工程教育專業認證背景下材料類課程教學改革探索

[基金項目]2023年度陜西省教育廳高等教育教學改革研究項目“新建應用型本科院校招生一培養—就業聯動機制及專業調整優化路徑研究與實踐”（23BG048）;2023年度西安航空學院高等教育教學改革項目“基于OBE理念的材料成型一流本科專業建設研究與實踐”（23JXGG1018）;2023年度西安航空學院高等教育教學改革項目“大數據背景下材料成型專業課程體系優化的研究與實踐——以西安航空學院材料成型專業為例”（23JXGG2009）；2023年度教育部產學合作協同育人項目“工程教育專業認證背景下‘工程材料及成形技術’課程改革”（230801914141433）

[作者簡介]王琛（1984—），女，山東德州人，博士，西安航空學院材料工程學院副教授，主要從事金屬材料的制備及性能教學研究;張金龍（1976—），男，黑龍江賓縣人，博士，西安航空學院材料工程學院教授，主要從事金屬材料塑性加工教學研究;曹靜（1980—），女，寧夏石嘴山人，碩士，西安航空學院材料工程學院副教授，主要從事金屬材料塑性加工教學研究。

[中圖分類號］G642.0 [文獻標識碼］A [文章編號]1674-9324（2025）31-0069-04 [收稿日期］2023-12-16

引言

2016年6月，我國成為《華盛頓協議》組織的正式成員，這一事件是我國工程教育的一座里程碑，標志著我國工程教育得到了國際同行的廣泛認可，開啟了我國工程教育專業認證的國際化道路[1]。自此，越來越多的工科院校主動對標工程教育認證的要求，制訂人才培養方案，包括修訂培養目標、細化指標、構建課程體系、調整課程結構等，深化工程教育專業認證的三大核心理念，即以學生為中心、成果導向和持續改進，以期提高人才培養質量[2-3]

2018年6月，教育部在成都召開新時代全國高等學校本科教育工作會議，期間150所高校聯合發布《一流本科教育宣言（成都宣言）》，旨在貫徹“以本為本，四個回歸”的方針，明確本科教育的核心地位。此后，教育部接連發布一系列深化本科教育改革的文件，各地教育行政部門和高校積極響應，并認真落實[4]。課程是高校人才培養的核心要素，是提高人才培養質量的重要載體。因此，探討材料類專業如何在工程教育認證背景下進行課程教學方法改革具有重要意義。

“塑性成形原理”課程于2021年被評為西安航空學院校級一流本科課程，它是材料成型及控制工程專業塑性成形方向的一門重要的專業課程，在第六學期講授，共48個課時。前導課程主要有材料力學、材料科學基礎、工程材料及成形技術等，“塑性成形原理”是學習鍛造工藝與模具設計、沖壓工藝與模具設計、塑性成形過程計算機模擬的前置基礎課程。本課程在基于工程教育認證的材料成型及控制工程專業人才培養方案里，對標多個指標點，在本專業學生培養的課程體系中占有重要地位。本文針對“塑性成形原理”課程傳統教學現狀及問題，對其教學方法改革進行了探索。

一、“塑性成形原理”課程傳統教學現狀

（一）課程目標與培養目標相脫節

本課程的教學自標為讓學生掌握金屬塑性力學的基礎知識，掌握金屬的塑性變形與流動的基本規律，了解塑性成形中的摩擦與潤滑問題，掌握塑性成形問題的基本解法。課程目標重知識輕能力，注重對學生基礎知識的培養，要求學生系統地掌握理論知識，強調學科邏輯，但沒有對學生的能力提出要求，忽略了學生的學習主動性和用人單位對學生非技術能力的要求[5-6]，與工程教育認證下的培養目標嚴重脫節。

（二）教學內容枯燥、抽象

本課程內容較多，涵蓋塑性成形中的物理基礎、力學基礎、金屬變形和流動的相關問題及塑性成形問題的解法，學生需要記憶的基礎知識、基本原理及復雜公式較多。而且，對數學知識依賴性強，致使教師授課壓力大，學生學習難度大，學習積極性不高。傳統教學側重對科學問題的論證，教材中貼近生產的實例較少，無法打通從理論到實踐的壁壘，不能鍛煉學生借助物理模型分析、解決實際工程問題的能力。為了滿足工程教育認證課程體系中對專業課覆蓋面和實踐課時的要求，理論課時不得不進行壓縮，又對本課程的教學提出了新的挑戰[7-8]。

