材料成型及控制工程专业教学内容与课程体系的改革与建设.doc

*安徽省高校教学研究项目作者简介徐道荣（1956），男，硕士，副教授，主要研究材料连接工艺及接头性能；陈翌庆（1963）男，在读博士，教授，主要研究材料液态成形及凝固过程控制；程和法（1963），男，在读博士，副教授，主要研究材料液态成形工艺及合金制备；陈文琳（1963），女，硕士，副教授，主要研究材料塑性成形工艺及模具设计。1材料成型及控制工程专业教学内容与课程体系的改革与建设*徐道荣，陈翌庆，程和法，陈文琳（合肥工业大学，材料科学与工程学院，安徽合肥230009）摘要材料成型及控制工程是一个具有老专业背景的新专业。本文通过调查研究，阐述了该专业教学内容与课程体系改革与建设的总体思路，其中贯彻了高等教育改革的精神。在深入理解专业内涵的基础上，确立了专业知识结构框架与主干课程，并且结合自身实际制订出一套具有一定特色的教学内容与课程体系。从而较为科学地解决了老专业改造与新专业建设中所面临的切实问题。关键词材料成型及控制；教学内容；课程体系；建设ReformationandConstructionoftheTeachingContent&CurriculumSystemfortheFacultyofMaterialProcessingandControlXiuDaorong,ChenYiqin,ChenHefa,ChenWenlin教育部于1998年颁发了我国高等学校新的专业目录，其中列出一个归属机械类的“材料成型及控制工程”专业，这是一个具有老专业背景的新专业，其内涵包括原金属材料及热处理、铸造、锻压、焊接等材料加工类的工艺及设备老专业，故专业口径大大拓宽。该专业自1999年起正式招生。近几年来，国内各有关院校围绕着教育部制定的专业培养目标、培养要求相继制订了该专业的教学内容与课程体系。然而由于各校在办学条件、专业背景等方面的不同，各自所推出的方案之间均存在较大差异，有的甚至是另一个模式。考虑到我校的实际情况，既不宜生搬硬套其它院校的方案，更不能沿袭原来几个老专业的方案，或只是作一些简单的拼凑和机械组合。为此我们专门立项就该专业的教学内容与课程体系的改革与建设等问题开展研究，并被列入安徽省高校教学研究项目。两年多来，我们通过对国内二十多所相关院校的情况进行广泛、细致而又深入的调查研究和综合比较分析，结合自身实际并取众家之长，制订了一套适合我校施行的教学内容与课程体系，既科学地解决了专业建设与发展方向的切实问题，又为顺利推进该专业的教学进程提供了保证。一、教学内容与课程体系改革与建设的总体思路按照教育部颁布的“材料成型及控制工程”专业的业务培养目标与培养要求，以及有关高等教育改革与课程设置的指导性原则，在教学内容与课程体系建设中着重考虑了以下几个因素。1.重专业基础知识，淡化旧专业痕迹和专业界限“材料成型及控制工程”专业是在原来几个材料加工类旧专业的基础上建立起来的，其教学资源没什么变化，尤其教师仍是原来那批人。因此，必须突破原来的条条框框，摆脱传统观念和习惯意识的束缚，在教学内容与课程体系建设上既不能局限于原来某一个小专业方向，又不能简单地搞几个条块组合，仍然堆积原来那些知识面狭窄的课程。而应是本着加强理论基础，融通共性知识、拓宽知识面的原则，把共性的专业基础知识作为教学的重点，既加大份量又纳入必修课程范围。尽量减少或避免带有原来旧专业名称的课程或课程内容照搬老一套，削减材料成型方法与工艺类的认识性专业课程，并把其纳入选修范围。2.优化知识结构、注意综合素质培养随着科技的进步及相关专业学科的发展，当今的材料成型加工涉及到多学科的交叉，其专业知识的范围也在不断扩大，在四年制教学总学时的框架下不可能面面俱到。因此，要站在当代材料成型加工技术发展的高度，充分认识到，在新的世纪里科技与社会发展对该专业人才知识结构的要求，以培养学生的自学能力和综合运用知识的能力为首位，并兼顾到本学科及相关学科最新知识的传输，通过精选教学课程来优化学生的知识结构。尤其应注意到当今社会对学生外语水平及计算机应用水平的要求，以及学生自身对计算机知识和外语水平的追求，对这两类课程除了在公共必修课中有所加强外，在后续的专业必修及选修课程中还应重视，如开设CAD/CAM基础、成形模具CAD/CAM、快速成形技术等计算机应用课程；开设专业科技外语听力、写作等外语专门课程。同时，在有关专业课程的教学中贯穿计算机及外语知识，以切实做到计算机及外语教学四年不断线。此外，在课程设置上还应留有适当的空间让学生自主选修一些跨学科的课程，尤其是引导他们选修一些人文社科及管理科学方面的课程，以有助于综合素质特别是文化素质的培养。3.加强能力训练与创新意识培养当今社会是一个科技知识快速发展与膨胀的时代，即使在本学科内，不断更新和扩大的知识也令人目不瑕接，难以应对。在大学阶段学到的知识有的尚未走出校门就显得过时，更不用说能满足工程应用需要。因此当今的大学教育除了加强基础理论，锻炼学生的思维能力和分析问题的能力外，对于工科大学生还应强化实践能力训练及创新意识培养，以加强他们解决工程问题的能力。“材料成型及控制工程”是一个实践性很强的专业，学生的动手能力、独立承担和完成某一项工程任务的能力、创新能力等是他们适应社会谋求发展的关键，在教学方面应格外注意。