基于新时代教育理念的“材料成型原理”课程教学改革探讨

王忠堂　张玉妥　刘爱国　崔海涛　李建军

[摘 要] 基于新时代立德树人的高等教育理念，强化课程思政、教育产出的教育目标，对“材料成型原理”课程进行改革建设，制定合理可行的教学大纲和培养目标，确定建设一流课程的具体措施。经过改革实践，大学生的政治素质、业务素质、创新意识、探索精神、创新创业意识等能力得到明显提高。因此，要充分利用互联网，丰富教学资源利用及开发，增加课程内容信息量，丰富课程教学方法，快速掌握材料科学与技术领域的最新进展;以課堂讲授为主，以线上课程资源和线上直播授课方法为辅，实施多元化教学。

[关键词] 高等教育;材料成型原理;建设措施

[基金项目] 2020年度教育部国家级一流本科专业建设点“材料成型及控制工程专业”;2020年度辽宁省教育厅一流本科课程“材料成型原理”

[作者简介] 王忠堂（1962—），男，辽宁大连人，博士，沈阳理工大学教授（通信作者），主要从事先进塑性加工技术与高等教育教学方法研究。

[中图分类号] G642.0[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2022）04-0103-04[收稿日期] 2021-05-26

为了进一步提高我国高等教育人才培养质量，国家制定了一系列教学改革政策，全面开展一流本科课程建设，树立课程建设新理念，推进课程改革创新，实施科学课程评价，严格课程管理，完善以质量为导向的课程建设激励机制。覃业飞从不同层面对一流课程的本质内涵进行分析和解读，提出了一些合理化建议[1]。张琳琅等对“材料成型原理”的课程内容、教学设计、教学效果评价等进行教学改革，以提高大学生研究性学习和自主学习的积极性，提高教学质量[2]。贺战文等对网络教学与传统教学的效果进行对比分析，发现传统教学和网络教学具有各自的优势和劣势，对如何实现二者优势互补提出了改革措施[3]。孙明基于学生特征分析对教案进行改进，构建互动教学式课堂，有效提升了大学生的学习效果和教学质量[4]。苏钰等对教学内容、教学课件、学生互动等教学环节进行改革探索，激发了大学生的学习积极性，获得较好的效果[5]。李兰云等通过典型案例实现知识讲授和实时互动，获得了很好的教学效果[6]。魏然等通过讲解重点、强调技能、注重应用等措施，提高了教学质量及效果[7]。

一、引入新时代一流教学理念

在新的发展时期，我国的高等教育目标必须适应国家发展战略的要求，引入国际先进教育理念，结合中国特色的高等教育人才培养模式，进一步提高我国高等教育质量。这是当前的一个重要任务。强调立德树人、德才兼备的人才培养理念，要以培养能够担当民族复兴大任、具有坚定的政治立场和理想信念、具有强烈的民族精神和时代精神、德智体美劳全面发展的新时代建设者和接班人。坚持“以本为本”“四个回归”的高等院校立校之本，是新时代办好本科教育的行动宣言。加强课程思政、爱国爱党的政治思想教育，要贯穿于高等教育的始终。强化实践教学、创新创业的教育产出教育理念，是提高解决工程实际问题能力的基础。

二、制定一流课程教学目标

“材料成型原理”的教学目标就是要培养大学生掌握材料成型及控制工程专业的基础理论知识，包括材料成型过程中的基本理论、基本方法、材料流动规律等基础理论知识，为后续专业课程学习、课程设计、毕业设计、工程设计提供必要的基础理论支撑，要培养大学生利用基本的基础理论知识解决简单实际工程问题的能力，能够自主分析问题和解决问题。同时，要培养大学生掌握基本的实验测试及分析方法，掌握材料流动规律分析方法、材料力能参数计算方法、材料成型缺陷分析方法、材料成型组织性能参数测试方法、材料凝固过程中的温度测试方法，具备利用基本理论知识进行科学研究和工程设计的初步能力，具备从事新产品开发、工程设计、技术测量、技术管理等应用技术型工作的能力。结合以上教学目标，我们制定了合适的课程教学大纲，获得了很好的教学效果。

