工程教育认证非技术类毕业要求课程实现

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摘要：基于“以学生为中心”的工程教育认证理念，在应用型本科院校中面向全体合格毕业生设计授课教学单元和实践环节，以课程教学为主要手段解决对非技术性能力和要求的掌握和培养。重组理论教学和实验体系，建立课程目标与实现毕业要求的对应关系。以毕业要求内涵引导课程设置，所开课程须支撑学生达到毕业要求，利用技术类课程的课堂教学培养学生非技术能力，使非技术类毕业要求具有可衡量性和可操作性。将课堂理论知识与生产实践有机结合，培养学生的工程应用背景。

关键词：工程教育认证；非技术类毕业要求；塑性成形工艺及模具设计；工程机械背景；课程实现

在以工程教育为目的的教学活动中，如何将课堂理论知识与生产实践有机结合，培养学生工程应用背景[1,2]，是新形势下应用型高校教学环节安排面临的主要课题[3]。金属塑性成形工艺及模具设计是材料成型及控制工程专业一门重要的专业核心课程，主要讲述金属体积、板料成形工艺、模具结构、模具设计流程及方法，具有很强的实用性和工程实践背景[4]。课程培养学生结合零件特征合理选择塑性成形工艺、设计、分析、协作，能够就专业问题进行交流的能力。在金属塑性成形工艺及模具设计的课程教学环节安排上，基于“以学生为中心”理念[5]，重组课程体系，建立课程目标与毕业要求的对应关系。以毕业要求内涵引导课程设置[6]，以课程教学为主要手段解决对非技术性能力和要求的掌握和培养，使非技术类毕业要求具有可衡量性和可操作性。

1调整课程目标

合理的教学内容应该在通识基础理论上体现专业特色，并综合考虑实践应用、前沿趋势。徐州工程学院材料成型及控制工程专业具有突出的工程机械领域应用背景，工程机械制造行业也是教师开展科研项目、学生就业的主要领域。因此，课程教学主要面向工程材料领域，选择华中科技大学夏巨谌教授主编的《金属塑性成形工艺及模具设计》作为教材，并结合自身情况，对教学内容进行了部分调整。

1.1以学生为中心设置课程目标

强调知识的应用与实践，从早期的“重理论、重结构设计”转变为“设计兼顾制造安装，使用维护”的全周期、全流程设计，突出工程实践背景。着重于学生学会了什么，设立3个课程目标。课程目标1：掌握体积金属和板料金属相关成形制造工艺过程。掌握典型的模具结构和设计计算方法，能够设计典型的金属体积成形和板料成形模具。课程目标2：掌握模具材料的选择、模具的制造技术；掌握与材料成形设备的连接方式，模具的安装、拆卸及维修技能。以个人和团队的形式考虑制造、连接、安装、拆卸、维修等因素，优选模具设计方案以解决实际工程问题。课程目标3：在对复杂材料成形工程问题开展测试、实验等研究工作时，能够设计复杂的实验模具。了解相关的技术标准，能够分析新技术、新工艺的开发和应用对社会、健康、环境、安全、法律及文化的影响，并做出合理评价，理解应承担的责任。

1.2教学内容突出重点

随着工程机械制造行业节能减排要求及技术进步，工程机械零部件需要更多精密、近净成形、少无切削加工零件，教学内容加强了精密成形工艺及模具设计的部分。板料金属塑性成形工艺及模具设计部分教学内容中，加强工程车辆覆盖件成形工艺及模具设计相关内容。但不同于家庭轿车外观覆盖件追求外形美观，造型新颖的设计目的，工程车辆覆盖件更突出对功能和成本的要求。

1.3教学内容突出工程实践

根据专业特色，增加齿轮、各类轴、回转支撑、吊臂类、桁架类工程机械常用零件成形的相关教学内容。这些零件是在复杂恶劣工况下承载的主要零件，应用广泛。在教学活动中，增加了工程机械常用零件的成形工艺及模具设计方法，为学生的生产实践、就业等活动提供支持。由于加工方式和内部流线决定了零件的承载能力和服役寿命，教学内容上结合材料的微观结构讲解宏观结构设计，阐明有别于冷加工的成形特点。

