《工程材料及成形技术》课程教学体系构建

邓小虎+王井玲

摘要：当前《工程材料及成形技术》课程是针对“3+4”中职+本科特色人才培养试点专业机械工艺技术专业的一门专业基础课。考虑学生在中职阶段的工程材料学习基础，制定了本科阶段《工程材料及成形技术》的新教学体系。内容主要涵盖了金属材料基本知识、金属热加工和热处理的基本知识。新教学体系遵循产教融合的原则，各个教学内容、环节有效衔接，体现新技术、新工艺。

关键词：教学体系；课程标准；工程材料及成形技术；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）22-0192-02

《工程材料及成形技术》是我校机械工程学院机械工艺技术专业的一门专业基础课，通过将《金属工艺学》、《工程材料》中部分知识模块整合，主要包括金属材料、热加工工艺两大部分内容。机械工艺技术专业为国家优势特色专业、天津市品牌专业，现代职业教育体系“3+4”中职+本科特色人才培养试点专业。机械工艺技术专业目标为推进机械工艺技术专业的课程体系构建，基础、专业课程的教学改革和实验室建设，加强学生实践能力和创新能力的培养，促进优质资源整合和共享，培养具有系统、精度、效率意识、工匠精神的本科高级应用型人才。针对此目标，开发了《工程材料及成形技术》新课程体系。该课程体系应准遵循产教融合的原则，各个教学内容、环节有效衔接，体现新技术、新工艺。

一、《工程材料及成形技术》教学现状

《工程材料及成形技术》课程包含了理论课程和金工实习两部分。理论授课方面，《工程材料及成形技术》涉及的知识点多，且含有大量概念、图表和图片，其中组织结构、相图及塑性成形过程等部分较为抽象，学习难度较大，因此学生学习兴趣和积极性低，学起来枯燥无味等问题[1]。另外，近年来，由于高等学校工程教育改革，学生所修总学时被压缩，《工程材料及成形技术》课程的理论教学学时也相应压缩（课程学时为48学时），如何在有限的学时内使学生掌握理论知识是目前工科教学普遍遇到的问题。实验和实践教学方面，目前《工程材料及成形技术》课程实验主要有金属材料的硬度实验、金相试样的制备、铁碳合金平衡组织观察和碳钢的热处理四个实验。材料成形部分的实验在金工实习时进行。实验和实习内容都是相对独立的，学生很难把金属材料的热处理、组织分析和性能实验内容融会贯通，影响学生对知识的认识深度和综合分析。针对以上教学现状，亟须从理论和实验教学两方面入手，吸收新的教学方法和理论，建立《工程材料及成形技术》新课程体系。

二、《工程材料及成形技术》课程体系的构建

基于《工程材料及成形技术》教学现状，从课程标准、实验教学体系、教学方法和教学资源库几方面入手，构建了《工程材料及成形技术》课程体系。

1.《工程材料及成形技术》课程标准的开发。本课程针对具有中职、技校阶段的工程材料的学习基础，来制定本科阶段工程材料及成形工艺的新课程标准，重点突出新型的金属材料成形工艺。本课程的设计思路是以就业为导向，在专业人才需求与专业改革调研的基础上，邀请行业和领域的专家对本专业的岗位任务和职业能力进行分析，并以此为依据，以应用为目的，以“校企合作，工学结合”为指导思想，确定本课程的工作项目和教学内容。在确定本课程的工作项目和教学内容时，基础理论以应用为目的、以够用为度，加强专业所需知识的针对性和应用性。本课程内容涉及金属板材料的力学性能，材料科学基础知识，工程材料分类及其编号，金属热处理原理，工程材料的组织、性能及用途，材料热成形加工方法等六大方面，并紧紧围绕工作任务、项目活动选择和展开，将金属热成形工艺与热处理基础理论知识和技能要求有机地渗透到各个工作任务中。通过项目教学活动，使学生加深对金属工艺知识的理解，加强专业技能的应用，培养學生分析问题和解决问题的能力，提高学生的综合职业能力，为进一步学习专业课程打下良好基础[3]。

