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1、材料加工先进技术翻转课堂建设成效初探 陈泽中 上海理工大学材料科学与工程学院 摘 要： “材料加工先进技术”是上海理工大学面向材料科学与工程、材料工程等硕士研究生专业开设的一门翻转课堂建设课程。课程重点介绍国内外近十年来材料加工先进技术的最新科研进展、发展趋势和企业实际应用, 突出关注材料特性、加工原理与先进工艺技术相结合所带来的创新及技术进步。课程包括金属成形、塑料成型、复合材料成型、快速原型 (三维打印) 及微纳加工等五大部分内容。课程创作了全套翻转课堂教学视频, 编写了配套的案例教材, 制作了全套的教学课件, 建设了完整的教学网站。形成了课堂教学、课堂讨论、课后翻转课堂自学、案例实践操作
2、等完整的翻转课程教学体系, 获得了良好的教学效果, 使学生系统掌握材料加工先进技术领域的专门知识, 培养学生研究开发和综合应用材料加工先进技术的初步能力。关键词： 材料加工; 先进技术; 翻转课堂; 作者简介：陈泽中 (1971-) , 男 (汉族) , 江西德安人, 工学博士, 副教授, 硕士生导师, 研究方向:先进材料加工成形技术与装备。基金：上海理工大学研究生课程建设项目:材料加工先进技术翻转课堂建设 (编号 2016-23) Research on Construction of Flipped Classroom of Advanced Materials Processing Te
3、chnologyCHEN Ze-zhong School of Materials Science and Engineering, University of Shanghai for Science and Technology; Abstract： Advanced Materials Processing Technology is a flipped classroom course aimed at post-graduate programs such as materials science and engineering, materials engineering of U
4、niversity of Shanghai for Science and Technology. Not only the newest research progress, developments, but also practical application in enterprises of advanced materials processing technology are introduced in the course. Materials characteristics, forming principle and advanced processing technolo
5、gy, corresponding innovation and technical progress are also focused in the program. Five main parts, namely, metal forming, plastics forming, composites forming, rapid prototyping (3 D printing) and micro-nano manufacturing, are deeply discussed through the whole teach and study. A whole set flippe
6、d classroom teach video is created for flipped teach, and a case-based teaching textbook is written and under publishing. A teach website is built which includes all kinds of teach materials and resources. With above mentioned construction, a complete teach and study cycle which contains class teach
7、, class discussion, after class flipped teach and case-based practical training is formed, and excellent teaching result is achieved. After the training of the course, post-graduates mastered technical know-how, and accomplished basic research, developing and application capability on advanced mater
8、ials processing technology.Keyword： Materials processing; advanced technology; flipped classroom; 材料加工先进技术广泛应用于国民经济建设和国防建设的各个领域, 在一定程度上, 它反映了一个国家的先进制造业水平。“材料加工先进技术”是上海理工大学材料科学与工程学院开设的一门面向材料科学与工程学硕和材料工程专硕的综合性、应用性较强的专业学位课程。课程主要内容包括:绪论;金属成形先进技术;塑料成型先进技术;复合材料成型先进技术;快速原型 (三维打印) 先进技术;微纳加工先进技术等。在上海理工大学研究生院
9、的立项支持下, 课程启动了翻转课堂建设。课程结合课堂教学和案例实践, 重点介绍国内外近十年来材料加工先进技术的最新科研进展、发展趋势及企业应用, 突出关注材料特性、加工原理与先进工艺技术相结合所带来的创新及其相关的技术进步。翻转课堂的教学目标是:通过课堂讲授、课堂讨论、课后阅读本领域前沿技术文献、分析模拟实际案例等教学方法, 使学生系统掌握材料加工先进技术领域的专门知识, 培养学生研究开发和综合应用材料加工先进技术的初步能力。一、翻转课堂建设目标翻转课堂的建设目标如下。1.创作录制“材料加工先进技术”翻转课堂教学视频。2.编写“材料加工先进技术”配套讲义。3.编写“材料加工先进技术”课件。4.
