《工程材料及成形技術(shù)》課程教學(xué)體系構(gòu)建

鄧小虎+王井玲

摘要：當(dāng)前《工程材料及成形技術(shù)》課程是針對“3+4”中職+本科特色人才培養(yǎng)試點(diǎn)專業(yè)機(jī)械工藝技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。考慮學(xué)生在中職階段的工程材料學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，制定了本科階段《工程材料及成形技術(shù)》的新教學(xué)體系。內(nèi)容主要涵蓋了金屬材料基本知識(shí)、金屬熱加工和熱處理的基本知識(shí)。新教學(xué)體系遵循產(chǎn)教融合的原則，各個(gè)教學(xué)內(nèi)容、環(huán)節(jié)有效銜接，體現(xiàn)新技術(shù)、新工藝。

關(guān)鍵詞：教學(xué)體系；課程標(biāo)準(zhǔn)；工程材料及成形技術(shù)；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）22-0192-02

《工程材料及成形技術(shù)》是我校機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工藝技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，通過將《金屬工藝學(xué)》、《工程材料》中部分知識(shí)模塊整合，主要包括金屬材料、熱加工工藝兩大部分內(nèi)容。機(jī)械工藝技術(shù)專業(yè)為國家優(yōu)勢特色專業(yè)、天津市品牌專業(yè)，現(xiàn)代職業(yè)教育體系“3+4”中職+本科特色人才培養(yǎng)試點(diǎn)專業(yè)。機(jī)械工藝技術(shù)專業(yè)目標(biāo)為推進(jìn)機(jī)械工藝技術(shù)專業(yè)的課程體系構(gòu)建，基礎(chǔ)、專業(yè)課程的教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)資源整合和共享，培養(yǎng)具有系統(tǒng)、精度、效率意識(shí)、工匠精神的本科高級(jí)應(yīng)用型人才。針對此目標(biāo)，開發(fā)了《工程材料及成形技術(shù)》新課程體系。該課程體系應(yīng)準(zhǔn)遵循產(chǎn)教融合的原則，各個(gè)教學(xué)內(nèi)容、環(huán)節(jié)有效銜接，體現(xiàn)新技術(shù)、新工藝。

一、《工程材料及成形技術(shù)》教學(xué)現(xiàn)狀

《工程材料及成形技術(shù)》課程包含了理論課程和金工實(shí)習(xí)兩部分。理論授課方面，《工程材料及成形技術(shù)》涉及的知識(shí)點(diǎn)多，且含有大量概念、圖表和圖片，其中組織結(jié)構(gòu)、相圖及塑性成形過程等部分較為抽象，學(xué)習(xí)難度較大，因此學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性低，學(xué)起來枯燥無味等問題[1]。另外，近年來，由于高等學(xué)校工程教育改革，學(xué)生所修總學(xué)時(shí)被壓縮，《工程材料及成形技術(shù)》課程的理論教學(xué)學(xué)時(shí)也相應(yīng)壓縮（課程學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)），如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)使學(xué)生掌握理論知識(shí)是目前工科教學(xué)普遍遇到的問題。實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)方面，目前《工程材料及成形技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn)主要有金屬材料的硬度實(shí)驗(yàn)、金相試樣的制備、鐵碳合金平衡組織觀察和碳鋼的熱處理四個(gè)實(shí)驗(yàn)。材料成形部分的實(shí)驗(yàn)在金工實(shí)習(xí)時(shí)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)內(nèi)容都是相對獨(dú)立的，學(xué)生很難把金屬材料的熱處理、組織分析和性能實(shí)驗(yàn)內(nèi)容融會(huì)貫通，影響學(xué)生對知識(shí)的認(rèn)識(shí)深度和綜合分析。針對以上教學(xué)現(xiàn)狀，亟須從理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩方面入手，吸收新的教學(xué)方法和理論，建立《工程材料及成形技術(shù)》新課程體系。