（三）教學方法陳舊、單一

傳統課堂教學模式以教師為中心，強調知識的傳遞和灌輸，學生被動地獲取知識，不能有效地與教師進行交流溝通以及與教師情感的互動。課堂的“教”與“學”變成乏味的活動，無法調動學生學習的積極性，致使學生的參與度較低。而且，在課堂中，學生只是對教師講解的教案內容或者朗讀的PPT內容進行記憶，而對更高層次的，諸如討論、實踐、教授等能力缺乏相應的鍛煉。隨著智能時代的到來，知識的獲取變得快捷高效，而且知識還在不停地更新，僅傳授課本知識已經不能滿足現代高等教育的需求。如何提高課堂傳授知識的廣度和深度，這是本科課堂教學需要考慮的問題。

（四）考核、評價方式單一，持續改進環節薄弱

考核方式通常只包含平時成績和考試成績，而且考試成績所占比例很大，致使教師只關注教學結果，沒有很好地考核教學過程，更談不上因材施教、及時發現問題并改變教學方法。

綜上所述，工程教育認證背景對本科專業課程提出了新的要求和新的挑戰，傳統教學存在諸多弊端，嚴重制約了本科專業教學質量的提高。

二、“塑性成形原理”課程教學改革

針對本課程傳統教學現狀以及本課程在課程體系中所起的作用，有必要重新確定教學目標，優化教學內容，推進課堂教學革命，改進課程考核方式，完善教學評價體系。

（一）引入OBE理念，明確課程目標

根據反向設計原則（即根據國家、社會、行業和用人單位的需求），確定本課程對標的指標點，明確課程目標。課程目標1：學生能夠掌握金屬塑性變形的金屬學基礎，分析金屬的塑性變形行為以及外部條件對塑性和流動應力的影響，具備確定適宜的塑性變形工藝條件并獲得優異力學性能的工藝途徑的能力。課程目標2：學生能夠掌握應力分析、應變分析、本構方程及屈服準則等塑性力學理論基礎知識，具備初步的工程思維和分析能力。課程目標3：學生能夠將塑性力學經典分析方法應用于具體塑性成形工藝中，正確地確定變形體中的應力分布、應變分布和所需的變形力，為合理制定塑性成形工藝及選擇設備、設計模具提供理論基礎。課程目標4：學生能夠分析塑性加工過程中出現的變形和流動問題，具有對此類復雜工程問題提出解決方案的能力，同時注重培養學生理論與實踐相結合的能力和求真務實的精神。

新的課程目標滿足工程教育專業認證的要求，既注重學生知識的培養，也注重學生解決材料成型及控制領域復雜工程問題的能力的培養，以及學生職業素養的養成。

（二）依據課程目標，調整教學內容

針對課程目標的要求，教學團隊對教學內容進行調整。對于解決實際塑性變形過程中用到的基礎知識，要重點講解，如應力與應變之間的關系、屈服準則等，并幫助學生建立起初步的聯系；增加塑性成形技術前沿知識內容，拓寬知識的廣度，加深知識的深度，激發學生的學習熱情；弱化復雜公式的推導過程，注重學生基礎知識運用能力的培養。同時，重構教學內容，優化教學課件。在多媒體課件制作中，教學團隊用Deform等相關軟件制作了部分模擬視頻，與塑性變形相關的動畫、圖片等，幫助學生理解復雜抽象知識點；設計課堂互動話題、課堂測驗題目。在線上資料庫方面，依托學校教學平臺，將課程主要內容解構成24個小節，錄制了34個教學視頻，時長約1400分鐘，配備了17套課堂練習題目，設置了41個任務點。這些資料既可以作為學生課前預習、課后復習、期末考試復習的一手資料，也可以成為教師檢測學生學習情況、優化教學內容的有效窗口。

（三）改革教學方式

課堂教學是本科教育教學改革的核心領域，應以學生為中心，教學活動注重合作和互動，激發學生學習的興趣和動力，促進學生批判性思維、創新、解決實際問題等高階能力的培養。教學內容的良好展現離不開合理、恰當、多樣的教學方式，改革教學方式至關重要。

1.案例教學方式。課程教學團隊成員堅守學校培養應用型工程技術人才的初心，充分發揮學校位于閻良航空城的地理優勢，借學院深化校企合作的東風，與校外實習基地建立聯系。團隊成員多次利用暑期前往企業鍛煉，如到西安嘉業航空科技有限公司，收集一線的生產案例，并將其引入課堂教學中，激發學生的學習興趣，提升課堂教學效果。

2.智慧課堂教學模式。針對本課程的特點，教學團隊為提高教學效果，引入了智慧課堂教學模式[9-10]。該教學模式提倡以學生為中心，以教師為主導，注重發揮學生的主觀能動性，培養學生的自學能力及探究問題的科學精神。該模式基于雨課堂的問題驅動式、實時互動式教學方法，旨在打破課堂沉默狀態，煥發課堂的生機活力，提升課堂教學效果。線上網絡資源作為學生預習、學習和復習的重要知識載體，能夠為課堂教學助力，也緩解了課時不足的問題。

