肖海峰 張春 李峰光

摘要本研究以湖北汽車工業(yè)學(xué)院的增材制造專業(yè)為研究對(duì)象，依托工程教育認(rèn)證體系進(jìn)行了基于成果導(dǎo)向的增材制造專業(yè)課程教學(xué)改革與實(shí)踐。文章分析了增材制造專業(yè)人才需求的特點(diǎn)，構(gòu)建了課程體系的基本框架，提出具有汽車特色的專業(yè)課程改革實(shí)施方案，闡述了課程改革實(shí)施過(guò)程及效果。實(shí)踐證明，基于成果導(dǎo)向的增材制造專業(yè)課程教學(xué)改革有效提升了教師的專業(yè)水平和業(yè)務(wù)能力，提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量，全面改善了育人效果。

關(guān)鍵詞增材制造；專業(yè)課程；成果導(dǎo)向；汽車特色

中圖分類號(hào)：G642? ??????????????????????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.21.013

Results-oriented Course Teaching Reform and Practice of Additive Manufacturing

——Take the talents of automobile industry as an example

XIAO Haifeng， ZHANG Chun， LI Fengguang

（School of Materials Science and Engineering， Hubei University of Automotive Technology， Shiyan， Hubei 442002）

AbstractIn this paper， Hubei Institute of Automobile Industry for the automotive industry for the professional application-oriented manufacturing talents training as the object of study， based on the certification system of engineering education， the teaching reform and practice of the product-oriented course of additive manufacturing specialty are carried out， and the whole process of the product-oriented course teaching is analyzed， this paper puts forward the implementation scheme of professional curriculum reform with automobile characteristics， and forms a scientific and effective evaluation of teaching quality. Practice has proved that the results-oriented teaching reform of the course of additive manufacturing can effectively enhance the professional level and professional ability of teachers， thus promoting the quality of personnel training， and improving the overall effect of education.

Keywordsadditive manufacturing; professional courses; results oriented; car features

2019年6月，教育部公布了一批新增專業(yè)目錄，“增材制造技術(shù)應(yīng)用”被列入其中?！秶?guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》指出，增材制造技術(shù)是引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革的顛覆性技術(shù)。汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)增材制造領(lǐng)域人才的需求極為迫切[1]?；谥悄苤圃斓脑霾闹圃旒夹g(shù)作為機(jī)械、材料、控制工程等多學(xué)科融合的技術(shù)，與新工科所強(qiáng)調(diào)的多學(xué)科交叉融合理念不謀而合[2]。同時(shí)，國(guó)內(nèi)開(kāi)設(shè)增材制造專業(yè)的高校不多，增材制造專業(yè)課程的教學(xué)研究還處于起步和發(fā)展階段。因此，為助力新工科人才培養(yǎng)，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展對(duì)人才需求的結(jié)構(gòu)變化，滿足企業(yè)人才需求，有必要開(kāi)展增材制造專業(yè)課程的教學(xué)改革研究。

湖北汽車工業(yè)學(xué)院是國(guó)內(nèi)唯一一所以汽車產(chǎn)業(yè)為辦學(xué)背景的應(yīng)用型高校。學(xué)校的材料成型及控制工程專業(yè)成立于1982年，已經(jīng)有40多年的辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，是湖北省一流特色品牌專業(yè)，從2016年開(kāi)始增材制造領(lǐng)域人才培養(yǎng)的研究工作，2018增設(shè)了增材制造專業(yè)方向，對(duì)增材制造領(lǐng)域的專業(yè)課程開(kāi)展了新一輪的改革與實(shí)踐工作，形成了面向汽車產(chǎn)業(yè)的增材制造專業(yè)課程的基本構(gòu)架，制訂了合理的實(shí)施方案，取得了突出的改革成效。

1? 增材制造專業(yè)課程的基本構(gòu)架

1.1? 明確增材制造專業(yè)人才的職業(yè)需求，規(guī)范課程體系

增材制造是以建立數(shù)字化電子計(jì)算模型為基礎(chǔ)，將專用的金屬、非金屬以及醫(yī)用生物等材料，按照擠壓、燒結(jié)、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實(shí)物產(chǎn)品的技術(shù)生產(chǎn)過(guò)程，是一種集合了機(jī)械、材料、電子、信息等多個(gè)學(xué)科的先進(jìn)制造技術(shù)[3]，增材制造專業(yè)人才具備多學(xué)科交叉的專業(yè)知識(shí)體系和工程能力強(qiáng)的特點(diǎn)。專業(yè)核心課程囊括了材料科學(xué)與工程、機(jī)械工程、自動(dòng)控制等多學(xué)科及技術(shù)領(lǐng)域交叉融合的課程體系。課程體系調(diào)整優(yōu)化務(wù)必做到以下幾點(diǎn)：

