应用型大学材料加工原理课程教学改革探索

郭连贵，颜永斌，伽亮亮，朱 磊*

（湖北工程学院，湖北 孝感 432000）

习近平总书记在全国教育大会上的重要讲话中指出“高校要着重培养创新型、复合型、应用型人才”，把应用型人才培养提到了突出的位置，也为应用型大学的人才培养指明了方向。应用型大学技术技能型人才的培养应特别强调课堂所学知识的应用以及与一线生产的实际需要相结合，更加强调知识的应用和实践教学环节[1]。材料加工原理课程是材料类本科专业理论与实践结合非常紧密的一门专业基础必修课。目前该门课程在实际教学中存在理论知识传授定位不明确、前沿性知识涉及较少、实践性教学环节（如实验教学、生产实习）设置学时较少等问题[2-3]。为了提高材料加工原理课程的教学效率和学生学习效果，解决材料加工应用型技术人才培养与生产制造企业实际需要脱节的问题，本文结合笔者近八年来从事材料加工原理课程教学工作的实践，对该课程的课堂与实验教学改革进行如下探索。

1 教学内容改革

目前使用的教材内容比较偏基础理论，而且不少内容过于陈旧，不能反映新材料、新产品的加工成型发展趋势[4]，对课程教学内容进行以下两方面的改革。

（1）教学内容分为“材料选择与制取、加工方法与工艺、产品性能与应用”三大模块进行。在“材料选择与设计”模块主要突出原材料与助剂的选择应注重低成本、高性能、环保及容易获得，同时材料的配方设计要根据组分的作用进行分析；在“加工方法与工艺”模块则作为授课的重点内容，主要突出加工方法的可行性和适应性，突出制造过程中的工艺流程及其影响因素；在“产品性能与应用”模块主要突出制品关键性能指标及其典型应用。三大模块之间相互影响、相互关联，讲授过程中基础知识以够用为准，理论性较强的知识进行弱化或适当删减处理，让学生潜意识中形成一条材料成型加工的主线，即某个产品可以采用什么原料，通过什么方法和流程，可以获得具有什么性能的制品，在什么领域具有用武之地。

（2）除了常规教学内容，授课过程中将近年来出现的材料加工新技术、新方法或者教师科研成果作为拓展知识加入教学内容中，使学生不仅理解材料比较成熟的主流成型加工技术，对前沿科学研究中出现的最新成果也有所了解。

2 教学方法改革

为了提高学生学习主动性和兴趣，教学过程中采取组合式灵活多样的教学方法。

（1）在“材料选择与设计”模块方面，采用启发式教学和多媒体教学相结合的方法。以学生日常生活中接触的商品（如餐勺、易拉罐、花瓶、购物袋、人造板等）导入课程，引导学生积极思考和讨论问题，比如这种产品的原材料是什么？原材料为什么可以成型加工？通过什么方法成型加工？为什么会有废品出现等？

（2）在“加工方法与工艺”模块方面，充分利用多媒体课件、Flash动画、网络视频、网络课堂、典型案例及贴吧讨论等形象化教学资源辅助教学。多媒体课件可清晰展示材料成型加工设备的结构及其各组成部分的作用；Flash动画和网络视频可展示整个材料成型加工的详细步骤；网络课堂和贴吧讨论可解答学生学习过程中的困惑。

（3）在“产品性能与应用”模块方面，采用正反案例教学的方法加深学生对理论知识的理解[5]。材料加工成产品后其性能的优劣决定了其使用性，正面案例主要选取该产品的世界著名品牌进行介绍；反面案例教学则是使学生明白在材料加工过程中如果知识和技能不过关就会制作出伪劣产品，就会造成大的经济损失及恶劣的社会影响。通过反面案例的导入，使学生掌握造成产品质量缺陷的原因，从而提高学生解决实际问题的能力。

（4）在材料加工新技术、新方法前沿科学了解方面，采用教师科研与课外文献报告阅读总结相结合的方法。将教师科研项目中材料成型加工取得的一些成果（如基于壳聚糖高性能纳米复合电极材料纽扣电池的制作、基于注射成型聚丙烯/纳米硅高铁绝缘夹在高铁中的应用等）融入课堂，学生经过身边老师科研成果的认知，结合所学的材料成型加工知识，不仅可以培养学生的科研意识和创新思维能力，对这门学科的科技前沿也会有更深入的感受。此外，还可以以作业布置的形式让学生自己查阅国内外相关文献并撰写课外文献阅读报告，同样可以扩大学生知识面、激发学生科研兴趣。

3 实践教学改革

材料加工原理课程是一门实践性很强的课程，这门课的实践教学环节（如实验教学、生产实习）不仅可以巩固课堂教学学习的理论知识，还可以培养学生的动手能力、解决实际问题能力和创新能力。

（1）有针对性地开设《材料成型与加工实验》配套课程，实验内容按照材料大类（金属材料、无机非金属材料、高分子材料及复合材料）进行分类，每大类材料的实验项目类型由浅入深按照验证型、开放型、科研型和综合型进行设置。验证型实验结合教学内容选择经典成熟的实验，根据课堂学习进度安排验证型实验；开放型实验衔接教学内容，以大学生课外科研实验和创新创业训练实验为主，学生根据自身项目要求进行选材、设计工艺流程并完成相关性能测试；科研实验根据课堂教学介绍的教师科研以及学生课外相关文献阅读的情况，有选择性地精选一些反映材料研究热点的实验开展；综合型实验以教师给定的题目为主进行分组实验，要求学生根据给定的题目自己查阅文献，然后根据课堂所学知识对制作该产品进行材料选材、实验设备选择、加工流程设计、相应性能测试等，最后撰写综合实验报告。这不仅加深学生对材料加工基础理论知识的理解和实际应用，而且还提高了学生的实际动手能力并培养学生撰写实验报告的科学素养。

（2）材料加工生产实习是对材料加工原理课程实验教学的一个非常有利的补充和环节。通过将课堂搬进生产车间和实习工厂，鼓励学生主持大学生创新创业项目和参加相关学科竞赛，通过“教学—科研—竞赛”相结合的三位一体模式，以赛促学，不仅可以深化学生对理论知识的认知和理解，也可以让学生领悟学习的目的意义并全面提升学生的综合素质。例如与我校有合作关系的大洋塑胶、运来塑胶、宇电新能源、中一新能源等湖北公司，通过顶岗实习、就业基地培训等方式培养应用型人才。一方面教师可以优选部分学生优秀实验项目在合作企业进行实际材料加工，另一方面可以邀请企业的专家或技术人才向学生讲解生产实践经验，这对激发学生的实践探索欲和促进学生尽快进入工作状态可以起到很好的铺垫作用。

4 结论

为适应应用型大学技术技能型人才培养的需求，对材料加工原理课程的教学内容、教学方法及实践教学三方面进行了改革探索。通过对教学内容模块式的优化使授课主题清晰明了，根据具体教学内容设计组合式灵活多样的教学方法使教学直观化形象化，通过由浅入深设置多种实验项目类型并与生产实习相结合使教学内容得到延伸和应用。从材料加工原理课程改革的效果来看，学生不仅对材料加工原理课程的学习产生了兴趣和热情，而且提高了学生分析问题、解决问题的能力和培养了学生应有的科研素养。材料加工原理课程改革虽初见成效，但仍需在以后的教学过程中不断完善提高，为社会发展需要培养更多高素质的材料加工应用型人才。