二、《工程材料及成形技術(shù)》課程體系的構(gòu)建

基于《工程材料及成形技術(shù)》教學(xué)現(xiàn)狀，從課程標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、教學(xué)方法和教學(xué)資源庫幾方面入手，構(gòu)建了《工程材料及成形技術(shù)》課程體系。

1.《工程材料及成形技術(shù)》課程標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)。本課程針對具有中職、技校階段的工程材料的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，來制定本科階段工程材料及成形工藝的新課程標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)突出新型的金屬材料成形工藝。本課程的設(shè)計(jì)思路是以就業(yè)為導(dǎo)向，在專業(yè)人才需求與專業(yè)改革調(diào)研的基礎(chǔ)上，邀請行業(yè)和領(lǐng)域的專家對本專業(yè)的崗位任務(wù)和職業(yè)能力進(jìn)行分析，并以此為依據(jù)，以應(yīng)用為目的，以“校企合作，工學(xué)結(jié)合”為指導(dǎo)思想，確定本課程的工作項(xiàng)目和教學(xué)內(nèi)容。在確定本課程的工作項(xiàng)目和教學(xué)內(nèi)容時(shí)，基礎(chǔ)理論以應(yīng)用為目的、以夠用為度，加強(qiáng)專業(yè)所需知識(shí)的針對性和應(yīng)用性。本課程內(nèi)容涉及金屬板材料的力學(xué)性能，材料科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，工程材料分類及其編號(hào)，金屬熱處理原理，工程材料的組織、性能及用途，材料熱成形加工方法等六大方面，并緊緊圍繞工作任務(wù)、項(xiàng)目活動(dòng)選擇和展開，將金屬熱成形工藝與熱處理基礎(chǔ)理論知識(shí)和技能要求有機(jī)地滲透到各個(gè)工作任務(wù)中。通過項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生加深對金屬工藝知識(shí)的理解，加強(qiáng)專業(yè)技能的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的綜合職業(yè)能力，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課程打下良好基礎(chǔ)[3]。

2.《工程材料及成形技術(shù)》課程相應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建立。針對金工實(shí)習(xí)，實(shí)驗(yàn)設(shè)定體現(xiàn)和新工藝相結(jié)合。因此將實(shí)習(xí)內(nèi)容分段進(jìn)行穿插在《工程材料及成形技術(shù)》課堂教學(xué)之中，實(shí)行“課堂講一段、學(xué)生做一段”的教學(xué)方式，可提高教學(xué)效果。另一方面，開設(shè)創(chuàng)新型和綜合型實(shí)驗(yàn)，使實(shí)踐教學(xué)和課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生對知識(shí)的理解程度和接受能力。

3.先進(jìn)教學(xué)方法在《工程材料及成形技術(shù)》課程中的應(yīng)用。近年來，新的授課方式和教學(xué)方法層出不窮。當(dāng)前課程在傳統(tǒng)多媒體教學(xué)的基礎(chǔ)上，將微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等引入到教學(xué)工程中。例如，借鑒“慕課”的方式，將每節(jié)課按照知識(shí)點(diǎn)或者案例分成2—3段，進(jìn)行“分段式”教學(xué)[4]。另外，在課程中進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，學(xué)生課前利用一定的教學(xué)手段了解需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，課堂上的時(shí)間用于學(xué)生對知識(shí)的吸收內(nèi)化；通過課下學(xué)生之間交流與課堂上師生的互動(dòng)交流，既鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力，又對其學(xué)習(xí)起到督促作用，有助于大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)成績的提高；鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力[2]。此外，通過參加現(xiàn)代材料和成形加工領(lǐng)域展會(huì)和檢索最新科技發(fā)明等搜集素材，結(jié)合教師參加企業(yè)的實(shí)踐、科研及創(chuàng)新的實(shí)際，介紹最新的現(xiàn)代材料及其成形技術(shù)的發(fā)展及趨勢，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)前，虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)發(fā)展的如火如荼。探索如何將VR和AR技術(shù)引入到《工程材料和成形技術(shù)》教學(xué)中，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，寓教于樂。

