依托“以赛促学”模式深化材料成型及控制工程专业实践课程改革

摘  要：材料成型及控制工程专业的培养目标是培养系统掌握机械、材料等学科基础知识及材料成型加工专业知识的技术人才，培养重点是工程实践能力和创新能力。然而，在当前培养过程中，存在重基础理论教育，轻实践教学的问题。因此，亟需通过课程改革，依托“以赛促学”模式，探索面向材料成型及控制工程专业实践类课程的新教学方法，提升学生解决实际工程问题的能力，切实推进材料成型及控制工程专业培养目标的达成。

关键词：材料成型及控制工程专业；实践教学；课程改革；以赛促学；卓越工程师培养

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）09-0134-05

Abstract： The training goal of material forming and control engineering is to train technical talents who systematically master the basic knowledge of machinery， materials and other disciplines as well as the professional knowledge of material forming and processing. The training focuses on engineering practice ability and innovation ability. However， in the current training process， there is a problem of emphasizing basic theoretical education and neglecting practical teaching. Therefore， it is urgent to explore new teaching methods for practical courses of material forming and control engineering majors through curriculum reform and relying on the model of "promoting learning through competition"， so as to improve students' ability to solve practical engineering problems and effectively promote the achievement of training objectives of material forming and control engineering majors.

Keywords： material forming and control engineering; practice teaching reform; curriculum reform; promoting learning by competition; outsatanding engineer training

近几年来，美国、德国、英国和日本等发达国家探索了“以赛促学，赛教结合”的教学模式，组织高校实践性较强的相关专业开展实习技能竞赛，培养了学生发现、分析和解决工程问题的能力，实现了从理论到实践的循环往复，由此衍生出“以赛促学、以赛促教、以赛促评、赛教融合”的教学模式。我国教育部在1998年进行了高等学校本科专业调整，将原铸造、锻压、焊接三个专业合并为材料成型及控制工程专业[1-2]，经过多年的积累和建设，形成了多个专业性强、认可度高、立足于培养学生专业实践能力的全国性赛事，见表1。其中，中国大学生机械工程创新创意大赛——铸造工艺设计大赛、全国大学生金相技能大赛都是连续入选教育部全国高校竞赛评估与管理专家委员会评出的全国普通高校学科竞赛排行榜，是受到广泛认可的国家级赛事。因此，我国目前材料成型及控制工程专业现有的赛事体系能够为“以赛促学”教学改革提供良好的实践平台基础[3]。

中北大学材料成型及控制工程专业实践教学体系由专业实习（包括认识实习、生产实习和毕业实习）、专业实验、专业课程设计和毕业设计组成，构建了竞赛驱动的“四年制—多环节贯穿式”材料成型专业全流程实践教学体系，具有完整的学生的工程实践能力和创新能力培养方案，如图1所示。2021—2023年，在材料成型专业相关国家级赛事方面取得了一定成绩，获得国家级奖项10项、省级奖32项，培养了一批具有科技创新和实践能力的学生。然而，在实践教学方面仍有待加强，现有实践教学体系的架构分散、教学方法单一和教学内容与实际产业需求存在差距。由此，本教学团队提出依托“以赛促学”的方法，促进材料成型专业“双创”教育社会实践课程创新改革，构建适合专业发展和人才培养目标需要的实践课程体系，驱动材料成型及控制工程专业实践类课程建设优化发展。

一  依托“以赛促学”深化实践教学的改革思路

（一）  对标国赛标准，驱动实践教改

依托“以赛促学”深化实践教学的改革思路是将本专业相近或相关学科的竞赛作为助推实践教学改革的驱动力[4-5]，促进学生开展实践课程学习的兴趣和动力。参考行业一级学会或协会根据现有行业需求举办的国家级学科竞赛，参考学科竞赛的题目、制定的考核标准、赛事获奖的优秀案例等资源[6]，解决中北大学材料成型及控制工程人才实践能力培养上面临的创新性教学资源少、缺乏标准等问题，具体如图2所示。