除了在专业课的课堂教学中注意引入一些工程实例进行分析讲解、启发学生的创新思维及运用知识的能力外，在每门专业课程的教学中应尽量多开一些综合性的教学实验。最重要的是在实践性教学环节中安排宽裕的时间，通过考察一些典型产品的设计制造过程，设计一些动手参与性强的小项目，让学生能够理论联系实际，灵活运用已学到的知识去解决问题，使他们解决实际问题的能力得到锻炼，创新意识得以形成。具体做法是：在生产实习和毕业实习中应有针对性地选择一些工程问题实地考察和参与实践；在课程设计和毕业设计中优选一些综合运用知识性较强的典型产品成形模具或成形工艺设计项目或学科前沿带有探索性的试验课题。此外还安排一些学科前沿知识讲座、设置综合性开放实验等，增加机会诱发学生的自由想象能力，扩展他们思维空间和思维方式，以及锻炼动手能力；在综合性开放试验中设计一些集材料、机电控制、计算机应用等知识于一体的综合性实验小课题，要求学生独立或在老师的指导下开展研究并达到一定的目标。二、专业知识结构与主干课程优化设置基于以上指导思想以及对专业内涵的深入理解，界定出专业的知识范围。其要点是抓住材料各种成形工艺过程的共性，强调必要性和先进性以及专业技术基础知识之间的有机联系，围绕材料成型的工艺原理与方法和材料成型的过程控制与质量控制两条主线来构建专业知识的框架，进而设置相关的主干课程。1.知识结构体现专业内涵的知识结构框架如下：专业内涵与知识结构专业基础课程材料加工冶金传输原理物理化学材料科学基础材料成型原理理论力学材料力学材料成型测试技术工程制图机械设计基础机械制造基础电工技术电子技术CAD/CAM基础材料成型及控制工程材料成型控制工程成型原理：成型过程中的传热传质、冶金反应；固态相变，应力变形；成型质量控制：冶金缺陷，结构缺陷的形成原因与防止；组织性能的改善；成型工艺参数的检测与控制成型工艺方法：各种成型方法的工艺过程；各种成型设备的构成及工作原理；成型模具设计与制造；成型过程控制：各种成型设备的机电控制；成型过程的时序控制及自动化；2.主干课程专业主干课程是以支持知识结构框架的必需来设置的。围绕材料成型原理及质量控制所涉及的知识，设置了物理化学、材料加工冶金传输原理、材料科学基础、材料成形原理、理论力学、材料力学、材料成形测试技术等课程；围绕材料成形工艺方法及过程控制所涉及的知识，设置了工程图学、机械设计基础、机械制造基础、电工技术、电子技术、CAD/CAM基础等课程。三、教学内容的总体构成与特色在确定了专业的知识结构框架与主干课程后，再辅以必要的专业实践性教学内容和选修课程，连同学校统一制定的机电类工科专业的基础理论课程就构成了教学内容的整体，进而制订出了可供实施的教学计划。1.教学内容的总体构成按照教育部有关四年制工科大学生总教学时数及实践性环节安排的指导性原则并结合我校实行的最新教学计划和最低必修学分制度，将整体教学内容分为两大部分。一大部分为课堂教学内容（包括教学实验）、总学时为2450（其中含实验和上机208学时），折算为156个学分，其中校定公共基础课与专业主干课是必修课，合计学时为1970，折算126学分，约占总学分的66%；专业技术课为选修课，连同跨学科选修课一共安排了35门课程（每门课均为32学时，折算2学分）供学生选修，学生最少应从中选修15门（其中应有公共课不少于5门），折算30学分，约占总学分的16%。另一大部分为实践性教学内容，定为必修，总时间38周，折算35学分，约占总学分的18%，其中包括金工实习、机械课程设计、生产实习、专业课程设计、综合性开放实验、毕业实习、毕业设计等内容。主体教学内容的进程安排如下图所示。高等数学工程数学工科化学材料加工冶金传输原理物理化学材料科学基础材料成型原理大学物理物理实验材料成型测试技术电工技术电子技术电子装机实习计算机文化基础高级语言与程序设计CAD/CAM基础理论力学材料力学金工实习画法几何与工程制图机械设计基础机械制造基础大学英语专业英语专业限选课程生产实习毕业实习专业任选课程专业课程设计综合性开放实验外文文献检索阅读毕业设计机械课程设计2.专业技术课程特色与国内大多数相关学校的同类专业比较，我校制订的“材料成型及控制工程”专业的专业技术课程具有以下几点特色：其一是内容精而新，突出共性。材料成型技术包含了铸造、锻压、焊接等工艺方法，而且每一个方面就是原先的一个专业，可以开多门课程，这在有限的学时内是无法做到的。在国内相关学校中大多数是根据自身特长选择了其中一种或两种来开设专业技术课程，保留了原先的专业模式。而我校则是以三种成形方法的技术共性来设置课程，并且精选内容新颖的教材，真正融合了原来的三个旧专业，拓宽了专业的培养口径；其二是教学实验份量大。考虑到专业技术知识具有较强的实践性，几乎在每一门专业技术课程中都设置了必要的实验课，有配套的实验大纲和实验指导书，并且加大实验课学时。占课程学时的10%以上，这对提高专业课的教学质量、，培养学生的实践能力和创新能力，增强学生的社会适应性等具有重要作用；其三是主次分明、选修余地大。在专业课程设置上，除了主干课程定为必修外，其它的均为选修。选修课列出了近30门，根据内容重要性又将其分为限选和任选两部分，学生只需选修通过其中三分之一左右的课程即可获得必要的学分。四、结束语我校“材料成型及控制工程”专业的教学