三、打造一流教学团队

教学团队要做有理想信念、有道德情操、有扎实学识、有仁爱之心的好教师，做学生学习态度、学习方法、创新思维、奉献祖国的引路人;要加强师德师风建设，坚持教书和育人相统一、言传和身教相统一、潜心问道和关注社会相统一、学术自由和学术规范相统一，以德立身、以德立学、以德施教;既要传播知识、传播思想、传播真理，也要塑造灵魂、塑造生命、塑造世界观。为打造一流教学团队，不断提高教学团队的教学水平和课程教学质量，我们采取了以下措施，获得了很好的效果。

1.课程负责人组织团队成员不定期开展关于课程建设的专题讨论，鼓励青年教师进修学习、互相听课、共同提高，请经验丰富的教师介绍教学经验，选派骨干教师到高水平高校进行访问学习和学术交流，提升青年骨干教师的教学水平。

2.邀请国内其他高校经验丰富的本领域学者进行线上或线下的学术交流，重点介绍他们的最新教学研究成果以及“材料成型原理”课程的地位及重要性，并提出一些课程建设方面的建议，为以后的课程建设工作提供指导。

3.邀请本领域相关企业专家做学术报告，重点介绍“材料成型原理”课程在解决企业工程实际问题时的作用，在课程内容及教学方法改革方面为教学团队建设指明方向。

4.充分发挥教学名师或课程负责人的引领和带头作用，优化教师资源，鼓励青年教师在理论教学、实验教学、课程实训等环节上进行深入研究，积极承担相关教学改革项目，不断提高自身素质及教学水平。

四、建设一流课程内容

1.吸收先进科学研究成果，不断更新课程内容。提高高等教育水平，主要措施之一是要及时更新课程教学内容。每位任课教师都要结合自己承担的授课任务，把本学科领域最新的国内外研究动态、研究成果、研究热点、科学问题、技术难点等内容补充到课堂教学上，或者集中讲授，或者穿插于课程体系，引导大学生积极探索真理、探索新知识、研究新理论、解决新问题的科学研究兴趣，实现科研成果进课堂、先进设备进实验室，促进本科教学质量不断提高。如在课程体系中增加了新型材料本构关系模型建立方法、屈服准则应用、滑移线法中一些理论问题的探讨等新的内容。

2.强化理论联系实际，增加拓展实训内容。以解决实际问题为目标，增加了实际训练内容，以提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。针对“材料成型原理”课程内容及特点，制定课程内容拓展及实训题目，具体如下：（1）单向压缩变形（或拉伸变形）位移场（或速度场）的确定方法;（2）压缩变形工艺的变形力计算;（3）平面挤压工艺的变形力计算;（4）板材拉深工艺变形力计算;（5）球形壳体液压胀形变形力计算;（6）管材挤压工艺变形力计算;（7）材料本构关系模型建立;（8）提高铝合金叶片成品率的工艺措施;（9）控制金属型大钢锭组织性能的工艺方法;（10）铸件凝固过程温度场模型与计算;（11）焊接裂纹失效分析及裂纹防止工艺措施;（12）焊缝气孔形成影响因素分析;（13）热影响区组织性能改进工艺措施。

3.提高实际操作能力，强化实验教学环节。将先进的材料性能测试设备和测试方法应用到实验教学中，提高实验教学的科学性和准确性，提高实验教学效果。课程设置验证性实验和综合性实验，包括验证性实验“LY12材料塑性图绘制”、综合性实验“镦粗时接触应力及摩擦系数测定”、综合性实验“铸件温度场及铸造合金流动性测试”、验证性实验“焊缝中扩散氢测定”。经过实验教学，提高了大学生实际操作设备和仪器的动手能力。

五、实施一流课程教学方法

随着科学技术的发展，教学方法已经从“教师讲、黑板写、学生听”的传统教学方式进入多元化教学时代。在教学方法方面，需要引入最先进的教育理念和教学方法，采用先进的教学方法与教学工具，运用多元化的教学方法。为此，教学团队提出“五维一体二结合”的教学方法，有效提高了教学效果。