（二）  构建全过程教—赛促学体系

“以赛促学”实践教学体系实现从大一到大四贯穿全过程，从大一年级的专业基础训练与创新思维，大二年级的专业能力训练与创新设计，大三年级的专业综合训练与创新项目到最终大四年级的专业综合实训与参与竞赛，创造多形式、多层次的新实践教学模式，通过课程与项目并行、学练互动、虚拟与实际场景交融等多种途径构建全过程实际教学改革，达到以赛促教、以赛促练、以赛促学，实现学生专业实践能力与创新能力协同培养的教—赛促学体系。

（三）  制定“企业级”赛制评价标准

以中北大学材料科学与工程学院现有教学实验室、科研平台为基础，依靠山西省产教融合政策和行业协会，引进企业专家进学校，共同定制校内赛制方案及评价标准，评价方法尽可能与企业生产实际贴近，与产学研合作项目相结合，加强校内外实践教学之间的联系。通过与机械制造相关的生产企业、国内高水平研究院所和毕业生交流和调研，进一步将赛事考评标准与企业实际需求对接，制定“企业级”赛制评价标准，推动完善产教融合育人机制。

二  以“金课”标准实践“以赛促学”教学改革思路

（一）  以赛促学的教学理念，确保了实践教学的高阶性和主动性

高阶性指的是知识、能力、素质有机融合，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维，创新性则表现在课程内容的前沿性和时代性、教学形式的先进性和互动性、学习结果的探究性和个性化[7-8]。“以赛促学”的教学改革是由成果导向教育理念引申而出的，以竞赛为抓手，参考国赛权威性的竞赛题目，利用竞赛中的“赛马制”驱动学生综合运用所学知识与技能，构建竞争性的比学赶帮学习模式，逐步锻炼了学生的主动学习意识和独立学习能力，践行了“学生为中心”的教学理念，因此教学过程具备高阶性和主动性。

（二）  高规格的竞赛保证了课程教学的挑战度

挑战度是指课程要有一定难度，需要学生和教师一起，跳一跳才能够得着[9]。“以赛促学”教学以在全国竞赛中的获奖等级作为衡量教学成果的外在标准，因为竞赛中设置的挑战度自然保证了相关实践课程教学的难度和竞争性。学生和老师必须通过相关配合，形成教学合力，才能在实践教学中获得提升，进而在高规格学科竞赛中的取得优异成绩。

三  构建“以赛促学”模式下的材料成型及控制工程实践类课程体系

中北大学材料成型及控制工程专业的实践课程群目前共有9门课，主要分为3类，第一类是前导性课程，主要是导论或实践类认知课程，起到吸引学生兴趣，推广赛事的作用；第二类是培训类课程，起到人员基本技能培训与竞赛选拔的作用；第三类是验证类课程，以竞赛题目攻关为目标，通过综合运用基本原理和相关技能，形成最终的设计方案提交参赛评审。三类课程之间通过分学年开放式选课形式连接。“贯穿式”教学的材料成型及控制工程竞赛导向类实践课程群见表2。

（一）  前导性课程

以前导性课程“铸造工艺大赛‘双创’课程”为例，课程教学信息见表3。前导性课程在以赛促学课程群中起到宣讲赛事和募集人员的作用，同时对比赛中常用的三维制图软件、铸造基本概念和基础知识进行技能性的培训。

（二）  培训类课程

培训类课程主要是面向材料成型及控制工程专业各方向开设的专业必修、选修课程，学生通过课程学习，掌握材料成型工艺设计、工艺规范选择、工艺实践及验证等材料成型及控制工程专业的工艺设计方式，便于他们独立完成竞赛设置的高阶项目的构思、工艺设计及仿真验证等工作，最终在课程结束时完成相关内容的铸造工艺设计报告。以面向材料成型及控制工程专业学生的材料成型及控制专业课程设计为例，课程详细信息见表4。

