应用型本科院校《工程材料及成形技术》课程教学改革探索

陈 钢 鞠 娜 王 程 严桃平 戴建国

淮阴工学院，江苏 淮安 223003

随着我国经济的快速发展和国家工业化进程的不断加快，经济建设和社会发展对应用型人才的需求日益增加。应用型人才是一种能够将专业知识和专业技能应用于所从事社会实践中专门的人才类型，是能熟练掌握社会生产或社会活动的基础理论知识和基本操作技能的、主要从事一线生产的技术或专业人才。即应用型人才应当具备扎实的理论基础、灵活的实践应用能力、较高的从业社会责任意识和较强的创新创业精神等特征。因此，应用型本科院校的教育应更加重视实践教学、强化知识应用、增加社会认知，应在满足应用型人才需求、推动社会和经济发展、加速高等教育大众化进程等方面发挥重要作用。培养应用型人才的教育目标应当最终落实到课程教学的层面，需要利用有效的教学方法和教学技巧，促使学生能够牢固地掌握基础理论知识和专业操作技能，培养学生的创新思维和实践能力，以保证应用型人才培养的教育质量。

《工程材料及成形技术》课程在汽车行业实际工程应用中占有重要地位，越来越受到具有车辆工程专业的应用型本科院校的重视。材料成形技术在汽车工业的应用十分广泛，对于任何一辆汽车，无论是整车还是零部件，在制造过程中都要采用某一种或多种材料成形技术。在汽车制造过程中，常用的材料成形技术主要有铸造、锻压和焊接。例如，汽车发动机的缸体、活塞、汽车轮毂、汽车制动鼓等部件均是采用铸造技术制造的；汽车发动机齿轮、发动机曲轴、同步齿环等部件均是锻造成型制造的，汽车的车身覆盖件几乎全都是冲压成型制造的；焊接加工在汽车制造中的应用就更加广泛，它是汽车车身与汽车零部件制造过程中的关键环节，电阻点焊、氩弧焊、等离子弧焊、激光焊、电子束焊等均是常用的焊接方法。因此，文章对《工程材料及成形技术》课程的教学现状进行分析，并针对教学过程中存在的问题提出相应的教学改革措施，以期为今后的《工程材料及成形技术》课程教学提供参考。

一、《工程材料及成形技术》课程在车辆工程专业中的重要地位

以淮阴工学院交通工程学院为例，《工程材料及成形技术》课程是面向车辆工程专业开设的一门专业基础课程。该课程具有较强理论性，主要分为汽车常用工程材料和成形技术两大部分内容。工程材料部分主要介绍金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料等汽车常用工程材料的成分、组织、性能、用途和一般选用原则。成形技术部分主要介绍铸造、锻压和焊接三种成形方法的实质、工艺特点和应用范围。通过对这门课程的学习，可以帮助学生进一步了解汽车常用工程材料及其成形技术相关知识，熟悉汽车工程材料及成形基本概念、基本理论和基本技能，并且可加强学生对其他相关专业基础知识的理解，拓宽视野。《工程材料及成形技术》课程也是培养车辆工程专业应用型人才能够利用所学知识综合分析理论问题和解决实际问题能力的专业课程。

二、目前课程在教学过程中存在的问题

根据对淮阴工学院车辆工程专业学生进行教学实践过程的分析与研究发现，《工程材料及成形技术》课程在车辆工程专业中的教学效果并不是非常理想。通过对国内其他同类型高校进行调研可知，此门课程存在的有关问题在其他院校中也普遍存在。主要存在有下列几个方面的问题。

（一）课程内容较多，学生不好掌握

《工程材料及成形技术》课程包括两个部分的知识内容：工程材料部分和成形技术部分。其中工程材料部包括了金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料、热处理和表面处理等内容，而成形技术部分则包括铸造、锻压和焊接三种传统的成形技术。整本书内容丰富广泛，文字性的定义、概念、原理和规律较多。在实际的课堂教学过程中，一般很难持续吸引学生的注意力，学生极易出现枯燥乏味的现象。此外，学生普遍反映，由于课程内容较多，想要真正理解和掌握好此门课程具有一定的难度。

