基于工程教育专业认证的《液态金属成形原理》课程教学改革

王　芳，王荣峰

（太原科技大学材料科学与工程学院，山西太原030024）

基于工程教育专业认证的《液态金属成形原理》课程教学改革

王芳，王荣峰

（太原科技大学材料科学与工程学院，山西太原030024）

《液态金属成形原理》是材料成型及控制工程专业铸造方向的一门核心课程，为后续专业课学习、研究新材料成型技术等奠定理论基础。传统课堂讲授的教学方式和考核方式等已不能适应培养21世纪复合型高级工程技术人才的需要。基于工程教育认证，对本课程进行了教学大纲的修订，其中包括借鉴CDIO教学模式，建立“项目式”教学体系；对原有的考核方式进行改革，制定全过程多元化的学习产出（课程成绩）的考核方式。

工程教育认证；培养目标；课程体系；考核方式

工程教育认证是国际通行的工程教育质量保证制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。专业认证强调工程教育的基本质量要求，是一种合格评估。培养工业界、企业界所需求的多样性的不同类别不同层次的工程技术人才[1，3]。

工程教育认证理念如图1所示：以人为本，以学生为中心，关注学生的学习产出，是基于结果的教育（outcome based education）.把学生作为学校专业的首要服务对象，培养目标制定要面向学生发展，课程体系设计从知识体系向学生能力达成转变。

图1　工程教育认证理念

《液态金属成形原理》是材料成型及控制工程专业铸造方向的一门核心课程。本论文基于工程教育专业认证理念，基于太原科技大学材料成型及控制专业培养目标，对《液态金属成形原理》课程进行了教学大纲的修订；借鉴CDIO教学模式，建立“项目式”教学体系；对原有的考核方式进行改革，制定全过程多元化的学习产出（课程成绩）的考核方式。

1　专业培养目标

太原科技大学材料成型及控制专业基于工程教育认证，制定了本专业的培养目标，即培养适应国家建设需要，德、智、体、美全面发展，具有国际视野、创新精神和社会责任感，掌握材料成型及控制工程领域的基础理论和专业知识，具备解决复杂工程技术问题的能力和一定的科学研究能力，能在铸造、塑性成形、模具技术、轧制工程等材料成型领域从事技术开发、科学研究、设计制造、生产组织和经营管理等工作的复合型高级工程技术人才[4]。

2　教学大纲的修订

2.1课程性质及地位

《液态金属成形原理》课程是材料成型及控制工程专业铸造方向的一门核心课程，要求学生在学习过程中，力求对铸件形成过程的各个阶段及其内在联系进行深入的理解，运用所学的基础课（数学、物理、化学）和技术基础课（流体力学、传热学、物理化学、金属学原理）的理论知识对铸件形成的基本规律进行分析。本课程起着承上启下的作用，学完本课程后，应对铸件形成的特点和实质有较深入的理解，并能从理论的高度认识和分析铸件形成过程中所产生的一系列问题，提出解决的途径[5]。

2.2课程目标及与毕业要求的对应关系

基于工程教育认证理念，在原有课程要求的基础上，设定本课程的课程目标为[2]：

1）运用所学过的基础课、技术基础课的理论知识来分析铸件形成过程的基本规律及内在联系，阐明液态金属的结构及其物理性质，液态金属充填铸型的能力及影响因素；分析金属与铸型在不同条件下的热交换特点，铸件温度场分布规律的数学分析及影响因素。

2）阐述液态金属结晶的基本规律、铸件晶粒组织的形成及控制途径；分析金属凝固过程化学成分不均匀、气体的溶解和析出、气孔和非金属夹杂物的形成机理、影响因素及防止途径。

3）研究金属收缩的基本规律以及缩孔、热裂、应变、冷裂等缺陷形成机理、影响因素及防止途径；熟悉合金在不同条件下凝固的基础上，重点掌握定向凝固和快速凝固的基本原理、相应的技术和工艺及凝固组织的特点。

课程目标及与毕业要求的对应关系如表1.

表1　课程目标及与毕业要求的对应关系

3　“项目式”教学体系改革

高水平的课程项目和基于项目的教学模式和体系，不但可以保证大批量合格的工程人才的培养，也可以为学有余力的学生提供广阔的个性发展空间，实现学生的个性化培养，非常符合中国高等教育的改革方向。

基于本课程传统的验证性实验，将原有的实验环节进行改革，设计为课程项目，包括：

1）液态金属充型能力测试及其影响因素分析；

2）铸造合金缩松缩孔形成机理及其影响因素分析；

3）铸造合金热裂形成机理及其影响因素分析；

4）铸件形成过程中铸造应力产生的原因和影响因素。

例如对于课程项目2），要求学生完成项目流程如图2.