①舍棄傳統(tǒng)過(guò)時(shí)的知識(shí)體系，節(jié)約教學(xué)資源，避免資源浪費(fèi)，減輕學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，保證學(xué)生集中精力學(xué)習(xí)適應(yīng)增材制造領(lǐng)域需求的必要理論知識(shí)。

②增設(shè)增材制造領(lǐng)域發(fā)展所帶來(lái)的新技術(shù)、新工藝知識(shí)體系的課程，尤其是現(xiàn)代工具（包含設(shè)備、軟件等）的操作使用能力，拓寬學(xué)生的理論知識(shí)面，從而完善使學(xué)生能夠應(yīng)對(duì)增材制造發(fā)展所需的多學(xué)科交叉融合的理論知識(shí)體系。

③注重實(shí)踐課程體系平臺(tái)建設(shè)，鼓勵(lì)構(gòu)建校企合作的“協(xié)同式”實(shí)踐育人平臺(tái)，避免學(xué)校單方面“閉門造車式”的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，校企協(xié)同實(shí)踐育人有效提高學(xué)生的工程實(shí)踐綜合能力，全面提升學(xué)生在增材制造領(lǐng)域內(nèi)的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

④開(kāi)展課程思政和勞動(dòng)育人活動(dòng)，使學(xué)生“德、智、體、美、勞”全面發(fā)展，弘揚(yáng)優(yōu)良的職業(yè)道德和工匠精神，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，變“被動(dòng)接受學(xué)習(xí)知識(shí)”為“主動(dòng)積極探索知識(shí)”，力爭(zhēng)做到“師生協(xié)同”的教學(xué)過(guò)程，全面提升育人效果。

1.2? 突出培養(yǎng)特色

增材制造作為一項(xiàng)代表性技術(shù)，在航空航天、汽車、模型等各個(gè)領(lǐng)域都大放異彩，其中典型的行業(yè)之一就是汽車領(lǐng)域，全球知名汽車廠商在采用3D打印技術(shù)發(fā)展自身的同時(shí)，也帶來(lái)了“應(yīng)用型”增材制造人才的巨大需求。人才培養(yǎng)體系務(wù)必要傳承學(xué)校的辦學(xué)背景，以行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展需求為目標(biāo)，依托材料科學(xué)與工程重點(diǎn)學(xué)科，規(guī)范基于增材制造技術(shù)的課程體系，創(chuàng)新校企協(xié)作育人平臺(tái)，深化產(chǎn)教融合，加強(qiáng)質(zhì)量評(píng)價(jià)和持續(xù)改進(jìn)，培養(yǎng)面向汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的增材制造專業(yè)工程技術(shù)人才[4]；湖北汽車工業(yè)學(xué)院是全國(guó)唯一一所依托汽車產(chǎn)業(yè)辦學(xué)的高校，在增材制造專業(yè)課程體系的構(gòu)建上突出了汽車特色，構(gòu)建的具有行業(yè)高校增材制造專業(yè)人才培養(yǎng)范式的課程體系如圖1所示。

2? 增材制造專業(yè)課程改革的實(shí)施方案及效果

2.1? 課程改革方案

從學(xué)校的辦學(xué)背景和社會(huì)需求出發(fā)，圍繞增材制造技術(shù)領(lǐng)域就人才需求和對(duì)人才培養(yǎng)期待等問(wèn)題對(duì)行業(yè)企業(yè)進(jìn)行必要的實(shí)地調(diào)查，達(dá)到明確增材制造人才的理論知識(shí)體系構(gòu)架和能力水平需求的目的；協(xié)調(diào)傳統(tǒng)知識(shí)體系和產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需求的新技術(shù)、新工藝、新方法的有機(jī)結(jié)合，達(dá)到優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的目的[5]；加強(qiáng)校企產(chǎn)學(xué)研合作，打造學(xué)科交叉融合的專業(yè)師資隊(duì)伍，達(dá)到提高教學(xué)水平的目的；采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、案例教學(xué)、線上線下混合式教學(xué)等靈活多樣的教學(xué)方法達(dá)到改善課堂教學(xué)質(zhì)量的目的；完善質(zhì)量評(píng)價(jià)和持續(xù)改進(jìn)機(jī)制為課程教學(xué)改革效果提供有力保障，達(dá)到培養(yǎng)適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的應(yīng)用型人才的育人目標(biāo)；形成成果導(dǎo)向的增材制造專業(yè)課程改革方案[6-7]：

①充分調(diào)研增材制造領(lǐng)域的人才需求，依托學(xué)校定位，突出特色，摒棄傳統(tǒng)過(guò)時(shí)的課程內(nèi)容，引科研入教學(xué)，引新工藝、新方法入教學(xué)，調(diào)整專業(yè)課程內(nèi)容，依據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，修訂教學(xué)大綱，明確課程教學(xué)目標(biāo)，規(guī)范教學(xué)文件；