（二）课程内容理论性和生产实践性较强，内容不易理解

《工程材料及成形技术》课程内容的理论性和生产实践性较强，知识点较多且不易理解，在此门课程内容中，既没有像大学物理、高等数学课程中有严格的推导过程，也没有像工程制图、汽车设计课程有直观的操作，学生在掌握课程基础知识的过程中具有一定的难度。此外，此门课程与车辆工程其他专业课、专业基础课的内容具有很大的不同，课程内容更偏向汽车主体的常用工程材料和这类材料的成形技术，与汽车结构、设计等课程相差较多。在没有前期相关基础知识学习的基础上进行此门课程的学习，大部分学生表现得比较吃力。此外，在学习此门课程时，需要通过记忆的知识点还很多，增加了学生的学习难度。

（三）课堂上学生被动接受，课程内容掌握程度较差

以淮阴工学院车辆工程专业为例，在实际教学过程中，当在讲授课程知识内容时，由于此门课程知识的冗长复杂性，使得学生对老师讲授内容的理解掌握难度增大。并且，随着课程知识内容的持续积压，学生的积极性逐渐降低。此外，部分学生在课堂上对课程知识内容的主动思考较少，多数为被动接受，且与任课教师的互动较少，进而导致此部分学生对课程知识内容的理解程度不足。

（四）课程内的生产实践环节偏弱，理论与实践环节存在一定的脱节

传统的《工程材料及成形技术》课程中的实验部分都是穿插在理论教学中的，实验部分主要有钢铁材料的硬度测试实验、钢铁材料的金相组织观察实验和钢铁材料热处理等相关实验。这些实验大多数为演示性和验证性实验。在课程实验过程中，学生不能自主进行实验方案的设计，只能根据既定的实验步骤按部就班地完成实验，学生做完实验、填写实验报告即可。实验部分没有相关的实际生产实践环节，学生不能真正体会到这门课程知识的生产实践应用性，这对将学生培养成应用型人才培养具有较大的阻碍，也不利于提高学生的创新思维和实践能力。

三、教学方法的改进措施

针对在《工程材料及成形技术》课程教学过程中存在的问题，通过在淮阴工学院车辆工程专业实际教学过程中进行探索，在教学改革方面提出了相应的对策和具体措施，可以从以下几个方面进行改进。

（一）对课本部分内容进行调整

根据车辆工程专业的实际需要，在教学过程中因材施教，整体把控课本的内容，对与车辆工程专业相关性不大的内容进行适当删减，保留和补充汽车工程材料相关的内容。根据车辆工程专业的教学目标和人才培养目标，《工程材料及成形技术》课程的教学内容应本着“加强基础、突出重点、注意应用、适应面宽”的原则。课程教学内容应侧重于了解常用汽车工程材料的种类、牌号、特点与成形技术，促使学生具有初步选择常用汽车工程材料、成形方法的能力。在保证必需的基本概念与基本理论的学习基础上，课程的重点内容应主要讲述汽车工业选材、用材相关知识及其与汽车设计、制造的相关关系。从汽车设计与制造角度进行出发，重点介绍汽车零部件在不同服役条件下的性能要求及失效方式，确定汽车零部件抵抗失效的性能指标，结合常用汽车工程材料的基本特性，进而合理进行选材和用材。

