产教融合引领下的材料成型工艺课程教学改革与实践

［摘 要］ 为深化产教融合，完善应用型、创新型、复合型人才协同培养机制，我国正大力推进产业学院等教育教学改革。在相应课程的建设中需以此为背景，以协同育人模式为引导，进行多维度改革与实践。以“材料成型工艺学”课程为例，分析课程教学相关痛点问题，从教学资源建设、教学方法创新、教学质量保障、考核方式等方面进行创新与实践，以提高教学质量，提升学生团队精神、创新能力，从而促进就业质量提升。通过改革引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观，培养为建设祖国而扎根实体制造业的青年创新人才。

［关键词］ 产教融合；材料成型工艺课程；教学资源；创新人才；课程思政

［基金项目］ 2023年度江西省高等学校教学改革研究课题“新工科背景下OBE导向的‘材料成型工艺学’课程混合教学改革与实践”（JXJG-23-7-6）；2021年度江西省高等学校教学改革研究课题“现代产业学院背景下构建校企‘双循环’本科人才培养模式探索与实践”（JXJG-21-7-16）；2023年度江西理工大学教学改革研究课题“一流本科教育背景下虚拟仿真实践教学体系构建研究”（XJG-2023-12）

［作者简介］ 邓同生（1987—），男，江西赣州人，工学博士，江西理工大学材料科学与工程学院副教授，硕士生导师，主要从事金属材料成型工艺及计算机仿真研究。

一、研究的背景与意义

现代产业学院是新时代背景下实现产学研教创的重要举措，通过持续且紧密的多方合作，整合办学资源，既发挥高校的人才培养优势，又发挥当地政府、行业企业等主体的作用，以产教融合实现创新型人才培养［1-2］。例如，江西理工大学以培养稀土行业创新型人才为目标，建立稀土产业学院，建设多主体协同育人模式，构建相关体制机制，发挥高校、政府、企业以及行业协会的主体作用，充分调动其主动性和积极性。相关专业内容打破原有专业壁垒，并聘请产业教授参与人才培养过程，提高企业参与度，突出课程体系的前沿性和实用性，强化产业导向［3］。以产业学院建设及相关培养思路为引导，通常需要设置一些与实际产业密切相关的专业课程，或对现有课程进行深度教改实践。

材料成形工艺类课程涉及轧制、挤压、锻造、冲压等多种具体的成形工艺形式。国内外近年对该类课程开展了一些相关的教学改革研究与实践［4-5］：（1）针对教学内容进行优化，引入典型案例动画及视频内容，引出新的知识点及概念，激发学生的学习兴趣。（2）采用模具CAD/CAE技术辅助教学，将模具结构知识的讲授和模具CAD/CAE 技术的应用紧密结合，加强实践教学，弥补课堂讲授的不足。（3）在教学过程中开展课内简单课程设计环节，以掌握成型工艺设计的基本步骤，增强学生的专业成就感和自豪感。

二、课程教学相关痛点问题

以“材料成型工艺学”课程为例，其主要内容为板材冲压工艺与模具设计等，是一门与金属材料行业产业紧密结合的专业课［6-7］。在实际教学过程中，仍然存在诸多难点，探究其背后更深层次的具体原因，主要有以下几个方面的课程教学痛点。

（一）冲压工艺不熟悉，所需模具多样，难以理解变形特点

学生虽然在第五学期系统学习了“材料科学基础”“塑性成型原理”等专业基础课，对金属材料特性及塑性变形理论有了系统的理解，但对具体的工艺形式仍不了解。虽然现实生活中冲压产品很多，但冲压过程不多见，导致学生对冲压工艺有陌生感。具体的冲压工艺形式多样，不同形式其应力应变状态不同，变形特点不同，相对应的工艺缺陷及防止措施也不同，学生难以厘清相关内容，进而难以掌握该门课程内容。

（二）冲压模具零件多，工作过程抽象，难以想象动作效应

冲压工艺的设计及工艺质量的分析与模具结构息息相关，通过二维模具装配图纸而在脑海中想象模具的运动过程，是“材料成型工艺学”课程学习需要具备的一种能力。由于部分学生受限于空间想象能力，对冲压成形工艺和模具结构设计没有直观的印象，难以想象动作效应，最终无法理解相应冲压工艺的过程，使学生的学习兴趣和信心锐减，难以掌握模具结构相关的内容。

