材料加工先進(jìn)技術(shù)翻轉(zhuǎn)課堂建設(shè)成效初探

陳澤中

摘要：“材料加工先進(jìn)技術(shù)”是上海理工大學(xué)面向材料科學(xué)與工程、材料工程等碩士研究生專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門翻轉(zhuǎn)課堂建設(shè)課程。課程重點(diǎn)介紹國(guó)內(nèi)外近十年來(lái)材料加工先進(jìn)技術(shù)的最新科研進(jìn)展、發(fā)展趨勢(shì)和企業(yè)實(shí)際應(yīng)用，突出關(guān)注材料特性、加工原理與先進(jìn)工藝技術(shù)相結(jié)合所帶來(lái)的創(chuàng)新及技術(shù)進(jìn)步。課程包括金屬成形、塑料成型、復(fù)合材料成型、快速原型（三維打印）及微納加工等五大部分內(nèi)容。課程創(chuàng)作了全套翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)視頻，編寫(xiě)了配套的案例教材，制作了全套的教學(xué)課件，建設(shè)了完整的教學(xué)網(wǎng)站。形成了課堂教學(xué)、課堂討論、課后翻轉(zhuǎn)課堂自學(xué)、案例實(shí)踐操作等完整的翻轉(zhuǎn)課程教學(xué)體系，獲得了良好的教學(xué)效果，使學(xué)生系統(tǒng)掌握材料加工先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域的專門知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生研究開(kāi)發(fā)和綜合應(yīng)用材料加工先進(jìn)技術(shù)的初步能力。

關(guān)鍵詞：材料加工；先進(jìn)技術(shù)；翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）49-0196-02

材料加工先進(jìn)技術(shù)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域，在一定程度上，它反映了一個(gè)國(guó)家的先進(jìn)制造業(yè)水平。“材料加工先進(jìn)技術(shù)”是上海理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院開(kāi)設(shè)的一門面向材料科學(xué)與工程學(xué)碩和材料工程專碩的綜合性、應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)學(xué)位課程。課程主要內(nèi)容包括：緒論；金屬成形先進(jìn)技術(shù)；塑料成型先進(jìn)技術(shù)；復(fù)合材料成型先進(jìn)技術(shù)；快速原型（三維打印）先進(jìn)技術(shù)；微納加工先進(jìn)技術(shù)等。

在上海理工大學(xué)研究生院的立項(xiàng)支持下，課程啟動(dòng)了翻轉(zhuǎn)課堂建設(shè)。課程結(jié)合課堂教學(xué)和案例實(shí)踐，重點(diǎn)介紹國(guó)內(nèi)外近十年來(lái)材料加工先進(jìn)技術(shù)的最新科研進(jìn)展、發(fā)展趨勢(shì)及企業(yè)應(yīng)用，突出關(guān)注材料特性、加工原理與先進(jìn)工藝技術(shù)相結(jié)合所帶來(lái)的創(chuàng)新及其相關(guān)的技術(shù)進(jìn)步。翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)目標(biāo)是：通過(guò)課堂講授、課堂討論、課后閱讀本領(lǐng)域前沿技術(shù)文獻(xiàn)、分析模擬實(shí)際案例等教學(xué)方法，使學(xué)生系統(tǒng)掌握材料加工先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域的專門知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生研究開(kāi)發(fā)和綜合應(yīng)用材料加工先進(jìn)技術(shù)的初步能力。

一、翻轉(zhuǎn)課堂建設(shè)目標(biāo)

翻轉(zhuǎn)課堂的建設(shè)目標(biāo)如下。

1.創(chuàng)作錄制“材料加工先進(jìn)技術(shù)”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)視頻。

2.編寫(xiě)“材料加工先進(jìn)技術(shù)”配套講義。

3.編寫(xiě)“材料加工先進(jìn)技術(shù)”課件。

4.建設(shè)“材料加工先進(jìn)技術(shù)”課程網(wǎng)站。

通過(guò)上述措施，將“材料加工先進(jìn)技術(shù)”課程建設(shè)成為上海理工大學(xué)“材料科學(xué)與工程”“材料工程”等研究生專業(yè)的翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)位課程。課程以結(jié)合企業(yè)實(shí)際的具體案例引領(lǐng)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，引導(dǎo)研究生深入掌握當(dāng)前材料加工領(lǐng)域，特別是汽車先進(jìn)制造領(lǐng)域最有代表性的材料加工前沿技術(shù)和CAD/CAE/CAM實(shí)踐創(chuàng)新技能，成長(zhǎng)為材料加工領(lǐng)域“工程型、創(chuàng)新性、國(guó)際化”的卓越專門人才，為上海及長(zhǎng)三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展服務(wù)。

二、翻轉(zhuǎn)課堂建設(shè)措施

項(xiàng)目立項(xiàng)以來(lái)，經(jīng)過(guò)近兩年時(shí)間的建設(shè)，采取了如下建設(shè)措施，全面完成了全部翻轉(zhuǎn)課堂建設(shè)內(nèi)容。

（一）創(chuàng)作了“材料加工先進(jìn)技術(shù)”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)視頻

創(chuàng)作了課程全部教學(xué)內(nèi)容即5部分共12章36學(xué)時(shí)的整套翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)視頻，共約5G存儲(chǔ)容量，分別為AVI、FLV、MP4格式，分辨率為1920*1080。全部視頻內(nèi)容如下。

