材料成形原理课程教学模式探讨
材料成形原理是材料成型及控制工程专业的专业基础课，主要内容包括金属材料的凝固成形、塑性成形、焊接成形三大部分，通过对材料成形过程的基本规律及成形缺陷的形成原理与控制措施进行阐述，使学生对材料成形过程及其原理有较为深入而广泛的理解，为后续专业课的学习奠定必要的理论基础，是公共基础课与专业课之间的重要桥梁。探讨该课程的教学模式，提高教学质量，对丰富本科专业课程教学改革的内容、深化教学改革具有重要意义。
1 结合专业培养目标，明确课程定位
成分-组织-性能之间的关系是材料科学研究的终极目标，材料的性能取决于其组织结构，而组织结构又取决于成分和工艺因素。因此，在材料成分一定的条件下，成形方法及其过程控制对材料的使用性能尤为重要。
材料成型及控制工程是我院设置的第一批本科专业，目前包括模具、焊接和建筑型材加工三个方向，其培养目标是使学生具备材料成型及控制工程基础知识与应用能力，掌握模具设计与制造工艺、焊接技术与自动化、建筑型材加工的能力，能够在材料成型及控制工程领域从事科学研究、技术开发、工艺与设备设计、生产过程管理等方面的工作[1]。结合我校办学定位和本专业的培养目标，我们将材料成形原理列为材料成型及控制工程专业的主干课程，并将其定位于：运用以前学过的基础理论知识，分析液态成形、连接成形和塑性成形过程中的基本原理和规律，掌握液态成形、连接成形和压力成形过程中所产生的缺陷的形成机理、影响因素和防止措施。通过本课程的学习，为学生后续专业课程的学习、毕业设计以及今后在工作过程中开发新材料和探索新的成形技术奠定理论基础。
2 根据知识框架体系，精心策划教学内容
材料成形原理课程的教学内容包括课堂理论教学和实验教学两部分。这两部分教学的具体内容都应该充分体现该课程的知识框架体系。
该课程的全部知识可以分为成形过程基本规律和成形过程中可能出现的缺陷种类、形成机理及控制措施两大模块，授课过程中可围绕这两个模块进行讲解。第一个模块―材料成形过程的基本规律，主要包括：液态金属的结构和性质，液态金属的凝固热力学和动力学，液态金属凝固过程中传热、传质及液体流动，单相合金与多相合金的凝固；焊缝及热影响区的组织与性能，材料成形过程中的化学冶金和塑性成形力学。第二个模块―成形过程中可能出现的缺陷种类、形成机理及控制措施，主要包括缩孔和缩松，气孔和夹杂，应力、变形和裂纹以及偏析等成形缺陷的形成机理和控制措施。在授课过程中，应先阐述清楚成形过程基本规律，然后根据成形基本规律分析成形过程中可能出现的缺陷种类以及这些缺陷的形成机理和控制措施。
实验是对理论教学的补充，学生通过观察和实际动手操作，进一步加强对课本知识的感性认识，进一步理解课本知识，使实际动手能力和进行科学研究的能力得到进一步加强，提高该课程的教学效果。教师可将该课程的实验设计成综合实验，以提高学生的综合应用水平。例如：为了让学生充分理解焊接热影响区的组织特征，让学生从焊接过程开始，先自己动手完成焊缝的形成过程，然后从试样上选取合适的部位，切割后自己制备金相试样，再进行观察。这样一来，学生既熟悉了焊缝的形成过程，又掌握了金相试样制备方法，更能通过观察试样的不同区域充分理解热影响区的形成规律及组织特征。
在教学内容的设计上，除了保证基本教学内容外，还应该注重与实际生产相结合，不断更新教学内容。材料成形技术发展很快，而教材相对滞后，因此要及时更新教学内容，精选一部分学科前沿和最新科研成果在课堂上讲授，使学生及时了解学科的最新进展。
3 教学方法多样化，教学手段灵活化
