導(dǎo)語：材料成型工程設(shè)計(jì)課程教學(xué)與實(shí)踐一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：文章首先分析了“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程教學(xué)現(xiàn)狀，然后論述了基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐，包括精選工程設(shè)計(jì)題目，緊密結(jié)合工程應(yīng)用；加強(qiáng)CAD在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，鼓勵(lì)和支持自主創(chuàng)新；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作與項(xiàng)目管理能力；企業(yè)深度參與指導(dǎo)，健全考核評價(jià)機(jī)制。

關(guān)鍵詞：“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程教學(xué)；工程教育專業(yè)認(rèn)證；CAD

作為一種國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，工程教育專業(yè)認(rèn)證是實(shí)現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。自2016年6月我國正式加入國際上最具影響力的工程教育互認(rèn)協(xié)議———《華盛頓協(xié)議》以來，針對我國工程類專業(yè)的工程教育專業(yè)認(rèn)證工作已全面展開，越來越多的工程類專業(yè)參與并通過了工程教育專業(yè)認(rèn)證，極大地促進(jìn)了工程類專業(yè)的教育改革[1-3]。但通過工程教育專業(yè)認(rèn)證不意味著一勞永逸，而應(yīng)該是專業(yè)發(fā)展新的起點(diǎn)和開始，工程教育專業(yè)認(rèn)證更重要的目的是促進(jìn)工程類專業(yè)建設(shè)的持續(xù)改進(jìn)和人才培養(yǎng)質(zhì)量的持續(xù)提高。2020年，筆者所在的西南石油大學(xué)新能源與材料學(xué)院材料成型及控制工程專業(yè)通過了工程教育專業(yè)認(rèn)證，但在認(rèn)證過程中，對照認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，很多課程仍然存在一些需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善的問題。其中，“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程是在學(xué)生完成通識教育課程、專業(yè)理論課程及大多數(shù)實(shí)踐類課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上開設(shè)的一門實(shí)踐類課程，對于培養(yǎng)學(xué)生面對材料成型復(fù)雜工程問題，能夠綜合利用所學(xué)專業(yè)知識，以及能夠?qū)⒗碚撆c實(shí)踐相結(jié)合并具備獨(dú)立分析和解決問題的能力具有重要意義。然而在進(jìn)行材料成型工程設(shè)計(jì)過程中，會(huì)涉及材料、機(jī)械、力學(xué)、電氣、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科知識的綜合應(yīng)用，若教師不能合理地安排任務(wù)、有效地進(jìn)行組織管理、有針對性地進(jìn)行教學(xué)和輔導(dǎo)，學(xué)生設(shè)計(jì)往往會(huì)流于形式和表面化，難以達(dá)到工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求。因此，在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，結(jié)合不斷發(fā)展的教學(xué)理念和方法，以學(xué)生為中心，以目標(biāo)為導(dǎo)向，進(jìn)一步提高學(xué)生的工程師素養(yǎng)，保障我國應(yīng)用型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，是該課程需要不斷關(guān)注和持續(xù)改進(jìn)的問題[4-5]。

一、“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程教學(xué)現(xiàn)狀

作為材料成型及控制工程專業(yè)一門重要的實(shí)踐課程，“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程與實(shí)際工程應(yīng)用的聯(lián)系十分緊密，能夠培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合、設(shè)計(jì)開發(fā)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、項(xiàng)目管理等多方面的能力，但在工程教育專業(yè)認(rèn)證過程中，筆者所在的課程組也發(fā)現(xiàn)了一些問題和不足，需要不斷改進(jìn)和完善。