4.《工程材料及成形技術(shù)》教學(xué)資源庫的建立。教學(xué)資源庫包括新教材的編寫、多媒體課件開發(fā)以及試題庫的建立。教材編寫方面，教師在編寫教材時(shí)應(yīng)按照新的教學(xué)體系進(jìn)行編寫，融理論教材和實(shí)習(xí)教材于一體，將工程材料和成形技術(shù)融合到一起。按照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造工藝過程實(shí)際認(rèn)識(shí)規(guī)律，以體現(xiàn)如何選材、用材的工程思維為主線，突出工程應(yīng)用能力培養(yǎng)中知識(shí)的綜合和創(chuàng)新；按照課堂、課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，用系統(tǒng)工程和并行工程的思想對教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化融合。多媒體課件開發(fā)方面，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置不僅把本專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)、最前沿的技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)教給學(xué)生，更重要的是把如何進(jìn)行創(chuàng)新性思考和怎樣尋求解決問題的方法帶給了學(xué)生。必須要處理好傳統(tǒng)材料與新材料，常規(guī)工藝與現(xiàn)代新工藝、新技術(shù)之間的關(guān)系，既要精選講解那些仍廣泛采用的材料和常規(guī)工藝，也要從有關(guān)期刊、網(wǎng)站、報(bào)紙等不同渠道獲取相關(guān)新材料和加工工藝最新的研發(fā)動(dòng)態(tài)；通過加工綜合作為課本內(nèi)容的補(bǔ)充，使課堂講授的內(nèi)容具有較強(qiáng)的適應(yīng)性、先進(jìn)性和適度的超前性，從而克服教材內(nèi)容的局限性。試題庫開發(fā)方面，要建立內(nèi)容范圍廣、難度適中、題型全的課程試題庫。試題庫要反應(yīng)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求，體現(xiàn)新課程體系，通過學(xué)生的模擬練習(xí)鞏固和提高對相關(guān)知識(shí)的掌握。

構(gòu)建了針對“3+4”中職+本科機(jī)械工藝技術(shù)專業(yè)的《工程材料及成形技術(shù)》新課程體系。新課程體系從學(xué)生特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀入手，涵蓋了課程標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建立、先進(jìn)教學(xué)方法應(yīng)用和教學(xué)資源庫建立等方面。新的課程體系的建立，可加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭國林，楊莉，于學(xué)勇，李英.應(yīng)用型本科《工程材料及成形技術(shù)》教學(xué)改革與實(shí)踐[J].常熟理工學(xué)院學(xué)報(bào)：教育科學(xué)，2012，（12）：100-102.

[2]田玉琬，文成，王貴，胡杰珍.基于卓越工程師培養(yǎng)方案的《工程材料及成形技術(shù)》課程教學(xué)改革[J].教育教學(xué)論壇，2015，（49）：104-105.

[3]孫麗麗，王勇，譚秀娟，陳桂娟，畢鳳琴，張旭昀.慕課（MOOCs）背景下“工程材料”課程教學(xué)模式創(chuàng)新研究[J].中國校外教育雜志，2014，（12）：393.

[4]司家勇，李立君，鐘利萍，仲志剛.基于MOOC的機(jī)械工程材料課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革研究[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2015，42（10）：108-110.

Construction of "Engineering Material and Forming Technology" Course's Teaching System

DENG Xiao-hu，WANG Jing-ling

（College of Mechanical Engineering，Tianjin University of Technology and Education，Tianjin 300222，China）

Abstract："Engineering Material and Forming Technology" is a specialized fundamental coursefor student majoring in mechanical technology.Consider learning foundation of engineering materials in vocational school stage，a new teaching system of"Engineering Material and Forming Technology" is made in in the undergraduate years. The content mainly covers the basic knowledge of metal materials，metal hot working and heat treatment.The new teaching system is in compliance with industry-education integration.The connection between teaching content is effective，features new technology.

Key words：teaching system；curriculum standard；"Engineering Material and Forming Technology"；teaching methods