10、建设“材料加工先进技术”课程网站。通过上述措施, 将“材料加工先进技术”课程建设成为上海理工大学“材料科学与工程”“材料工程”等研究生专业的翻转课堂学位课程。课程以结合企业实际的具体案例引领翻转课堂教学, 引导研究生深入掌握当前材料加工领域, 特别是汽车先进制造领域最有代表性的材料加工前沿技术和 CAD/CAE/CAM 实践创新技能, 成长为材料加工领域“工程型、创新性、国际化”的卓越专门人才, 为上海及长三角地区经济社会发展服务。二、翻转课堂建设措施项目立项以来, 经过近两年时间的建设, 采取了如下建设措施, 全面完成了全部翻转课堂建设内容。(一) 创作了“材料加工先进技术”翻转课堂教学视频
11、创作了课程全部教学内容即 5 部分共 12 章 36 学时的整套翻转课堂教学视频, 共约 5G 存储容量, 分别为 AVI、FLV、MP4 格式, 分辨率为 1920*1080。全部视频内容如下。第一部分:金属成形先进技术, 包括超塑性成形、粉末锻造、液态模锻、金属注射成形等。第二部分:塑料成型先进技术, 包括绪论、气体辅助注射成型、热流道注射成型、塑料精密注射成型等。第三部分:复合材料成型先进技术。第四部分:快速原型先进技术。第五部分:微纳加工先进技术。(二) 编写了“材料加工先进技术”配套讲义编写了基于实际企业案例的配套讲义“材料成型及控制工程创新实践”, 共约10 余个零件的先进材料加工
12、 CAD/CAE/CAM 设计、分析、优化过程, 指导学生掌握典型材料加工 CAD/CAE/CAM 的实践技能。讲义在学校、学院相关教研项目的经费支持下, 已与机械工业出版社签署了正式出版合同, 于 2017 年正式出版。(三) 制作了“材料加工先进技术”全套 5 部分 21 章课件制作了课程的全部教学内容即 5 部分 12 章的全部 PPT 多媒体教学课件, 并在20152016 学年和 20162017 学年使用, 教学效果优良。除了上述 12 章正式教学内容之外, 还制作了供学生课外阅读、讨论和试讲的 9 章增补内容。第一部分:金属成形先进技术, 包括摆动碾压、高能率成形、液压成形、多点
13、成形和橡胶模成形。第二部分:塑料成型先进技术, 包括多组分材料成型、微孔塑料成型、反应注射成型、其他先进塑料注射成型、塑料先进吹塑成型。三、课程网站建设在上海理工大学课程中心平台上建设了“材料加工先进技术”课程网站, 网站主要包括以下内容。1.课程简介:包含课程的专业定位、培养目标、行业应用等。2.教学大纲:包含课程的教学目标、教学内容、学时分配、教学用书、参考文献等。3.教学日历:包含课程每一章节的教学起止周、节次、学时数等。4.教学课件:包含课程正式教学所用的 5 大部分共 12 章课件。5.补充课件:包括供学生自学、讨论和试讲的 2 大部分共 9 章课件。6.翻转课堂:包含课程正式教学所
14、用的 5 大部分共 12 章教学视频。7.教学资料:包含课程各章的相关案例、技术介绍视频等。8.互动栏目:包含作业、答疑、论坛、网络考试等。目前, 该网站面向校内师生开放, 点击率已高达数千次。学生课后作业、翻转课堂教学等环节均在网站上完成, 收到了非常好的教学互动效果。四、课程建设成效通过项目建设, 材料加工先进技术课程已成为一门拥有全套翻转课堂教学视频、教学案例、教学课件、教学网站的研究生学位课程。课程教学效果受到历届研究生的肯定, 选课人数和规模从初始的 30 多人猛增到 70 多人, 专业涵盖材料科学与工程、材料工程、机械工程、动力工程等。学生纷纷表示, 通过课程学习, 初步掌握了金属成形、塑料成型、复合材料成型、三维打印、微纳成形加工的基本原理和前沿技术, 特别是通过十余个对应 CAD/CAE/CAM 教学案例的实践操作, 比较熟练地掌握了相应软件的使用技巧和操作技能, 为未来进入相关先进制造领域从事专业工作打下了较为牢固的基础。五、结语经过近两年的项目建设, “材料加工先进技术”翻转课堂建设项目已经圆满完成所有建设目标, 实现了课程教学目标, 教学质量达到优秀水平。下一步要紧密跟随技术的不断进步, 引进企业实践领域的专家经验, 进一步优化课程的翻转课堂教学视频和课件, 更新教学案例, 不断提高教学质量和课程建设水平。