（三）冲压企业距离远，日常接触有限，难以跟踪行业动态

受限于学校的地理位置及其所在城市及周边的产业布局情况，学生在日常的学习或生活交流中难以和冲压企业产生交集，从而难以获取相应行业企业信息，导致课堂上对冲压工艺有陌生感和距离感，部分学生为应付考试而考前突击，死记硬背，无法深度理解专业过程的实质和内涵，难以培养学习兴趣。

三、改革创新与实践

针对上述痛点和难点问题，经过几年的教学研究，分别从教学资源、教学方法、教学内容质量、考核方式等方面“多、快、好、省”地进行改革，从而使课堂质量有了质的飞跃，让学生爱上了这门专业课程的学习，“燃”起了学习兴趣和热情，具体措施如下。

（一）教学资源建设

基于教材基本理论与知识结构，根据课程内容特点，深度融合信息技术，构建线上与线下、虚拟与现实、课内与课外等多维优质教学资源，让形象有趣的教学内容“多”起来。这种方式能有效加深教与学的互动，提升课程的教学广度和深度。

冲压工艺其实应用于非常多的行业，比如，汽车、飞机、日常生活中的气瓶、水壶、发夹等。因此，课程的首要任务是引导学生在真实的生活中思考和发现冲压工艺的重要性和趣味性，比如，从一汽大众总装车间的布局、车间实况和冲压制成的零件在汽车上的应用案例引导学生对汽车的冲压制件进行了解和思考。又如，引入飞机（客机和军机）上的冲压制件应用情况，使学生了解高档装备和武器也是由基础的冲压工艺形式加工而成。同时，还可以通过网络获取丰富的行业新发展或技术分析报告，比如，通过关注“冲压与模具工艺”等微信公众号，获取大量及时、专业、高质量的相关专业文章推送，通过仔细研究和筛选后转发至学生微信群，也可分享至朋友圈，从而引导学生利用碎片化时间进行了解和阅读。随时随地引导学生提高学习兴趣。

（二）教学方法创新

依托国家一流线上课程，打造线上线下混合教学模式，创新课程流程，让学生接受新知识的速度“快”起来。

目前提倡的混合模式形式多样，不单只是线上网络教学和线下传统课堂教学的简单叠加，随着MOOC的兴起，混合教学模式又有了新的内涵。在实际使用中，应用效果较好的方式可以让学生先在线学习指定的视频资料，获得初步知识，在进入课堂前既有了基本的初步印象或概念，也可与教师就不懂的问题或疑惑进行高效率研讨学习，这样可最大限度地提高学生的学习效果，使学习新知识的速度更快。同时，通过对比分析，选用中国大学MOOC平台上的课程内容，结合最新版课题组自编教材，配合学习教材上大量的模具工作动画，学生可以非常直观地掌握模具工作过程，使模具部分学习迎刃而解。最终提高课程的学习效率。

（三）教学质量保障

基于教师科研项目，采用案例式教学，以专业知识的高阶性为引领使课程内容质量“好”起来。专业课程的灵魂最终取决于课程内容的专业性，教学内容质量的好坏是评估课程质量的核心指标，通常教材内容是通用原理与定义的描述，直接讲述比较乏味和难以理解。因此，拟在“材料成型工艺学”课程的实际教学过程中引入项目负责人所从事的科研项目的内容，提取与课程内容直接相关的冲压工艺案例，把冲压制件带入课堂，让学生面对面观察冲压工艺的制件情况、可能产生的缺陷及解决办法，提高学生的参与感。对于难以搬进课堂的科研案例，则通过播放视频、展示图片等形式向学生介绍现场情况。比如，笔者在课堂上介绍实际的冲压制件，以及介绍指导教师某科研项目在沈阳飞机制造有限公司开展的某飞机用L型材拉弯工艺的现场视频。通过上述方法，构建以科研项目为引导的案例教学模式，极大地吸引学生的注意力，有效地提升课堂的活跃度和教学效果。