“五维”即课堂讲授、教学课件、主编教材、电子教案、授课视频。课堂讲授是大学教育最重要的学习方式。在设计课件内容时，一定要补充最新的研究成果，吸收相关参考资料的优秀内容，完善课程内容体系。主编教材是为了适应大学生培养目标、课程教学改革、因材施教、最新研究成果等方面的需求而要完成的工作，有利于大学生的自主学习。电子教案是随着信息化时代和互联网时代的到来而实施的一种自主学习方式，不受时间、地点限制，非常灵活，学习效率很高。授课视频是将往届教师授课视频发给大学生，有利于大学生自主学习。“一体”即课堂讲授时教学课件+黑板书写+教师启发一体化综合运用。教学课件是教师授课的主要工具，可以直观获得知识的基本概念、基本理论、基本方法、应用实例等。黑板书写是教师授课时不可忽视的教学工具，必须认真利用，传递课程内容整体布局、强调重点、汉字书写等重要信息，所以不能因为有了教学课件就出现黑板一片空白的现象。“二结合”即线下教育和线上教育相结合、课堂学习和自主学习相结合。线下教育主要是通过课堂讲授和课后答疑等方式获得新知识，线上教育是通过互联网功能，利用有关教学平台的线上资源完成课程学习，如授课视频、教学课件、学术会议、研讨会、电子文件等线上资料。课堂学习是大学生学习知识的主要途径，自主学习是大学生利用课后时间主动学习的过程，增加自主学习动力。

六、制定一流课程考核及评价体系

创新课程成绩评价方法。基于教育产出教学理念，制定科学合理的课程学习成绩考核方法，以便科学评价学生的学习成果。学习成绩考核方法包括平时成绩（40%）和期末结课考试（60%）。

平时成绩考核指标体系包括出勤率（5%）、平时作业（5%）、综合实训（10%）、调研（研究）报告（10%）、实验操作（10%）。出勤率占5%，考核学生学习态度、学习积极性、学习状态等;考核内容包括学生的平时出勤情况，采用点名或签到的形式。平时作业占5%，考核学生阶段学习情况，及时发现问题，及时调整，提高教学效果;考核内容包括在课程进行过程中安排几次平时作业，重点检查知识掌握情况，根据作业完成质量给出成绩。综合实训占10%，考核学生对理论知识的掌握程度，以及综合分析问题和解决问题的能力;考核内容包括在课程学习过程中对于一些重要内容安排一定量的综合实训项目，以巩固学习内容，并根据综合实训项目完成质量评定成绩。调研（研究）报告占10%，考核学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，提高学生的创新意识;考核内容包括提出几个具有一定难度的技术问题、理论问题或自主学习问题，經过调研、分析、讨论，完成研究报告，根据调研（研究）报告质量评定成绩。实验操作占10%，考核学生的实际操作能力、对实验仪器的操作能力等;考核内容包括通过实验操作，让学生掌握设计性实验的实际操作过程，根据实验操作成绩评定方法评定成绩。

期末结课采用闭卷考试方法，内容包括基本概念（20%）、基本方法（10%）、基本技能（10%）、综合计算（10%）、综合分析（10%）。基本概念占20%，考核学生对基本概念的理解、掌握程度，考核内容包括课程中涉及的基本概念和相关知识概念，按照试题规定分数给成绩。基本方法占10%，考核学生对基本分析方法和研究方法的掌握程度，课程中采用的一些理论计算方法和分析问题方法，按照试题规定分数给成绩。基本技能占10%，考核学生运用理论知识解决实际问题的能力，考核内容包括采用课程中的基本方法解决简单的实际问题，按照试题规定分数给成绩。综合计算占10%，考核学生运用理论知识进行综合计算的能力，考核内容包括解决比较难的实际问题，按照试题规定分数给成绩。综合分析占10%，考核学生对实际问题的综合分析能力，考核课程实训效果，考核内容包括解决复杂工程实际问题，提高综合分析能力，按照试题规定分数给成绩。

基于新时代高等教育的理念特征，针对“材料成型原理”的课程特点，我们采取了一系列一流课程改革建设的具体措施，提出吸收先进科学研究成果进课堂、增加实际训练考核内容、“五维一体二结合”教学方法、完善课程成绩考核方法及评价体系改革等，有效提高了教学效果，明显提高了大学生的政治素质、业务素质、创新意识、探索精神、创新创业意识等。