朱政強(qiáng) 馮衫衫

（南昌大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 江西·南昌 330031）

0 引言

研究生的教育屬于高精尖人才教育，在新工科建設(shè)的背景下，培養(yǎng)具有前瞻視野、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的復(fù)合型人才來(lái)滿足國(guó)家戰(zhàn)略和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求具有重大意義[1]。教育部強(qiáng)調(diào)要立足研究生能力培養(yǎng)和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展加強(qiáng)課程建設(shè)，高度重視課程學(xué)習(xí)在研究生培養(yǎng)中的重要作用[2]。《材料連接模擬與仿真》是一門(mén)材料加工工程二級(jí)學(xué)科的研究生課程，主要是在材料熱加工理論指導(dǎo)下，通過(guò)數(shù)值模擬和物理模擬，在試驗(yàn)室動(dòng)態(tài)仿真材料的熱加工過(guò)程，預(yù)測(cè)實(shí)際工藝條件下材料的最后組織、性能和質(zhì)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)熱加工工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)，目前已經(jīng)成為世界上一種應(yīng)用非常廣泛的科研手段。

本文提出以建設(shè)研究生優(yōu)質(zhì)課程為導(dǎo)向，對(duì)課程進(jìn)行教學(xué)改革，旨在提升研究生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，以材料連接為對(duì)象，以應(yīng)用為目的，以實(shí)踐為重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生專業(yè)學(xué)科水平與專業(yè)實(shí)踐能力的整體提高，從而達(dá)到在研究生階段培養(yǎng)卓越工程師綜合素質(zhì)的成效。

1 課程存在的問(wèn)題

《材料連接模擬與仿真》課程自設(shè)立以來(lái)，在逐漸完善的建設(shè)中已經(jīng)取得了一定的成效，但是仍然存在一些不足。

長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)課程理論內(nèi)容教學(xué)和實(shí)踐能力教學(xué)的學(xué)時(shí)分配不合理，過(guò)于重視理論解析而忽視了科研需要緊密結(jié)合實(shí)踐，導(dǎo)致沒(méi)有充分的實(shí)踐教學(xué)而讓學(xué)生不能做到學(xué)以致用；課程的理論教授沿用了傳統(tǒng)的教師單方面?zhèn)魇谥v解的教學(xué)方式，未充分意識(shí)到理論的抽象和繁多，導(dǎo)致課堂枯燥，學(xué)生不能完全全面深入地把握理論知識(shí)；對(duì)于網(wǎng)絡(luò)資源的重要性意識(shí)不足，未能充分利用網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)越性，為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資料和交流學(xué)習(xí)的渠道。

針對(duì)如上問(wèn)題，對(duì)《材料連接模擬與仿真》課程教學(xué)進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的教學(xué)改革，提升教學(xué)質(zhì)量。

2 教學(xué)改革措施

2.1 教學(xué)內(nèi)容

（1）更新課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)?！恫牧线B接模擬與仿真》將統(tǒng)一的教學(xué)內(nèi)容分化成三個(gè)部分，三部分各成一體又相互聯(lián)系。以焊接仿真理論為基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)焊接熱傳導(dǎo)、焊接熔池中的流體動(dòng)力學(xué)、焊接電弧的傳熱過(guò)程，構(gòu)建焊接仿真知識(shí)框架；以有限元理論為進(jìn)階，學(xué)習(xí)有限元理論和有限元軟件介紹，為材料連接模擬仿真的實(shí)際操作奠定基礎(chǔ)；以具體焊接方法的模擬與仿真為依托，學(xué)習(xí)焊接冶金和焊接接頭組織性能的預(yù)測(cè)、焊接變形和殘余應(yīng)力的預(yù)測(cè)、高溫蠕變分析和局部焊后熱處理、焊接過(guò)程中的氫擴(kuò)散、特種焊接過(guò)程的數(shù)值摸擬以及焊接接頭的力學(xué)行為分析等，深入學(xué)生對(duì)于模擬過(guò)程的理解和應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容的合理分配可以使知識(shí)結(jié)構(gòu)更為合理，幫助學(xué)生一步步掌握知識(shí)，同時(shí)舉一反三將科學(xué)有效的學(xué)習(xí)方法運(yùn)用到其他學(xué)科當(dāng)中[3]。

（2）科研成果融入教學(xué)。將相關(guān)科研成果融入到教學(xué)內(nèi)容中，以學(xué)生為中心，任務(wù)為導(dǎo)向的教學(xué)模式將理論知識(shí)、實(shí)踐操作、科研需求有機(jī)結(jié)合為一個(gè)整體，促進(jìn)理論知識(shí)與實(shí)踐技能的有機(jī)結(jié)合，將提升《材料連接模擬與仿真》課程的內(nèi)涵建設(shè)，增加學(xué)習(xí)趣味性，為研究生的實(shí)際科研提供學(xué)習(xí)助力。同時(shí)使教學(xué)內(nèi)容與學(xué)術(shù)研究的發(fā)展同步，由空泛變得具體[4]。

（3）理論與實(shí)踐相結(jié)合。探索課堂教學(xué)和“創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)”實(shí)踐教學(xué)有機(jī)銜接的模式，設(shè)置“鋁合金平板氬弧焊溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)分布”創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練模塊作為課程教學(xué)的延伸和補(bǔ)充，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。以任務(wù)為導(dǎo)向,精心編寫(xiě)上機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，以強(qiáng)化上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)。