（二）采用多媒体和案例相结合的教学方式

在《工程材料及成形技术》课程教学过程中，采用多媒体与案例相结合的教学模式。教师在备课过程中，结合案例进行课程所用PPT的制作，做到图文并茂，内容生动，提升学生学习兴趣，做到能够持续吸引学生的注意力。可以在课程教学PPT中增加来自生产一线的相关知识内容的视频和案例，通过观看视频和案例讲解，帮助学生了解汽车工程材料的生产和使用的实际应用过程，以利于学生能够更好地掌握和理解课程知识内容，并最终发展成为汽车行业应用型人才。例如，学生在学习热处理工艺等课程知识内容的过程中到生产现场进行学习的可能性较小，这就可以采用录像、视频的形式，进行热处理工艺和设备的教学，使学生做到不出教室就能参观、了解热处理工艺过程和设备的使用。在教学材料形变强化知识内容时，教师可以日常生活中常见的弯折铁丝来进行举例：在不断弯折铁丝的过程中，随着铁丝弯折次数的增加，铁丝弯折的位置会出现逐渐变硬、发热的现象，接下来铁丝弯折位置变形越来越困难，并最终发生断裂。在没有使用任何工具的前提下，也可以很容易地将铁丝进行分离。从这个案例中可以得出，金属材料在变形过程中，其硬度不断提高而塑性逐渐下降，这一现象称之为加工硬化。因此，在课程教学过程中，通过增加类似这样易于理解的实例，更加有利于帮助学生深入理解书本知识内容，做到理论教学与实践生产相结合，全方位扩大学生知识面，逐渐做到把理论性较强的文字内容转化为实践生产过程中的实际应用。

（三）课堂互动形式多样化，提高学生积极性

在进行此门课程知识内容的教学过程中，要增加与学生的课堂互动，形成课堂互动形式多样化的教学模式。在课堂上增加课堂讨论环节，精心设计课堂“提问”与“讨论”环节，例如让学生自己搜索、寻找理论的实际应用案例，然后与同学一起分享；在讲课过程中留下悬念，引导学生在探索答案的过程中不断掌握知识内容等等。在此门课程的教学过程中，对课程中的重点和难点内容，开展专题讨论，可以提前将要讨论的内容布置给学生，督促学生利用课余时间在网上查找相关的资料，学生们需要对资料进行理解、分析、归纳、综合；在讨论时，学生的思维活动总是处在积极活跃的状态，以能够清晰、准确阐述自己的见解，这种讨论模式有利于提高学生的思维能力和语言表达能力。此外，通过课堂讨论环节，还有助于学生树立自信心，培养勇于探索真理、坚持真理和团结协作的精神。

（四）进行企业实践教学

《工程材料及成形技术》课程具有较强的生产实践性和工程应用性。想要达到较好的教学效果，不单单需要对课堂的教学方法进行改进，还需要学生进行同步实验并参加相关工厂实习。通过不断思考如何将课本理论知识内容应用于实践，才能将所学理论知识内容由认知上升为感知。教师可以根据课程的知识内容，组织学生进行有效的认识实习和生产实习，多带学生去机械厂、模具厂等企业的生产一线进行参观学习。通过不断增加学生的学习主动性，逐渐强化学生对课程知识内容的理解。但是，还需要注意思考如何保证认识实习和生产实习的有效性，就是使学生能够全身心投入实习当中去，而不是走过场，应付任务。为此，可以从以下几方面着手：第一，在实习开始之前，通过案例、工厂流程简介等方式对学生进行引导，激发学生兴趣，提高学生对实习的期待值；第二，在实习过程中，带领着学生逐步了解实际操作流程，在介绍的过程中需要融入理论知识，做到两者相结合；第三，在保证安全的情况下，尽可能多为学生提供实际操作机会，在实践过程中体会真知；第四，实习结束之后，帮助学生做好总结，增强学生对所学内容和知识的掌握程度，提高学生的实际应用能力，进一步确保实习的有效性。

四、结论

通过分析《工程材料及成形技术》课程在淮阴工学院车辆工程专业中的教学现状，指出目前课程在教学过程中存在的问题，并对此提出了相应的教学改进措施，例如，对课本部分内容进行调整、采用多媒体和案例相结合的教学方式、课堂互动形式多样化和提高学生积极性、进行企业实践教学等改进措施。通过进行上述教学措施的实施，可加强学生对相关课程知识内容的理解，并拓宽学生视野，使学生成为利用所学知识分析问题、解决问题的专业应用型人才。