当前本科教学的基本要求是厚基础、宽口径、重实践[2]，为了达到这一要求，必须废除单一的“教师讲，学生听；教师写，学生记”的课堂灌输教学模式，采用手段灵活的教学方法。多媒体教学可以使抽象的知识具体化，枯燥的知识趣味化，深奥的理论通俗化，静止的知识动态化，把无形的知识化为有形直观的知识展现在学生面前，使教学过程更加生动、形象，教学内容更加丰富多彩，因此应广泛开展多媒体教学。但任何事物都有两面性，多媒体教学也不例外，如果过度依赖，不求变新，只会影响授课效果和质量[3]。如塑性成形力学部分的公式推导较多，如果单纯采用多媒体教学，讲课速度快，不利于学生消化和掌握，需要辅以板书。因此，教师要避免盲目依赖多媒体教学，要在提高多媒体课件制作水平的基础上，实现多媒体教学与板书相结合的教学方法。
另外，充分调动学生的学习积极性也是提高教学效果的有效途径。开放式互动教学不仅能够增强学生的求知欲，使其从检索、讲演、制作等学习过程中获得乐趣、自信与成就，而且还可以让学生根据自己的能力选择最有利的方案，有利于学生进行自我设计，拓宽知识面，提高发现问题和独立解决问题的能力[4]。教师在上课前可先提出问题，让学生分组讨论，然后每组派代表讲解本组的观点和方法，最后教师进行综合点评。学生通过主动参与深刻领会和掌握所学知识并运用到实践中去，领略克服困难、协同攻关、收获成果的喜悦，从而最大限度地调动学习积极性，培养参与意识，启迪创新思维。
案例教学[5]也不失为一种好的教学方法。教师选取实际生产中典型的具有专业探讨价值的实例，利用当前学习的理论知识进行分析，让学生在解决疑难问题时，加深对基本原理和概念的理解，进而提高分析问题和解决问题的能力。案例的选择要结合教学大纲和教学进度，充分体现以小见大、由浅入深的原则，分析过程中要注意培养学生的专业兴趣，使学生变“被动”受教为“主动”求教。 因材施教一直是积极倡导的重要教学方法[6]，学生的学习程度不同，如果采用单一的照顾大多数学生的原则，就会出现基础好的学生“吃不饱”，基础差的学生丧失信心、自暴自弃的现象。作为教师，应该承认学生之间的差异，进行有差别、有层次的教学，对基础好的学生可补充一些前沿知识，满足他们强烈的求知欲；而对于基础差的学生，可加强基础知识的辅导，使其掌握本学科的基本理论。采用分层教学的目的是促进学生发展，人人都能得到提高，全体学生的共同进步才是我们教师的最终目标。
4 考核形式多元化，考核指标明确化
课程考核是教学的重要环节，它不仅可以考查学生对该课程知识点的掌握情况，而且是教师自我检查教学效果，总结教学经验，改进教学方法的重要途径。考核的目的在于培养适应社会需求的工程能力强、综合素质高的材料成型及控制专业人才，考核应基于课程目标、课程内容、课程模式和课程实施。“一卷定音”的传统考核方式不适应综合素质人才
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的培养，为此，我们采取多元化的考核形式，如加大实验考核力度，将实验动手能力和团队意识列入考核中；结合工程实例，让学生写出分析报告，并以PPT的形式进行陈述答辩，以考查学生综合运用知识的能力；将学生的学习过程与考核结果相结合，将课前准备、课堂表现、课后作业按照一定比例计入最终的考核成绩，使学生的学习过程更加主动。
5 结束语
只有不断探索有效的教学方法，根据材料成形原理课程教学大纲的要求，在教学中始终坚持以学生为本的原则，不断改革、勇于实践、勤于思考问题，并不断充实和完善自我，才能达到提高教学质量，培养具有扎实的理论基础、较强的实践能力和创新能力的应用型高级工程技术人才的目的。