（一）設(shè)計(jì)題目與工程應(yīng)用結(jié)合不緊密

一直以來，“材料成型工程設(shè)計(jì)”是教師結(jié)合材料成型及控制工程專業(yè)相關(guān)的一些典型產(chǎn)品或構(gòu)件，擬定設(shè)計(jì)題目，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，然后指導(dǎo)學(xué)生按照設(shè)計(jì)任務(wù)要求，綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識及文獻(xiàn)資料，完成比較完整的焊接、鑄造、鍛造、沖壓等方面的設(shè)計(jì)工作[6-7]。另外，在“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程教學(xué)過程中，教師偏重于對學(xué)生在零件結(jié)構(gòu)和成形工藝方面的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，而在設(shè)計(jì)題目和任務(wù)的更新方面比較緩慢，尤其是一些設(shè)計(jì)題目比較陳舊，往往與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)，不能與時(shí)俱進(jìn)。在現(xiàn)代化工業(yè)和科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，社會(huì)對于人才的需求量不斷增加，對于人才素質(zhì)和能力的要求也越來越高，而“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中，教師沒有緊跟行業(yè)發(fā)展步伐，與市場接軌，也沒有使設(shè)計(jì)題目與最新的工程應(yīng)用緊密聯(lián)系起來，導(dǎo)致學(xué)生缺少進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的興趣和熱情，更沒有認(rèn)真開展工程設(shè)計(jì)的積極性。

（二）設(shè)計(jì)方式單一，創(chuàng)新性不足

“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程的學(xué)分為2個(gè)，考慮到工程設(shè)計(jì)所用到的專業(yè)知識較多，一般在第7學(xué)期期末集中安排2周完成。工程設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下按照對產(chǎn)品（零件）結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)、對成形工藝方案進(jìn)行擬定、繪制圖紙、制作工藝卡、撰寫設(shè)計(jì)說明書等步驟按部就班地完成工程設(shè)計(jì)任務(wù)，但由于學(xué)生既要學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)軟件，又要進(jìn)行結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)，加之設(shè)計(jì)周期短、設(shè)計(jì)任務(wù)重，且常常會(huì)與第二課堂等其他教學(xué)任務(wù)有一定沖突，導(dǎo)致學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中往往根據(jù)相關(guān)資料生搬硬套，“仿其形而未得其意”。同時(shí)，學(xué)生對常規(guī)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，CAD）軟件還不能熟練掌握并有效地加以利用，更未能充分發(fā)揮現(xiàn)代化工具在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。概括來說，學(xué)生雖然能夠完成工程設(shè)計(jì)基本能力的訓(xùn)練，達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)的要求，但設(shè)計(jì)方式仍然相對單一，且在設(shè)計(jì)過程中多是為了完成基本任務(wù)要求，沒有充足的時(shí)間和精力進(jìn)行思考與優(yōu)化，導(dǎo)致整體上圖紙繪制不夠規(guī)范、產(chǎn)品（零件）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為簡單、工藝方案制定不夠合理、設(shè)計(jì)總體創(chuàng)新性不足。

（三）學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作和項(xiàng)目管理能力體現(xiàn)不充分

對標(biāo)工程教育專業(yè)認(rèn)證要求，“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程除了培養(yǎng)學(xué)生面對材料成型復(fù)雜工程問題時(shí)的分析、解決問題和設(shè)計(jì)開發(fā)能力，還要培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通交流和項(xiàng)目管理等方面的能力。在實(shí)際教學(xué)過程中，教師往往讓3～4個(gè)學(xué)生組成一個(gè)小組，要求每個(gè)小組共同完成一個(gè)設(shè)計(jì)題目，但是由于設(shè)計(jì)任務(wù)復(fù)雜、完成時(shí)間緊，學(xué)生缺乏項(xiàng)目管理的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而教師課堂集中輔導(dǎo)有限，且更多地關(guān)注學(xué)生在設(shè)計(jì)方面遇到的專業(yè)和技能問題，對學(xué)生的任務(wù)分工和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的監(jiān)管不夠，尤其在學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通交流和項(xiàng)目管理等方面能力的培養(yǎng)方面不夠重視，導(dǎo)致部分小組分工不夠合理、缺乏必要的溝通交流、相互協(xié)作配合不夠，最終致使工程設(shè)計(jì)任務(wù)不能很好地完成。