1.4教学内容突出前沿

增加微塑性成形工艺及模具设计相关内容。产品微型化已经成为工程技术发展的另一个趋势，在电子制造、微系统技术及微机电系统方面，都有广泛的应用，极具发展潜力。由于出版教材的时效性，在选定教材中微塑性成形及其在尺度效应方面的教学内容介绍偏少，因此在教学内容方面酌情增加了微塑性成形工艺及模具设计的相关前沿研讨内容。同时根据我国工程机械发展现状，尤其是高端装备制造现状，增加了工程机械关键零部件智能制造技术、微型工程机械制造等方面的前沿内容，主要以专题研讨、资料检索等方式进行。有利于学生了解学科发展，拓展视野。

2改进教学方法

在专业课的教学中，良好的教学方法会极大地提升学生的学习兴趣、持久度、专注度，有利于学生掌握知识，将纷繁复杂的课堂教学变得轻松有趣，对课堂教学效果起到事半功倍的促进作用。对课堂教学方法主要进行以下两个方面的改进。

2.1实施案例教学法

实施案例教学法，让学生明确学习目的，提升学习兴趣。使学生明确通过课程内容的学习能够帮助解决什么实际工程问题，提升学生学习兴趣和保持学习持久度。在教学活动中引入科研项目作为案例，尤其是任课教师自身从事的科研项目，非常容易激发学生的学习积极性。学生对任课教师从事的科研项目非常感兴趣，因为教师在工程实践中如何利用相关知识去解决生产实践中的复杂工程问题，有较强的示范和榜样作用。通过案例讲解，学生最大的感触就是，这些塑性成形工艺和模具设计在生产实践中有一些实际问题，教师能够解决，学生以后也能够做到，甚至做得更好。在教学活动中，将“旋转通道等径角平行挤压工艺及模具设计”“基于Nakazima方法的板料成形极限模具设计”“工程车辆用曲轴模具设计”“掘进机截割头弯板模具设计”等作为案例贯穿到教学内容的讲解中，学生在轻松专注的氛围中牢固掌握相关知识。本教学内容及教学方法的改进，达成了学生工程与社会的非技术毕业要求。使学生了解材料加工领域相关的技术标准，能够分析材料加工领域中新技术、新工艺的开发和应用对社会、健康、环境、安全、法律及文化的影响，并做出合理评价，理解应承担的责任。

2.2采用项目教学法

采用项目教学法，使学生掌握正确高效的学习方法，改变以往教师讲学生听的教学模式，使学生成为教学单元的实施主体，教师仅做引导者。使教学跟着学生的节奏走，提升学生学习的专注度。突破以往先讲理论再讲实践的传统授课方式，以项目为载体，先大班基础理论教学，后小组项目教学，最后大班互助答疑，集中点评讲解，并布置完成相关报告利于学生反思。该教学方法面向全体学生，不同于部分学生参与的“大学生科研训练项目”和“大学生创新创业基金项目”。利用现有的课程学时，合理分配集中授课和小组教学的课时，完成课程目标。在小组实践教学中设置项目内容如下。

2.2.1模具结构分析与拆绘项目要求掌握模具的基本类型、结构和功能；掌握构成模具的主要零件、作用及相互装配关系，绘制三维CAD模型；掌握模具与压力机的安装、调整及操作要领。

2.2.2基于Nakazima方法的板料成形极限模具设计及板料成形性实验项目要求通过凸模胀形实验，掌握压边圈结构的设计及胀形模具的结构；掌握利用Nakazima凸模胀形实验确定板料成形极限图的方法。

2.2.3开式模锻飞边槽实验项目要求了解开式模锻的变形特征；掌握飞边所起的作用，研究型槽内应力状态随飞边桥部宽比的变化规律；掌握飞边槽的主要结构形式、适用范围及尺寸的确定方法。