四  依托产教融合推进“以赛促学”教学评价与反馈

（一）  采用“项目实践模式”贯穿实践教学体系

采用“项目实践模式”将整个实践教学体系贯穿起来，实现专业人才培养和企业创新需求的相互协调性[10]。即将收集的企业难题设计成“项目”，定期将项目向材料成型及控制工程专业的所有学生公布，引导各年级学生组成科研兴趣小组和研究团队，结合大学生创新创业项目、中国大学生铸造工艺大赛、热处理工艺大赛和企业社会实践等活动，在完成基本实践教学要求的情况下，选择专业实验中的项目实验、生产毕业实习中的项目实习和课程设计、毕业设计，使得大学期间能够完成技术研发的整个过程，使得学生具有解决“复杂工程问题”能力。

（二）  依托企业实践经验推进卓越工程师培训

利用“卓越工程师教育培养计划”，以材料成型及控制专业液态成形方向2022级本科为实施对象，以山西省机械铸造龙头企业为联合对象，共同制定培养目标和培养方案、共同建设课程与开发教程、共建实验室和实训实习基地和合作开展研究等，推动人才培养与产业需求紧密结合。让企业深度参与学校教育教学改革，多种方式参与学校专业规划、教材开发、教学设计、课程设置和实习实训，促进企业需求融入人才培养环节，同时为企业技术员工提供终身教育服务。

此外，针对卓越工程师培养计划中实地完成实践环节存在的时间、成本等实际问题，可通过借助当前发达的高速网络，由企业派驻教师或聘请的企业实践教学导师通过在线实践教学，让学生足不出户就能进行工厂生产实习、认识实习等实践环节学习，保证卓越工程师培养计划的完成。

表4  材料成型及控制专业课程设计课程详细信息

五  结束语

通过构建以“金课”标准实践的“以赛促学”教学改革思路，完善了这一模式下的材料成型及控制工程实践类课程体系，并最终依托产教融合对“以赛促学”教学成果进行了评价与反馈。实践课程改革的深化改革，在新工科技术应用领域更有针对性，打通了人才培养与实践教学之间的阻碍，实现了卓越工程师人才培养质量的提高。

参考文献：

[1] 黄放.材料成形及控制专业的人才培养及教学体系建设[J].铸造技术，2004（9）：732-734.

[2] 梁维中，马波，王振廷，等.材料成型及控制工程应用型人才培养探索[J].铸造设备与工艺，2010（1）：45-47.

[3] 王艳芳，杨兵兵.材料成型技术行业技能大赛力促专业建设实践研究[J].铸造技术，2018，39（3）：730-735.

[4] 梁小平，张志佳，张桂芳，等.双一流大学专业建设中以学科竞赛促进基础课程实验教学改革的实践与研究[J].教育教学论坛，2019（15）：168-169.

[5] 刘世锋，刘莹莹，王庆娟，等.以赛促学，以赛促教，以赛促改的教学模式改革[J].教育教学论坛，2024（26）：69-72.

[6] 肖国庆，马爱琼，段锋，等.以赛促教，以赛促学，提高材料类专业基础课的教学质量[J].科教导刊，2021（11）：35-37.

[7] 吴梦陵，熊桑，张振，等.融入课程思政元素的应用型本科高校材料成型专业金课的教学探索[J].现代制造技术与装备，2020（12）：221-224.

[8] 吴爱华，杨秋波，郝杰.以“新工科”建设引领高等教育创新变革[J].高等工程教育研究，2019（1）：1-7.

[9] 王毅，张沪寅，黄建忠.新工科人才培养导向的竞赛类实践课程设计[J].实验技术与管理，2020（8）：167-171.

[10] 张向超，丰云.校企协同共建实践教学基地的“五位一体”合作策略[J].当代教育理论与实践，2017（9）：31-36.