（四）企業(yè)參與不夠，考核評價(jià)機(jī)制不健全

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證背景，“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程目標(biāo)要求學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中所提出的總體解決方案能夠兼顧社會(huì)、健康、安全、環(huán)境、法律、經(jīng)濟(jì)等方面的要求。然而，由于學(xué)生的工程設(shè)計(jì)基本都是在學(xué)校完成的，缺乏企業(yè)指導(dǎo)教師的參與，同時(shí)教師往往對于工程實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)所涉及的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等方面的問題不夠敏感和明確，因此學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中所提出的方案往往難以兼顧社會(huì)、健康、安全、環(huán)境、法律、經(jīng)濟(jì)等方面的要求。同時(shí)，對于工程設(shè)計(jì)過程的考核主要依據(jù)平時(shí)的考勤和輔導(dǎo)答疑記錄，以及期末的設(shè)計(jì)說明書、圖紙、工藝卡和答辯等，雖然課程質(zhì)量的評價(jià)重點(diǎn)關(guān)注了課程目標(biāo)的達(dá)成情況，但對設(shè)計(jì)過程中所涉及的社會(huì)、健康、安全、環(huán)境、法律、經(jīng)濟(jì)等方面的考核不夠明確，最終導(dǎo)致考核評價(jià)機(jī)制不健全。

二、基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐

（一）精選工程設(shè)計(jì)題目，緊密結(jié)合工程應(yīng)用

在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的工程師素養(yǎng)和工程設(shè)計(jì)能力，并面向人才市場需求，與時(shí)俱進(jìn)，筆者所在的課程組進(jìn)一步對工程設(shè)計(jì)的題目進(jìn)行精選，頻繁與企業(yè)溝通交流，了解企業(yè)在產(chǎn)品或構(gòu)件方面的需求，及時(shí)更新工程設(shè)計(jì)題目，并盡量針對企業(yè)正在生產(chǎn)和開發(fā)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如結(jié)合學(xué)生在四川川鍋鍋爐有限責(zé)任公司生產(chǎn)實(shí)習(xí)過程中對壓力容器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)技術(shù)的了解與認(rèn)識，擬定了不同工況要求的鍋爐汽包、集箱等產(chǎn)品的工程設(shè)計(jì)題目。同時(shí)，在保證完成課程目標(biāo)要求的前提下，允許學(xué)生自主選題，如結(jié)合“永冠杯”中國大學(xué)生鑄造工藝設(shè)計(jì)大賽、全國大學(xué)生焊接創(chuàng)新大賽的題目進(jìn)行設(shè)計(jì)，以求工程設(shè)計(jì)的任務(wù)能夠與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合[8-9]。

（二）加強(qiáng)CAD在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，鼓勵(lì)和支持自主創(chuàng)新

隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和普及，計(jì)算機(jī)技術(shù)在企業(yè)工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越普遍，其中CAD已成為企業(yè)工程設(shè)計(jì)必不可少的手段。目前，CAD技術(shù)逐漸由二維繪圖向三維設(shè)計(jì)過渡，且集產(chǎn)品創(chuàng)新、模型構(gòu)建、功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、加工制造等于一體[10]。為適應(yīng)現(xiàn)代化企業(yè)對于人才的需求，在材料成型工程設(shè)計(jì)過程中，引導(dǎo)學(xué)生借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，應(yīng)用先進(jìn)軟件平臺完成設(shè)計(jì)任務(wù)，一直是“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程教學(xué)持續(xù)改進(jìn)的方向之一。然而，由于學(xué)生在前期開設(shè)的課程中對于CAD制圖及設(shè)計(jì)的實(shí)踐訓(xùn)練不夠，導(dǎo)致多數(shù)學(xué)生在工程設(shè)計(jì)過程中對于常規(guī)二維CAD軟件的應(yīng)用尚不熟練，能夠應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件的學(xué)生更是少數(shù)。如此，學(xué)生就需要在CAD軟件學(xué)習(xí)和操作訓(xùn)練方面花費(fèi)較多的時(shí)間，這會(huì)導(dǎo)致學(xué)生用在其他方面的時(shí)間比較緊張，沒有過多的精力去創(chuàng)新和思考。針對這種情況，在專業(yè)通過工程教育專業(yè)認(rèn)證的基礎(chǔ)上，可從以下兩個(gè)方面加以解決。一方面，經(jīng)專業(yè)討論和申請，將“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程的時(shí)間安排進(jìn)行調(diào)整，從原來的集中2周完成改成在7周內(nèi)完成，給予學(xué)生充足的軟件學(xué)習(xí)和工程設(shè)計(jì)時(shí)間，期間，指導(dǎo)教師要根據(jù)具體情況不定期安排答疑輔導(dǎo)，以加強(qiáng)對學(xué)生在CAD制圖及設(shè)計(jì)方面的指導(dǎo)和訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生將二維和三維設(shè)計(jì)軟件相結(jié)合完成相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、圖紙繪制等。另一方面，秉承以學(xué)生為中心的思想，在保證達(dá)到工程設(shè)計(jì)任務(wù)要求的前提下，教師可設(shè)計(jì)開放式的項(xiàng)目，并允許學(xué)生結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用和相關(guān)文獻(xiàn)資料自主命題，以鼓勵(lì)和支持學(xué)生自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)，這樣學(xué)生不僅能夠完成工程設(shè)計(jì)的任務(wù)，同時(shí)還能夠利用教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備完成所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品或構(gòu)件模型的制作與分析，這樣可以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)其創(chuàng)作熱情和動(dòng)力。

（三）項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作與項(xiàng)目管理能力

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證持續(xù)改進(jìn)的思想，為了進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通交流和項(xiàng)目管理等方面能力的培養(yǎng)，針對“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程教學(xué)組織和管理，工程設(shè)計(jì)任務(wù)從2周延長至7周，雖然設(shè)計(jì)時(shí)間更加充足，但拉長的任務(wù)周期對學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和項(xiàng)目管理能力提出了更高的要求。7周的時(shí)間如果不能合理安排和有效利用，學(xué)生依然不能很好地完成設(shè)計(jì)任務(wù)要求，因此筆者所在的課程組在之前分組完成任務(wù)的基礎(chǔ)上，基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，按照項(xiàng)目管理方式，從分工合作、組織管理、過程控制等方面加強(qiáng)了對每個(gè)小組的監(jiān)督和輔導(dǎo)。首先，指定每個(gè)小組的組長，在選定工程設(shè)計(jì)題目之后，及時(shí)明確各小組成員的任務(wù)分工和計(jì)劃方案，其中以組長負(fù)責(zé)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，小組成員相互配合協(xié)作，以保證工程設(shè)計(jì)任務(wù)順利實(shí)施和完成。其次，在實(shí)施過程中，指導(dǎo)教師要分階段檢查各組的工程設(shè)計(jì)實(shí)施進(jìn)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)每個(gè)小組存在的問題并使其整改，同時(shí)督促小組成員之間加強(qiáng)溝通交流，以強(qiáng)化學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識，保證每個(gè)學(xué)生的進(jìn)度總體一致。最后，加強(qiáng)各小組工程項(xiàng)目管理方面的訓(xùn)練，讓學(xué)生明確每個(gè)設(shè)計(jì)題目都是一個(gè)項(xiàng)目，要按照項(xiàng)目管理的基本流程分階段實(shí)施，從項(xiàng)目啟動(dòng)、項(xiàng)目策劃、項(xiàng)目執(zhí)行、項(xiàng)目監(jiān)測和控制、項(xiàng)目收尾五個(gè)階段來管控自己的設(shè)計(jì)任務(wù)，以進(jìn)一步提高學(xué)生的項(xiàng)目管理能力，并為學(xué)生獨(dú)立承擔(dān)、組織、開展項(xiàng)目奠定一定的實(shí)踐基礎(chǔ)。

