“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”和“實(shí)踐-科研-比賽”融合式教學(xué)探索*

張慧菊 ， 甘素卿 ， 李春輝

（廈門工學(xué)院機(jī)械科學(xué)與電氣工程學(xué)院，福建 廈門 361000）

隨著《中國制造2025》的提出，高校制造類課程亟需進(jìn)行教學(xué)改革，企業(yè)對機(jī)械制造類人才，尤其是掌握先進(jìn)材料成形技術(shù)的制造類人才提出迫切需求，給傳統(tǒng)的材料成形人才的培養(yǎng)方案帶來了強(qiáng)烈沖擊[1-2]，因此，對“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程進(jìn)行教學(xué)改革和探究具有重要意義。教學(xué)團(tuán)隊(duì)對“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程做了大量的教學(xué)改革，截至目前，“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程是廈門工學(xué)院立項(xiàng)的校級(jí)“線上+線下”混合式課程，也是一門已立項(xiàng)的校級(jí)課程思政課程，更是一門已立項(xiàng)的校級(jí)實(shí)踐性課程，教學(xué)團(tuán)隊(duì)已發(fā)表教改論文數(shù)篇。

1 虛實(shí)結(jié)合，強(qiáng)化實(shí)踐，教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐融合

教學(xué)改革之前“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程共32 學(xué)時(shí)，其中包含28 個(gè)理論學(xué)時(shí)和4 個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，鑒于該課實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)，保證理論學(xué)時(shí)不變的情況下，把4 學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)增加到8 學(xué)時(shí)，結(jié)合行業(yè)先進(jìn)的成形技術(shù)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容增加了焊接機(jī)器人、3D 打印快速成形等項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)數(shù)量從2 個(gè)增加至7 個(gè)，實(shí)驗(yàn)類型從演示性實(shí)驗(yàn)到綜合性實(shí)驗(yàn)或者設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方面的教改情況如表1所示[2-5]。

除了課內(nèi)實(shí)驗(yàn)外，對“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)內(nèi)容增加“虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室”資源。虛擬仿真資源包括板料沖壓成形、特種鑄造成形和非金屬注射成形等，內(nèi)容直觀，且結(jié)合企業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目，讓學(xué)生虛實(shí)結(jié)合，同時(shí)將理論聯(lián)系實(shí)踐。

表1 “材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”實(shí)驗(yàn)方面的教改情況

除了對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行改革外，還積極加強(qiáng)校企合作，將學(xué)生就業(yè)實(shí)習(xí)和“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程相關(guān)案例有機(jī)融入到教學(xué)內(nèi)容中，使學(xué)生理解理論知識(shí)的具體應(yīng)用，最終達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)目的，“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程的主要校企合作企業(yè)如表2所示[2,6]。

表2 “材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”主要校企合作單位

2 教學(xué)服務(wù)科研，科研反哺教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容和科研融合

改革以來，教學(xué)團(tuán)隊(duì)積極將材料成形工藝、熱加工工藝和機(jī)械工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，僅張慧菊本人指導(dǎo)本課程相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)達(dá)60 余篇，指導(dǎo)的畢業(yè)設(shè)計(jì)均取得較好的成績。同時(shí)將歷年的典型畢業(yè)設(shè)計(jì)題目轉(zhuǎn)化為案例應(yīng)用到教學(xué)中，采用案例式教學(xué)的方式進(jìn)行教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)達(dá)到“教學(xué)服務(wù)科研和科研反哺教學(xué)”的目的。教學(xué)團(tuán)隊(duì)積極申請和課程相關(guān)的科研項(xiàng)目，并指導(dǎo)發(fā)表相關(guān)內(nèi)容的高水平論文，指導(dǎo)學(xué)生授權(quán)實(shí)用新型專利，從而提高教師和學(xué)生的科研能力，發(fā)表論文情況如表3所示。