2.《工程材料及成形技术》课程相应实验教学体系的建立。针对金工实习，实验设定体现和新工艺相结合。因此将实习内容分段进行穿插在《工程材料及成形技术》课堂教学之中，实行“课堂讲一段、学生做一段”的教学方式，可提高教学效果。另一方面，开设创新型和综合型实验，使实践教学和课堂教学有机结合，提高学生对知识的理解程度和接受能力。

3.先进教学方法在《工程材料及成形技术》课程中的应用。近年来，新的授课方式和教学方法层出不穷。当前课程在传统多媒体教学的基础上，将微课、慕课、翻转课堂等引入到教学工程中。例如，借鉴“慕课”的方式，将每节课按照知识点或者案例分成2—3段，进行“分段式”教学[4]。另外，在课程中进行翻转课堂教学，学生课前利用一定的教学手段了解需要学习的内容，课堂上的时间用于学生对知识的吸收内化；通过课下学生之间交流与课堂上师生的互动交流，既锻炼了学生的表达能力，又对其学习起到督促作用，有助于大多数学生学习成绩的提高；鼓励学生发现问题、解决问题，有利于培养学生的自主学习能力[2]。此外，通过参加现代材料和成形加工领域展会和检索最新科技发明等搜集素材，结合教师参加企业的实践、科研及创新的实际，介绍最新的现代材料及其成形技术的发展及趋势，激发学生的学习兴趣。当前，虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术发展的如火如荼。探索如何将VR和AR技术引入到《工程材料和成形技术》教学中，提高学生学习兴趣，寓教于乐。

4.《工程材料及成形技术》教学资源库的建立。教学资源库包括新教材的编写、多媒体课件开发以及试题库的建立。教材编写方面，教师在编写教材时应按照新的教学体系进行编写，融理论教材和实习教材于一体，将工程材料和成形技术融合到一起。按照产品的设计与制造工艺过程实际认识规律，以体现如何选材、用材的工程思维为主线，突出工程应用能力培养中知识的综合和创新；按照课堂、课程设计、实验教学的特点，用系统工程和并行工程的思想对教学内容优化融合。多媒体课件开发方面，教学内容的设置不仅把本专业的基础知识、最前沿的技术发展动态教给学生，更重要的是把如何进行创新性思考和怎样寻求解决问题的方法带给了学生。必须要处理好传统材料与新材料，常规工艺与现代新工艺、新技术之间的关系，既要精选讲解那些仍广泛采用的材料和常规工艺，也要从有关期刊、网站、报纸等不同渠道获取相关新材料和加工工艺最新的研发动态；通过加工综合作为课本内容的补充，使课堂讲授的内容具有较强的适应性、先进性和适度的超前性，从而克服教材内容的局限性。试题库开发方面，要建立内容范围广、难度适中、题型全的课程试题库。试题库要反应新课程标准要求，体现新课程体系，通过学生的模拟练习巩固和提高对相关知识的掌握。

構建了针对“3+4”中职+本科机械工艺技术专业的《工程材料及成形技术》新课程体系。新课程体系从学生特点和教学现状入手，涵盖了课程标准开发、实验教学体系建立、先进教学方法应用和教学资源库建立等方面。新的课程体系的建立，可加强学生实践能力和创新能力的培养。

参考文献：

[1]郭国林，杨莉，于学勇，李英.应用型本科《工程材料及成形技术》教学改革与实践[J].常熟理工学院学报：教育科学，2012，（12）：100-102.

[2]田玉琬，文成，王贵，胡杰珍.基于卓越工程师培养方案的《工程材料及成形技术》课程教学改革[J].教育教学论坛，2015，（49）：104-105.

[3]孙丽丽，王勇，谭秀娟，陈桂娟，毕凤琴，张旭昀.慕课（MOOCs）背景下“工程材料”课程教学模式创新研究[J].中国校外教育杂志，2014，（12）：393.

[4]司家勇，李立君，钟利萍，仲志刚.基于MOOC的机械工程材料课程翻转课堂教学改革研究[J].时代农机，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