第一部分：金屬成形先進(jìn)技術(shù)，包括超塑性成形、粉末鍛造、液態(tài)模鍛、金屬注射成形等。第二部分：塑料成型先進(jìn)技術(shù)，包括緒論、氣體輔助注射成型、熱流道注射成型、塑料精密注射成型等。第三部分：復(fù)合材料成型先進(jìn)技術(shù)。第四部分：快速原型先進(jìn)技術(shù)。第五部分：微納加工先進(jìn)技術(shù)。

（二）編寫(xiě)了“材料加工先進(jìn)技術(shù)”配套講義

編寫(xiě)了基于實(shí)際企業(yè)案例的配套講義“材料成型及控制工程創(chuàng)新實(shí)踐”，共約10余個(gè)零件的先進(jìn)材料加工CAD/CAE/CAM設(shè)計(jì)、分析、優(yōu)化過(guò)程，指導(dǎo)學(xué)生掌握典型材料加工CAD/CAE/CAM的實(shí)踐技能。講義在學(xué)校、學(xué)院相關(guān)教研項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)支持下，已與機(jī)械工業(yè)出版社簽署了正式出版合同，于2017年正式出版。

（三）制作了“材料加工先進(jìn)技術(shù)”全套5部分21章課件

制作了課程的全部教學(xué)內(nèi)容即5部分12章的全部PPT多媒體教學(xué)課件，并在2015—2016學(xué)年和2016—2017學(xué)年使用，教學(xué)效果優(yōu)良。除了上述12章正式教學(xué)內(nèi)容之外，還制作了供學(xué)生課外閱讀、討論和試講的9章增補(bǔ)內(nèi)容。第一部分：金屬成形先進(jìn)技術(shù)，包括擺動(dòng)碾壓、高能率成形、液壓成形、多點(diǎn)成形和橡膠模成形。第二部分：塑料成型先進(jìn)技術(shù)，包括多組分材料成型、微孔塑料成型、反應(yīng)注射成型、其他先進(jìn)塑料注射成型、塑料先進(jìn)吹塑成型。

三、課程網(wǎng)站建設(shè)

在上海理工大學(xué)課程中心平臺(tái)上建設(shè)了“材料加工先進(jìn)技術(shù)”課程網(wǎng)站，網(wǎng)站主要包括以下內(nèi)容。

1.課程簡(jiǎn)介：包含課程的專業(yè)定位、培養(yǎng)目標(biāo)、行業(yè)應(yīng)用等。

2.教學(xué)大綱：包含課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配、教學(xué)用書(shū)、參考文獻(xiàn)等。

3.教學(xué)日歷：包含課程每一章節(jié)的教學(xué)起止周、節(jié)次、學(xué)時(shí)數(shù)等。

4.教學(xué)課件：包含課程正式教學(xué)所用的5大部分共12章課件。

5.補(bǔ)充課件：包括供學(xué)生自學(xué)、討論和試講的2大部分共9章課件。

6.翻轉(zhuǎn)課堂：包含課程正式教學(xué)所用的5大部分共12章教學(xué)視頻。

7.教學(xué)資料：包含課程各章的相關(guān)案例、技術(shù)介紹視頻等。

8.互動(dòng)欄目：包含作業(yè)、答疑、論壇、網(wǎng)絡(luò)考試等。

目前，該網(wǎng)站面向校內(nèi)師生開(kāi)放，點(diǎn)擊率已高達(dá)數(shù)千次。學(xué)生課后作業(yè)、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)等環(huán)節(jié)均在網(wǎng)站上完成，收到了非常好的教學(xué)互動(dòng)效果。

四、課程建設(shè)成效

通過(guò)項(xiàng)目建設(shè)，《材料加工先進(jìn)技術(shù)》課程已成為一門擁有全套翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)視頻、教學(xué)案例、教學(xué)課件、教學(xué)網(wǎng)站的研究生學(xué)位課程。課程教學(xué)效果受到歷屆研究生的肯定，選課人數(shù)和規(guī)模從初始的30多人猛增到70多人，專業(yè)涵蓋材料科學(xué)與工程、材料工程、機(jī)械工程、動(dòng)力工程等。學(xué)生紛紛表示，通過(guò)課程學(xué)習(xí)，初步掌握了金屬成形、塑料成型、復(fù)合材料成型、三維打印、微納成形加工的基本原理和前沿技術(shù)，特別是通過(guò)十余個(gè)對(duì)應(yīng)CAD/CAE/CAM教學(xué)案例的實(shí)踐操作，比較熟練地掌握了相應(yīng)軟件的使用技巧和操作技能，為未來(lái)進(jìn)入相關(guān)先進(jìn)制造領(lǐng)域從事專業(yè)工作打下了較為牢固的基礎(chǔ)。

五、結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)近兩年的項(xiàng)目建設(shè)，“材料加工先進(jìn)技術(shù)”翻轉(zhuǎn)課堂建設(shè)項(xiàng)目已經(jīng)圓滿完成所有建設(shè)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了課程教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)質(zhì)量達(dá)到優(yōu)秀水平。下一步要緊密跟隨技術(shù)的不斷進(jìn)步，引進(jìn)企業(yè)實(shí)踐領(lǐng)域的專家經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步優(yōu)化課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)視頻和課件，更新教學(xué)案例，不斷提高教學(xué)質(zhì)量和課程建設(shè)水平。