2.2 教學(xué)條件

（1）教材使用與建設(shè)。本課程結(jié)合本學(xué)院學(xué)科情況，選用合適的教材并自己編寫(xiě)和修訂了授課課件、課程重難點(diǎn)解析資料和上機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。在教材的建設(shè)方面，本課程計(jì)劃編寫(xiě)完善新教材，在目前的授課內(nèi)容基礎(chǔ)上補(bǔ)充加入鉚接、膠接的模擬仿真，使得該課程內(nèi)容更加豐滿，具有更強(qiáng)的實(shí)用性。

（2）豐富教學(xué)資料。收集整理各大相關(guān)企業(yè)的真實(shí)案例、典型科研案例或圖片，當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的模擬軟件的鏈接網(wǎng)址或網(wǎng)站，購(gòu)買(mǎi)最新的ANSYS軟件，結(jié)合科研創(chuàng)新，完善課程保障條件。

（3）網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)。豐富完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，建設(shè)課程網(wǎng)頁(yè)，包含課程教學(xué)大綱、教學(xué)進(jìn)度表、教學(xué)視頻、多媒體課件（含思考題和習(xí)題）、推薦參考書(shū)以及案例教學(xué)材料等資源。同時(shí)充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的交流區(qū)，以供教師和學(xué)生相互交流，開(kāi)闊學(xué)生眼界，培養(yǎng)探究精神。

2.3 教學(xué)方法與教學(xué)手段

（1）采取“Seminar-PBL”教學(xué)法和案例教學(xué)法相結(jié)合的教學(xué)方法。Seminar教學(xué)法是一種是以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)課堂多維互動(dòng)的研討式教學(xué)方式，PBL教學(xué)法即“以問(wèn)題導(dǎo)向的學(xué)習(xí)”[5]。教師根據(jù)教學(xué)大綱在講課過(guò)程中融入案例教學(xué)[6]，使晦澀難懂的理論知識(shí)更加生動(dòng)形象的同時(shí)，在授課過(guò)程中設(shè)置問(wèn)題，學(xué)生自由分組根據(jù)所設(shè)問(wèn)題相互探討交流，以培養(yǎng)學(xué)生分析及解決問(wèn)題的能力，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新性思維。最后，由任課老師解答各組同學(xué)的問(wèn)題，進(jìn)行歸納總結(jié)和集中點(diǎn)評(píng)。

（2）充分利用互聯(lián)網(wǎng)，特別是學(xué)校圖書(shū)館的期刊網(wǎng)站和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上的相關(guān)資源，來(lái)充實(shí)課堂的內(nèi)容，節(jié)約課堂教學(xué)時(shí)間，提高教學(xué)質(zhì)量。

（3）科研成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為課程教學(xué)資源，促進(jìn)教學(xué)效果提高。本課程所設(shè)置的“鋁合金平板氬弧焊溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)分布”訓(xùn)練模塊來(lái)自教師的科研項(xiàng)目，通過(guò)課題的實(shí)施、學(xué)生的參與，促進(jìn)了科研設(shè)施用于實(shí)踐教學(xué)，在提高科研設(shè)施利用率的同時(shí)也改善了實(shí)踐教學(xué)的條件、提高了實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。

2.4 教學(xué)效果考核與評(píng)價(jià)體系

（1）改變考核方式。由單一的閉卷理論考試改為多形式考核，如文獻(xiàn)綜述、PPT的專題演講和討論、實(shí)踐項(xiàng)目完成度等，此外學(xué)生的課堂出勤率，平時(shí)課堂表現(xiàn)也納入考察標(biāo)準(zhǔn)。全方面、多形式的考核可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度。

（2）增加課程評(píng)價(jià)體系。建立評(píng)價(jià)體系，制定評(píng)價(jià)表、確定評(píng)價(jià)內(nèi)容。具體評(píng)價(jià)主要通過(guò)學(xué)生反饋：支持學(xué)生對(duì)課程的突出之處和不足之處自愿采取實(shí)名或匿名的方式提出；校內(nèi)專家評(píng)價(jià)：校內(nèi)督導(dǎo)組和其他專家聽(tīng)課評(píng)教；企業(yè)教學(xué)效果評(píng)價(jià)反饋：采用走訪企業(yè)和校外專家座談的形式，了解社會(huì)對(duì)課程教學(xué)效果的評(píng)價(jià)。

3 總結(jié)

教學(xué)改革探索與實(shí)踐是為了培養(yǎng)高新技術(shù)人才，《材料連接模擬與仿真》作為材料加工工程專業(yè)的一門(mén)重要課程，從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合研究生教學(xué)特點(diǎn)，完善教學(xué)內(nèi)容，重新構(gòu)建教學(xué)體系，重視科研與教學(xué)、理論與實(shí)踐的結(jié)合，從各方面提升教學(xué)條件，結(jié)合運(yùn)用多種教學(xué)方式和教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)了研究生理論知識(shí)認(rèn)識(shí)和實(shí)踐應(yīng)用能力的整體提高。本文研究成果有望廣泛應(yīng)用于材料加工類專業(yè)的教學(xué)過(guò)程中，配合卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的實(shí)施，提高工程教育培養(yǎng)人才質(zhì)量。