②校企合作，開(kāi)展青年教師講課大賽、以老帶新、青年教師下廠掛職鍛煉等方式打造高水平的師資隊(duì)伍，提高教學(xué)水平；

③引入課程思政，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、案例教學(xué)、線上線下混合式教學(xué)、虛擬仿真等靈活多樣的教學(xué)方法重構(gòu)教案，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善課堂教學(xué)質(zhì)量；

④注重實(shí)踐教學(xué)，開(kāi)設(shè)與增材制造領(lǐng)域緊密相關(guān)的綜合實(shí)踐項(xiàng)目，促使學(xué)生在“學(xué)中做”和“做中學(xué)”的過(guò)程中，不斷提升動(dòng)手能力和工程實(shí)踐能力；鼓勵(lì)學(xué)生參加各類大學(xué)生科技創(chuàng)新競(jìng)賽，促使學(xué)生從被動(dòng)接受知識(shí)向積極主動(dòng)探索知識(shí)轉(zhuǎn)變，提升學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；

⑤通過(guò)任課教師自評(píng)、專業(yè)教師互評(píng)、學(xué)生評(píng)教、校企專家督評(píng)等方式開(kāi)展學(xué)校內(nèi)部教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，通過(guò)畢業(yè)生問(wèn)卷調(diào)查、用人單位問(wèn)卷調(diào)查等方式開(kāi)展校外教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，形成校、內(nèi)外結(jié)合的質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)制建設(shè)，保障教學(xué)改革的效果。

湖北汽車工業(yè)學(xué)院面向汽車產(chǎn)業(yè)的增材制造專業(yè)課程改革實(shí)施方案如圖2（p40）所示，具體實(shí)施過(guò)程如圖3（p40）所示。

2.2? 課程改革效果

湖北汽車工業(yè)學(xué)院從2019年開(kāi)始對(duì)增材制造專業(yè)課程體系的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，通過(guò)校企合作加強(qiáng)了師資隊(duì)伍建設(shè)、堅(jiān)持以學(xué)生為中心，對(duì)教學(xué)方式、方法進(jìn)行了改革。表1列舉了近3年學(xué)生參加各類科技大賽獲得的省級(jí)以上榮譽(yù)及公開(kāi)發(fā)表的科技論文數(shù)量。從表1來(lái)看，學(xué)生獲得國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)的數(shù)量逐年增加，發(fā)表的論文數(shù)量和質(zhì)量不斷提升。

實(shí)踐證明，開(kāi)展校企合作，可有效提高師資隊(duì)伍的綜合水平，改善教學(xué)質(zhì)量；課程內(nèi)容中引入教師科研項(xiàng)目有利于學(xué)生掌握增材制造技術(shù)的最新發(fā)展現(xiàn)狀，為培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新意識(shí)搭建平臺(tái)；注重實(shí)踐教學(xué)，為培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力創(chuàng)造有利條件；以工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)的成果導(dǎo)向教學(xué)改革，達(dá)到了培養(yǎng)適應(yīng)增材制造領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展要求的高素質(zhì)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。

3? 總結(jié)

湖北汽車工業(yè)學(xué)院針對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)增材制造人才的培養(yǎng)進(jìn)行了課程改革，取得了良好的育人效果，但質(zhì)量保障體系還主要依賴于各類教學(xué)文件和管理的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)章制度等，質(zhì)量評(píng)價(jià)形式還處于自上而下、由外到內(nèi)、制度約束的“科層機(jī)制”，質(zhì)量評(píng)價(jià)是被動(dòng)的、消極的狀態(tài)，一旦制度、標(biāo)準(zhǔn)等教學(xué)管理文件出現(xiàn)漏洞或因時(shí)代發(fā)展導(dǎo)致教學(xué)管理體系和人才需求不匹配、不協(xié)調(diào)等問(wèn)題則會(huì)影響教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)的預(yù)期目標(biāo)。因此，高校需要在將來(lái)的教學(xué)科研過(guò)程中，不斷探索和改進(jìn)質(zhì)量保障體系的機(jī)制建設(shè)工作，加強(qiáng)師資隊(duì)伍的師德、師風(fēng)建設(shè)工作，加強(qiáng)學(xué)生的思政教育工作和學(xué)風(fēng)建設(shè)工作，培養(yǎng)全體師生的工匠精神，由傳統(tǒng)的“自上而下的師生關(guān)系”轉(zhuǎn)變成為國(guó)家實(shí)現(xiàn)富民強(qiáng)國(guó)的偉大目標(biāo)共同奮斗的“師生命運(yùn)共同體”，主動(dòng)開(kāi)展教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的自查自糾、持續(xù)改進(jìn)；推動(dòng)質(zhì)量評(píng)價(jià)從“自上而下、由外到內(nèi)、制度約束”的“科層機(jī)制”向“自下而上、由內(nèi)到外、行為自覺(jué)”的“文化機(jī)制”轉(zhuǎn)變，為培養(yǎng)優(yōu)秀的應(yīng)用型人才保駕護(hù)航。

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