2.2.4基于Creo的模具设计建模项目要求掌握模具设计模块三维造型方法；掌握建立上下模腔的方法。

2.2.5基于Creo的模具设计装配项目要求掌握模具装配造型方法；掌握与成形设备的装配方法。

2.2.6齿轮精密模锻开模设计项目要求掌握齿轮类零件精密模锻设计方法；掌握收缩量设置、分型面设置及开模的方法。

2.2.7课程设计题目配合的课程设计题目为分组训练闭角零件工艺分析及模具设计，连杆零件工艺分析及模具设计。项目教学的目的是培养学生的团队协作能力。作为个体和团队成员，能够在多学科背景团队中与其他成员有效沟通，合作共事。能够在团队中独立或合作开展工作，并能够组织、协调团队成员实现目标。还培养了学生的沟通能力。学生在进行互助答疑，听取教师讲解点评及撰写项目报告的过程中，能够就专业问题，以口头、文稿、图表等形式，准确表达自己观点，并能与业界同行和社会公众进行有效沟通与交流。

3丰富教学手段

现代社会信息发达、渠道广，单一的教学手段很难使学生保持长久的积极性，因此，需要丰富教学手段，激发学生学习兴趣，提升教学效果。

3.1建设课程学习网站

网站主要有两大功能块：一是网上教学功能，包括课程概况、教学课件、模型及动画库、网络习题等子目录；二是网络学习功能，可以通过网站了解该领域的前沿技术和发展趋势，了解国内兄弟院校在该课程的教学和科研现状，与课堂教学相得益彰。

3.2增加模型教学和三维动画教学

购买相关三维教学模型，在课堂进行展示，并进行拆装拆绘，增强学生感性认识。对主要模具模型的工作过程设计三维动画，使讲解设备工作原理的过程更加生动形象，事半功倍。

3.3增加视频教学

将平时生产实习、认识实习积累的视频资料中有关塑性成形工艺及模具设计的内容整理成教学视频，具有真实的工业现场应用，因此是对理论教学、模型教学很好的补充。

3.4利用网络资源

利用网络和新闻媒体，通过新闻事件、宣传纪录片，让学生感悟塑性成形工艺及模具设计在工程机械领域的应用，培养学生的工程应用视野。

4结语

工程教育认证标准对课程教学提出了更高的要求，根据培养方案和教学大纲，结合具有工程机械背景的材料成形及控制工程专业特点，以学生为中心，合理设计教学单元和环节，以课程教学为主要手段解决对非技术性能力和要求的掌握和培养。重组理论教学和实践体系，建立课程目标与实现毕业要求的对应关系，利用技术类课程的课堂教学培养学生非技术能力，使非技术类毕业要求具有可衡量性和可操作性。将课堂理论知识与生产实践有机结合，培养学生的工程应用背景。着力培养基本功扎实、具有工程实践能力的本科生，取得较好效果。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.多视角多层次多维度呈现中国工程教育质量—第一份《中国工程教育质量报告》“问世”[EB/OL].

[2]陈世海,王军,代伟,等.工程项目应用于本科实验教学的研究与探索[J].实验技术与管理,2018,35(8):178-181.

[3]彭莉峻,韩行.工程教育专业认证下电工电子技术综合性实验项目改革[J].实验室研究与探索,2018,37(7):178-181.

[4]马世博,汪殿龙,闫华军,等.材料成型及控制工程专业虚拟仿真实验教学系统建设[J].中国现代教育装备,2019(6):7-11.

[5]陈涛,邵云飞.理念与现实:我国高等工程教育加入《华盛顿协议》后的发展趋向探析[J].高校教育管理,2018,12(1):54-60.

[6]王保建,陈花玲,杨立娟,等.工程教育认证标准下的课程教学设置[J].实验室研究与探索,2018,37(8):162-166.

作者：何敏 黄传辉 王树臣 石端虎 杨峰 单位：徐州工程学院机电工程学院