图2　项目流程

由项目小组制定方案，组内进行任务分工。根据理论知识对方案进行论证后，开始实验过程，并对结果进行分析。根据实验结果对所制定方案进行修正，然后将实验结果应用到教师提供的工程实例灰铸铁汽车气缸体的实践中，根据气缸体的结构进行缺陷分析，应用模拟软件验证缩孔缩松缺陷形成位置及大小，最后确定缩孔缩松形成原因及影响因素，并能根据实际情况，提出缺陷预防措施。要求学生除了技术因素，还要综合考虑非技术因素，平衡各方利益，发挥创新意识，进行成本核算。项目在学期初随教学课程同步进行，结课后用3周时间集中实施。项目完成后，要求达成培养方案设定的有关毕业能力指标。

课程项目能够加深学生对课程理论知识的理解，学以致用，运用本门课程的理论知识解决一般工程问题。项目的构思，项目的设计，项目的实现，项目的执行，可以培养学生解决现实问题的能力，使用信息技术的能力，社会化能力，灵活运用多种思维方式的能力，深度学习的能力，团队协作的能力，不断跟新自我的能力，运用多种思维的能力。

表2　项目目标达成评价标准

4　评价方式的改革

按照认证标准，制定全过程多元化的学习产出考核方式，考核课程对培养目标的达成度。最终考核成绩由平时成绩，项目研究成绩，讲解表达能力，团队合作能力，知识掌握运用，实践操作等综合决定，如图3所示。

图3　最终考核成绩评定

4.1试卷改革

教师在出考卷时，要充分依据课程大纲要求编写考题，每道试题号后要写出分值（百分制）和对应指标点（与大纲一致），形式：试题一（10分）、（指标点1.3）；试题二（15分）、（指标点2.3）……

4.2项目评价

针对课程项目，提出了相对应的课程目标评价方式，如表2所示。根据目标达成情况，对学生进行评价。

5　结束语

开展工程教育认证，给学校人才培养模式改革的研究与实践提出了新要求，提供了新动力。以专业认证为契机，对《液态金属成形原理》课程进行了教学大纲的修订，建立“项目式”教学体系，并对原有的考核方式进行改革，制定全过程多元化的学习产出（课程成绩）的考核方式。结合本专业全方位的教育教学改革，特别是基于OBE理念的人才培养模式改革，全面提升了人才培养质量。

［1］全国工程教育专业认证委员会秘书处.全国工程教育专业认证标准［G］//全国工程教育专业认证委员会秘书处.工程教育专业认证工作手册，2015.

［2］蒋宗礼.工程教育专业认证指标解读［J］.计算机教育，2008（13）：10-13.

［3］陆勇.浅谈工程教育专业认证与地方本科高校工程教育改革.高等工程教育研究，2016（6）:157-161.

［4］杨光，毕大森，李云涛.基于卓越计划的材料成型与控制工程专业认证探［J］.模具工业，2014（5）:61-63.

［5］张佳，吴炜，樊湘芳.材料成型原理课程教学改革的探索［J］.中国教育技术装备，2013（18）:92-93.

Molten Metal Forming Principle Course Reform Based on Engineering Education Professional Accreditation

WANG Fang，WANG Rong-feng
（Taiyuan University of Science and Technology，Taiyuan Shanxi 030024，China）

The course of molten metal forming principle is one of the core courses in major of material forming and control engineering（casting speciality），which provides theoretical basis for subsequent professional course learning and new material forming technology research，and so on.Traditional teaching mode and examination mode already can not adapt to cultivate the needs of the advanced engineering and technical talents in the 21st century.Based on Engineering Education Professional Accreditation，the teaching programme was revised，such as building Project Teaching System based on CDIO teaching mode and setting overall process diversified learning outcoming examination mode.

Engineering Education Professional Accreditation，training objective，course system，examinationmode

G642.4

A

1674-6694（2016）05-0070-03

10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2016.05.021

2016-08-12

王芳（1972-），女，博士，副教授，硕导。

太原科技大学教学改革研究项目（14）:项目小组式教学模式在《液态金属成型原理》专业课程教学改革中的应用。