（四）考核方式

创新课程多元化考评，强化过程性考核，让学生挑战自己创新能力素质的同时使应付考试的时间“省”下来。

通过提高过程考核比重，完善过程考核形式，建立科学的课程评价体系，对于改变期末一卷定终身的考核模式具有重要意义。建立灵活多样的考核形式不仅可以改变学生平时学习松懈、考前突击准备的学风，更可以激发学生的学习潜能和积极性，促进教学方法的改进［8］。在互动问题的设置中，设计具有高阶性、创新性和挑战度（即“两性一度”）的开放性问题，鼓励学生大胆提出自己的想法，在平时成绩给分过程中，给予具有独立思考和创新意识的学生更高的分数，引导学生挖掘自己的创新潜力。

（五）课程思政

专业知识固本，课程思政润心。课程思政是新时代大学生理想信念、道德品质培养的重要手段和思维方式。教师要在专业课程教学中润物无声地贯彻落实课程思政，在丰富学生知识积累的基础上以小喻大、示范引领。

根据课程主体内容，在主线上引导学生秉承材料成型工艺中“料要成材、材要成器、器要能用、用为大用”的精神，在研究材料的过程中基于良好的材料基因特质，通过合理地锤炼，制成可以承载重担的关键零部件。类似于青年大学生的个人成长，同样需要挖掘自己的特长和潜能，经历各种学习和锻炼环节，成为能担大任的“大才”。结合具体课程内容，同样可以设置合适的课程思政案例，比如，在讲解《冲压弯曲件的回弹影响因素分析和精度控制》章节时，引导学生综合考虑多方面影响因素和多种工艺优化方法，培养学生的产品质量意识及全面分析问题能力。又如，在讲解《拉深工艺应力应变状态》章节时，引导学生理解为避免拉裂和起皱问题的发生，五个部分的变形需要相互协调，压边力既不能过大也不能过小，引导学生注意在学习和生活中综合协调能力培养。

四、教改实践效果

经过几年的教学研究和改革，“材料成型工艺学”课程的教学效果得到明显提升，教师的教学能力也得到相应提高，主要体现在以下几个方面。

（一）教学效果提升明显，学生高阶能力有效挖掘

经采用上述教学创新措施，学生学习的积极性和主动性有显著提高，学业成绩优良率也有较大提升，团队精神、创新能力和沟通表达能力明显增强，大创项目参与率逐年升高，学科竞赛成绩优异，课程组教师指导学生获“互联网+”大学生创新创业大赛国家级和省级奖3项、大学生铸造工艺设计大赛全国二等奖1项、三等奖2项；全国大学生金相技能大赛一等奖2项、二等奖2项、三等奖6项；全国材料热处理创新创业大赛二等奖1项。学生对课程教学效果的满意度超过98%，对任课教师的评价很高。

（二）毕业生能力认可度提高，就业质量稳步提升

通过近几年的教学改革与实践，专业人才培养目标中的相关毕业要求达成度得到有效提高，包括能够设计针对金属材料工程领域的复杂工程问题的解决方案，设计或开发满足制备、加工成型和工程应用中特定需求的熔炼单元、成型装置或制品结构等。毕业生就业率保持在95%以上，用人单位和接收毕业生就读硕士研究生的高校科研院所对学生质量的评价认可度得到提升。

（三）教师教育教学能力快速提升，课程建设成果丰硕

本文所涉及的教学改革及实践，要求课程组教师既要有丰富的教学经验和实践经验，又要有一定的科学研究和工程实训经历，以保证教学改革和实践切实按照新工科培养要求，向以OBE理论为导向的教改方向发展。

任课教师在日常的工作中潜心教书育人，研究和应用多种方式方法，积极参与青年教师教学竞赛，围绕“讲好一门课”理念，锤炼教学基本功。经过精心准备和现场激烈比赛，最终在第四届江西省青年教师教学竞赛中获二等奖。另外。课程组教师还获校级教学竞赛奖2项，获批省级教改项目2项，校级教改项目5项，发表教改论文11篇，优秀毕业论文指导教师3次，出版教材2部。

结语

以学生的实际学习效果为导向，结合产教融合相关发展趋势，旨在探索适应新时代社会急需的创新型金属材料卓越人才培养模式。具体以产业学院建设及相关培养思路为引导，开展了产教融合引领下的地方高校“材料成型工艺”课程改革与实践，从教学资源建设、教学方法创新、教学质量保障以及考核方式改革等多方面进行了教学改革，使课堂质量有了质的飞跃。最终挖掘提升了学生的高阶能力、毕业生在行业中的认可度，同时丰富了课程建设成果。