，实现了板材制件的三维空间成形，用于建筑（鸟巢制件）及航空航天（飞机蒙皮）等变曲率板材制造；②多点拉弯柔性成形技术，吉林大学梁继才教授团队利用离散化辊式模具替代传统整体模具，实现长尺寸变曲率型材制件的三维空间成形，用于高铁列车车头骨架及框架式车身结构制件制造；③一体化压铸成形，特斯拉、蔚来、小鹏等新能源车企已布局一体化压铸领域，取代焊接结构成为新能源车体主要结构，降本、减重方面优势明显；④增材制造技术，以汽车发动机连接支架、汽车转向节、汽车曲轴等典型制件为例，分析增材制造技术在汽车零部件制造领域研究进展。本课程“产教融合”拓展内容均依托吉林省地方经济支柱产业（汽车和轨道客车）选取实际案例分析，有利于后续参观及实践辅助教学。

（二） 教学设计

本课程采用课堂教学、实践教学与网络教学相结合，调动学生学习的主观能动性，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力，进而引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识。以少而精为原则，精选教学内容，使学生对材料成型的各原理有较深刻理解。课堂教学注重理论联系实际及后续专业课程体系衔接，使整个专业知识内容融为一体。在此基础上深挖课程蕴含的思政元素，在知识教育中融入情感教育和价值教育，增强学生学习的使命担当。除成形实验外，本课程实践体系补充成形模拟环节，如自由锻和模锻综合实验、多点拉弯成形模拟等。其中，自由锻选取圆柱体制件镦粗模拟，模锻综合实验选取曲柄制件模锻模拟，多点拉弯成形模拟选取T字型材。自由锻和模锻均为热成形，成形过程存在安全隐患，多点拉弯成形制件成本较高，不利于实践操作展示，因此选用Dynaform、Deform、ABQUAS等软件对成形过程建模，可以动态展示成形过程及制件内部应力应变变化规律。网络教学以企业生产专家直播方式开展，由聘请的企业专家以工程角度对成形工艺进行分析与讲解。教学-实践-工程相结合的教学设计有利于学生从机理、工艺、设备和操作等多角度认知成形过程，为后续工程应用及创新建立良好基础。

（三） 教学方法

本课程以课堂讲授为主，同时采取原理性、技术性、操作性“组合式”教学方法，选取合适的案例作为切入点，实现专业讲授和思政元素价值引领。课堂中采用多媒体形式上课，课后设有教学辅助群，用于发布与课程知识点相关的视频及文档资料。实践内容以小组形式开展，同组中同学选择不同题目开展，小组讨论环节介绍自己的分析及操作过程，减少个人工作量的同时兼顾整体内容的融合。此外，“线下教学、线上补充”混合式教学方法的开展更有利于调动学生的学习主动性，提高探索创新能力。

（四） 教学评价

本课程的考核评价包括形成性评价、总体性评价和描述性评价相结合的方法。成绩的考核包括期末考试成绩（总体性评价）、平时成绩（形成性评价）、作业成绩（形成性评价）和实验成绩（形成性评价+描述性评价）。除此之外，授课教师将在课程群不定期发布授课内容达成度的调查问卷，对课程及实践难点分析调查及调整。授课教师在课后开展教学自评及学生评教。课程考试以闭卷形式开展，将尝试综合类题型的考查，如给出制件形状、材料及设备，对该类制件的成形过程进行简要分析，试卷将更重视知识点的实际运用，避免单一记忆型题目。这类考查方式将更直观地展现学生知识点的学习及综合运用能力。

三 材料成型技术基础课程思政建设

育才先育人。习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，“要用好课堂教学这个主渠道……使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”。课程思政是以立德树人为核心，充分体现立足中国大地办教育的地位要求，使传授科学知识与思想政治工作有效结合起来，通过思政课程和课程思政的相互协同，为学生的健康成长提供了价值上的引领和精神上的滋养。在新工科的教育背景下，高校对学生的培养目标需要主动适应新技术和新产业的发展需要，必须加强专业课程思政建设，充分发挥专业课程育人作用，把各门课程所蕴含的思政元素有机地融入课堂教学的全过程，贯穿到教育教学的各个环节中去。为此作为与工程密切相关的专业技术基础课——材料成型技术基础，在明确知识传授内容、课程教学能力提升目标的同时，也结合课程本身的特点，充分挖掘本课程中的思政元素和育人的功能，建立了“三全育人”的教学思路和体系，对本课程建设和提升学生的能力具有重要意义。

本次改革的目标是在课程内容深化的基础上，在教学环节融入思政元素，使本课程由原来的“知识＋能力”培养目标转变为“知识＋能力＋素质”培养目标的结构体系，进一步弘扬学生爱国主义精神，增强历史使命感和社会责任意识、科技强国意识、团队协作意识、科学思维和精益求精的大国工匠精神，培养学生正确的设计思想、以实事求是为核心的职业道德精神和工程实践学习能力，了解材料成型工艺过程中与国家有关的经济、法律、环境和健康等方面的政策及有关制约因素，培养学生能够具有运用工程标准、规范和手册等有关技术方面的资料的能力。本课程探索思政元素如下。