課前，教師利用微信群或“學習通”平臺等為學生發送相關視頻，對部分知識點利用雨課堂進行微翻轉，通過實際工廠案例分析、啟發引導、講解實例等完成課堂教與學，達成課程目標。現舉例說明，如發送實際鍛造工廠的現場視頻，引導學生思考變形過程中的受力情況，厘清應力與應變之間的關系，理解塑性成形過程中金屬變形和流動問題等。學生帶著問題進人課堂，師生或同學之間進行討論，既學習理論知識，又培養解決塑性成形過程中復雜問題的能力。在講解過程中，教師利用動畫讓學生更加生動形象地理解知識點。在上課過程中，教師通過“雨課堂”等教學平臺向學生實時推送練習題，同時獲取學生不懂的知識點，及時反饋學習效果，便于教師開展難點精講、知識補充、重點提升等教學內容。

3.科研項目引入課堂。科研成果是知識點的最新應用。在授課過程中，教學團隊引人科研成果，相較教材上的案例，更能激發學生的學習興趣，縮短學生與知識點之間的距離。教師勤勉嚴謹的科研態度和無私奉獻的精神，也為學生樹立了榜樣。

另外，教學團隊在教學過程中，時刻謹記“三全育人”理念，始終將其融入教學全過程，注重引導學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，掌握科學思維和工程思維方法，堅定航空報國理想。

（四）改革考核方式

相對傳統教學只有平時成績和考試成績的考核方式，智慧課堂的考核方式更加豐富、具體、客觀、準確。本課程學生的綜合評定成績是由過程性考核（占比 30% ）與終結性考核（占比 70% ）組成。過程性考核主要包括課堂互動與回答問題表現（占比 10% ）課后作業完成情況（占比 15% 和學習通平臺學習情況（占比 5% ）。每項內容都針對相應的課程目標進行設置，教學團隊根據課程目標細化了評分標準。課堂互動部分的評分依據雨課堂數據及教師上課記錄確定；課后作業完成情況的分數，對于利用雨課堂推送的課后題目，通過后臺數據搜集分數，線下批改的部分依據批改成績確定，分A、B、C三個等級；學習通平臺觀看預習資料情況、觀看復習視頻及完成練習題情況、章節測試情況以及參與平臺討論情況，依據平臺反饋數據直接換算得分。期末考試命題的合理性和嚴謹性不斷提升，綜合性、突出應用型和能力考核類題目占比提升，試卷批改更規范，嚴格依據評分標準進行批改。

（五）完善教學評價體系

高等學校對教師的教學評價是保障教學質量和促進教師教學能力提升的重要手段[\"]，各專業課程授課教師應認識到這一點，并以積極的心態面對。目前，學校建立了教師自評、學生評教、同行評價、領導評價和學校教學督導評價等多維度、全方位評價體系，并且評價結果直接影響教師評優、職稱評審等環節，推動學生成長和教師專業共同發展。教師是教學的主體，完善對教師全面評價機制及激勵機制，一方面可以激發教師的潛力，提升其教學能力；另一方面能夠引導教師進行職業規劃，提升其獲得感

結語

工程教育專業認證對于提高工科專業人才培養質量具有重要意義，很多高校的材料成型及控制工程專業正在努力推進相關工作，核心專業課程建設及持續改進是工程教育專業認證的重點考查內容。本文對工程教育專業認證背景下的“塑性成形原理”課程教學改革進行了探索，根據課程考核反饋結果，教學質量有了一定的提升。但是，本課程也存在諸多不足，如課程應用性不夠突出、部分教學內容過于簡單、網上資源庫不夠完善等，教學團隊還需要不斷地優化和完善。

參考文獻

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ReformofTeaching Methods ofMaterial Courses under the Background ofEngineering Education Professional Certification： Taking Principles of Plastic Forming as an Example WANG Chen， ZHANG Jin-long， CAO Jing （School ofMaterials Engineering，Xihang University， Xi'an， Shaanxi 710o77， China）

Abstract： Courses are thecore elements of talent training incollges，and an important carrier to improve the qualityof talent training.Itis of great significance to discusshow to reform the teaching methods of courses for materials majors under the background of engineering education certification.This article takes“Principles of Plastic Forming”as an example，analyzes the curent situation of traditional teaching of materials courses，and explores the reform of course teaching from five aspects in combination with the requirements of engineering education certification，namely，introducing OBE concept，clarifying teaching objectives，optimizing teaching content，promoting classroom teaching revolution，improving course assessment methods and improving teaching evaluation system.Fromthe feedback results of course assssment，the teachingquality has been improved to a certain extent.From the feedback results of course assessment，the teachingquality has been improved toacertain extent.

Key words： engineering education professional certification; OBE concept; teaching method