（四）企業(yè)深度參與指導(dǎo)，健全考核評價(jià)機(jī)制

在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，為了培養(yǎng)出市場需要的高素質(zhì)工程技術(shù)人才，企業(yè)參與生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)已經(jīng)成為共識。但是，企業(yè)公參與這兩個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，由于工程設(shè)計(jì)與企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)密切相關(guān)，因此企業(yè)也要參與這一實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。比如，對于工程設(shè)計(jì)制圖的要求、工藝卡的制作、過程的管理控制，企業(yè)都有一套嚴(yán)格的制度和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，且隨著現(xiàn)代化技術(shù)手段的進(jìn)步，企業(yè)也在不斷引入現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)手段和平臺。換言之，企業(yè)深度參與工程設(shè)計(jì)，有利于學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中考慮得更加全面，并能夠兼顧社會(huì)、健康、安全、環(huán)境、法律、經(jīng)濟(jì)等方面的要求。因此，為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的工程師素養(yǎng)，提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力，“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程要在面向工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，從工程設(shè)計(jì)大綱修訂到課程的考核評價(jià)整個(gè)過程都進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，以便使企業(yè)能夠深度參與學(xué)生工程設(shè)計(jì)。①在修訂教學(xué)大綱時(shí)，積極與企業(yè)專家和工程技術(shù)人員進(jìn)行溝通交流，討論并確定修訂方案。②在設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)時(shí)，工程設(shè)計(jì)的題目和指導(dǎo)書要邀請企業(yè)專家共同確定、編寫。③在教學(xué)組織過程中，通過線上和線下相結(jié)合的方式安排企業(yè)專家為學(xué)生答疑、輔導(dǎo)。④在考核和評價(jià)環(huán)節(jié)，邀請企業(yè)專家參與確定考核方案。即課程總成績＝平時(shí)成績*0.3+期末成績*0.7，平時(shí)成績相較于之前的比例（0.2）有所提高。平時(shí)成績主要通過課堂討論情況、日常表現(xiàn)、進(jìn)度安排、執(zhí)行情況等進(jìn)行評定，并制定出平時(shí)成績的評分標(biāo)準(zhǔn)。期末成績主要通過圖紙、工藝卡和答辯情況等進(jìn)行評定，并制定出明確的評分標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對標(biāo)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，明確考核內(nèi)容所對應(yīng)的課程目標(biāo)和畢業(yè)要求，全面開展課程質(zhì)量評價(jià)，對課程目標(biāo)的達(dá)成情況進(jìn)行評價(jià)和分析，并作為下一步持續(xù)改進(jìn)的參考和依據(jù)。

三、結(jié)語

為進(jìn)一步提高新工科人才培養(yǎng)質(zhì)量，面向工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和理念，“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程教師要針對目前教學(xué)存在的問題和不足，以學(xué)生為中心，以目標(biāo)為導(dǎo)向，從工程設(shè)計(jì)的題目設(shè)計(jì)、教學(xué)組織、過程管理和考核評價(jià)等方面著手進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，以便通過精選設(shè)計(jì)題目、調(diào)整教學(xué)安排、鼓勵(lì)自主創(chuàng)新、加強(qiáng)綜合能力培養(yǎng)和企業(yè)深度參與等方式不斷提高教學(xué)質(zhì)量，改進(jìn)和完善課程的組織管理、過程控制和考核評價(jià)體系。當(dāng)然，教學(xué)改革永無止境，“材料成型工程設(shè)計(jì)”課程必須緊跟最新的教育理念和時(shí)代發(fā)展變革，持續(xù)對教學(xué)方法和過程管控進(jìn)行改進(jìn)，才能滿足當(dāng)前社會(huì)不斷更新的人才需求。

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作者：王杰 黃本生 范舟 楊眉 單位：西南石油大學(xué)新能源與材料學(xué)院