（一） 运用材料名人故事培养学生的科学精神

在课堂教学的过程中，教师以导入的方式，介绍材料成型领域相关的人物典型故事，与课本知识内容有机地结合，进一步优化课堂教学内容，提高课堂教学效率，同时也激发了学生的学习兴趣。以科学家的生平事迹鼓励学生好好学习，掌握材料成型技术课程内容，夯实专业知识，以扎实的基础理论知识为后继课程的学习做好准备，如液态金属凝固理论研究领域周尧和院士先进事迹、铸造材料微观分析研究领域柳百成院士先进事迹、研发世界首个旋式铸造单晶炉的陈仙辉院士先进事迹、开发冷挤压技术的阮雪榆院士先进事迹、开展弧焊技术研究的潘际銮院士先进事迹等。著名科学家身上优秀的品质和科研精神也可以对学生今后的工作产生巨大的影响，增强历史使命及社会责任意识，坚定科技报国、终身学习的信念。

（二） 运用悠久历史文化印记树立文化自信

通过对我国古代及现代科技脉络的梳理，传承中华文化，树立文化自信，强化使命感与责任感，引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观。如引入我国古代青铜器铸造技术，观看明朝永乐大钟铸造过程的视频，结合物理学中液态到固态转化过程，激发学生树立一以贯之、坚持不懈的学习态度，使学生勇于思考、勇于创新。在介绍固态相变时，联系古代宝剑的传人铸剑的艰辛过程，增强学生的民族自豪感，培养学生的工匠精神和社会主义核心价值观。

（三） 结合我国现代化工程进展建立强国之志

以现代我国飞机、国产航母、高铁、歼-20战斗机、月球探测车和蛟龙号潜水器等“国之重器”的成型制造为例，展示我国现代成就，引导学生继承优良传统，激发爱国热情和民族自豪感。如我国研制世界最大模锻机（8万吨）、大飞机C919、大连重工2万吨桥式起重机、500米口径球面射电望远镜（FAST）和世界最大水轮发电机等，“中国制造”已经稳步向高端装备制造迈进。成型类课程应加快脚步，跟随最先进仪器设备的开发，建立创新思维的培养体系，树立强国之志。

我国年轻大学生普遍自我意识和独立意识较强，但目标及心理又不够稳定。在知识的学习过程具有较强的接受能力，对个人有较高的自我评价与自我期望；求新意识强烈，习惯使用网络获取信息，但鉴别和筛选能力有限。因此，在课程思政体系建设中，要重视他们的选择性、接受性，把人生意义及追求变成内在精神需求，树立正确“三观”的同时，减少以约束灌输为主的思政教育模式，充分利用校园人文环境及第二课堂丰富活动，实现创新实践教育，实现主动汲取知识的能力。

材料成型技术基础课程实施课程思政教学改革，坚持“育人为本”指导思想，引导学生为何学、学什么、如何学，形成具有工科专业特色的学情和教情；分析学生的学习使命、学习机遇、学习动力，对比学情、教情与思政理论之间的差距，深度挖掘材料成型技术基础的课程思政因子。本课程思政建设研究构建了“思政驱动学习主动性”“科学/工程驱动学习目的性”的课程思政实施路径，形成了“双核驱动、课程思政协同”人才培养育人载体。本课程注重传道授业解惑、育人育德的有机统一，通过抓课程内容、抓教材质量、抓教法技术和抓教师水平，构建“课程-科研-实践-文化”的协同育人体系；提升材料成型技术基础课程教育质量，提升学生“品行素养-科学素养-工程素养”，实现“全员-全程-全方位”的铸魂育人，形成“知识目标-能力目标-情感价值观目标”三方联动闭环作用模式与评价标准体系，践行立德树人根本任务，培根铸魂、启智润心、使命担当，为党育人、为国育才，力争培养出勇担民族复兴大任的创新型工科人才。

四 结束语

吉林大学工科专业课程材料成型技术基础在“产教融合”基础上开展教学改革研究及课程思政建设，从国家战略布局与行业发展需求出发，重构“理论-实践”的工程知识与应用综合体系，重塑“为党育人、为国育才”的工程创新意识，结合吉林省轨道交通及汽车支柱产业，开展校内教学与校外实践综合课程体系研究，打造“教学-科研-产业”协同育人新范式，实现学科发展与产业升级双向驱动，共建多元化育人新平台。材料成型技术基础课程思政探索从精神层面丰富创新意识，驱动学生形成知识汲取内驱力，以培养服务于产业升级和“中国制造2025”等国家战略的高素质新工科人才为目标，共建产教融合育人新生态。

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