表3 與本課程內(nèi)容相關(guān)的發(fā)表科研論文詳情

除了進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的科研項(xiàng)目，發(fā)表科研論文以外，還積極指導(dǎo)“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目”和焊接內(nèi)容相關(guān)的課題，在大創(chuàng)項(xiàng)目方面，課程團(tuán)隊(duì)成員立項(xiàng)10余項(xiàng)，張慧菊本人立項(xiàng)4 項(xiàng)。并以專利的形式順利結(jié)題，授權(quán)專利情況如表4所示。

表4 與本課程內(nèi)容相關(guān)的授權(quán)專利詳情

3 產(chǎn)學(xué)互動(dòng)，以賽促改，教學(xué)內(nèi)容和比賽融合

將“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程內(nèi)容和“大學(xué)生工訓(xùn)大賽”結(jié)合，如2022 年指導(dǎo)的2 組“智能垃圾桶”，為了節(jié)約材料以及方便展示，選擇了亞克力板非金屬材料，在加工制造方面充分地將理論知識(shí)和實(shí)踐進(jìn)行融合。另外，積極指導(dǎo)學(xué)生參加“大學(xué)生成圖比賽”中的“3D 打印比賽單項(xiàng)賽”，2021 年榮獲福建省省級(jí)三等獎(jiǎng)2 項(xiàng)，二等獎(jiǎng)1 項(xiàng)，2022 年榮獲福建省省級(jí)一等獎(jiǎng)1 項(xiàng)，二等獎(jiǎng)3 項(xiàng)，具體如表5 所示。以賽促學(xué)，學(xué)賽結(jié)合，真正做到產(chǎn)學(xué)互動(dòng)，以賽促改。

表5 指導(dǎo)學(xué)生參加3D打印省級(jí)比賽獲獎(jiǎng)情況

4 “線上+線下”混合式教學(xué)，課堂內(nèi)外結(jié)合

“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程存在內(nèi)容多、課時(shí)少等關(guān)鍵問題，所以實(shí)施“線上+線下”混合式教學(xué)是一個(gè)重要途徑。混合式教學(xué)過程的展開是以傳統(tǒng)式教學(xué)為基礎(chǔ)，借助中國大學(xué)MOOC 平臺(tái)，線上授課課時(shí)不少于總課時(shí)的20%。“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程具體的“線上+線下”混合式教學(xué)設(shè)計(jì)如圖1 所示[2]。

5 激活思政元素，提升育人質(zhì)量

分析“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程具體知識(shí)點(diǎn)，挖掘出多個(gè)思政元素，在進(jìn)行理論教學(xué)的同時(shí)，不僅要實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)目標(biāo)，還要實(shí)現(xiàn)素質(zhì)目標(biāo)，以達(dá)到育人的目的。為了以“潤物細(xì)無聲”的方式嵌入具體的思政元素[1-2,7-8]，采用了案例式教學(xué)、智慧教室、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)方法進(jìn)行授課。“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”和思政的融合不是簡單嫁接或者生搬硬套，而是在實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合科研前沿，將理論知識(shí)用于具體的學(xué)生比賽中，提高學(xué)生的工匠精神、愛國情懷以及社會(huì)主義榮辱觀[9-10]。

6 結(jié)語

“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程自開設(shè)以來，進(jìn)行了大量教學(xué)改革，在教學(xué)內(nèi)容上，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，且融入課程思政元素，加強(qiáng)素質(zhì)教育；在學(xué)賽結(jié)合上，積極挖掘與本課程相關(guān)的比賽，達(dá)到“以賽促學(xué)，學(xué)賽結(jié)合”的教學(xué)目的；在教學(xué)方式上，采用“線上+線下”混合式教學(xué)方式，解決教學(xué)內(nèi)容多但是課時(shí)少這一痛點(diǎn)；在教學(xué)模式上，實(shí)現(xiàn)“教學(xué)、實(shí)踐、科研”滲透式創(chuàng)新，且創(chuàng)新成果豐富。后續(xù)將繼續(xù)深化教學(xué)改革，努力打造一門基于“廈門工學(xué)院應(yīng)用型本科”這一辦學(xué)定位，且內(nèi)容優(yōu)質(zhì)的機(jī)械類專業(yè)核心課程。

圖1 “材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”“線上+線下”混合式教學(xué)設(shè)計(jì)