获奖等级：国家级
课程类别：线上线下混合式一流课程
完成单位：机电学院
课程负责人：金霞
课程团队其他主要成员：田威、鲍益东、杨岩、武永、陈明和
一、课程概况
钣金模具综合实验是飞行器制造工程专业的综合性实践必修课程，主要在钣金成形原理与工艺等课程的学习基础上，通过虚实结合，以飞机典型钣金零件为主线，完成从材料性能测试、零件CAE成形、虚拟仿真成形到实操成形等典型飞机钣金零件成形工艺的实践性学习，实现对钣金零件制造原理、工艺设计等关键性知识点的融会贯通及综合利用。通过本课程的学习，使学生系统掌握主流钣金零件先进制造技术、成形工艺设计方法以及实验分析方法，培养学生钣金零件工艺设计能力和工艺的探索优化能力，以及面向工程问题的分析和解决能力。
二、课程建设与改革举措
1.课程思政方面：坚持立德树人，在教学过程中，引导学生关注环境保护、科技创新、社会发展等问题，让学生在实践中感受环境保护、科技创新、社会发展等问题的现实意义和影响，培养学生的责任感；由于飞机钣金零件质量对飞行安全和飞机寿命的重要性，通过了解钣金成形工艺和装备的国内外差距，激发学生的航空报国精神和发挥主观能动性自主研发创新的热情；通过实验设备的操作，培养学生严谨认真、严守操作规范的职业素养，通过实验中钣金成形工艺参数的设计，培养学生做事思虑全面的系统思维和大局观；通过小组合作，培养学生团队协作精神；在深刻理解和掌握钣金零件成形基本原理的基础上，培养学生分析和解决复杂工程问题的能力。
2.教学资源建设：通过课题组及相关教师将教学知识点内容逐步整理完善，建设内部的资源共享库，结合教师科研项目总结的经验和实验室新增设备，持续建设实验项目。目前已建设完成教学PPT、问题卡片、在学校教学网络平台建课、制作了部分教学视频，在自编实验指导书的基础上，课程组老师合作编写了教材，准备出版。
3.教学内容：根据飞行器制造工程专业培养方案和飞机钣金零件成形技术特点，课程结合线上虚拟实验、仿真实验和线下实操实验，以典型飞机钣金零件为主线，建设了贯穿数字化设计制造、成形分析和成形制造工艺的实验内容，包括：（1）材料性能测试实验；（2）飞机钣金零件成形实验，含线上虚拟实验和实操实验；（3）冲压件拉深成形实验，含仿真实验和实操实验；（4）飞机导管弯曲实验，含仿真实验和实操实验，从而使学生系统地掌握钣金零件主流先进制造技术原理、工艺设计方法、实验分析方法。
4.教学设计：按照专业人才培养需求，以培养学生钣金零件工艺设计能力和工艺的探索优化能力，以及面向工程问题的分析和解决能力、团队协作能力等为目标，采用线上线下融合的虚实结合实验教学模式，结合理论课程知识点，强调对理论知识的融会贯通和综合应用，结合教师科研项目，注重钣金零件先进成形技术的同步性，以飞机典型钣金零件为主线，根据知识结构，由毛坯→材料性能测试实验获取材料性能数据→钣金基本冲压工艺实验→飞机钣金零件成形虚拟仿真实验和实操实验→飞机钣金零件，设计出典型的探究性虚仿实验和实操实验模块。利用线上虚拟仿真试验和线下实操实验，学生对钣金成形工艺参数进行设计与优化，变更原来的重复认知型实验为探索验证型实验，从而显著提升实验的效果和价值。
5.教学方法：将智慧教学工具应用到课堂上，实现学生签到管理、知识点实时测试、课堂弹幕交互等功能，重视学生的能力培养，提升课堂的信息交互效率；通过小组协作、演示、学生操作与教师实时指导等方式，培养学生团队协作精神、工艺探索能力和动手能力，提高学生主体性和主动性。最后，重视教学数据积累，进行数据分析，以过程考核取代传统的结果一次性考试。
6.考核评价：考核由过程性考核和实验报告构成，过程性考核包括小组协作、学生操作、仿真实验过程等。实验过程中嵌入了各工艺过程的工艺参数的设计，需要学生线下结合所学知识并查阅相关资料方可完成，旨在考察学生对该实验项目对应知识点的掌握情况和灵活应用能力，不同工艺参数获得实验结果也不同。实验结束后，学生需按要求完成并上传实验报告，报告中除了实验过程等常规项目外，还应包含对实验结果的分析和提出的改进措施，以考察学生对实验相关知识的掌握情况。
三、课程主要特色
1.通过真实场景的线上虚拟仿真实验提升课程的探索性、创新性，激发学生挑战复杂工程问题的乐趣。利用线上虚拟仿真试验，将真实的工程场景展示在学生面前，使学生在明晰的应用背景前提下，对探索实验的工艺参数进行优化，并激发相应的验证欲望。在此基础上，由于学生已获得基本准确的工艺参数，可以避免实操实验大多数不合理参数，变更原来的重复认知型实验为探索验证型实验，从而显著提升实验的效果和价值。
2.通过线上和线下实验教学有机融合的方式实现虚实结合的实验教学新模式。实操实验并非不好，但是传统上对学生没有什么吸引力，我们通过虚拟仿真实验，激发了学生的兴趣，从而“盘活”实操实验，解决传统培养过程中实验内容不直观、实验局限性大、成本高和教学手段与信息新技术脱节等问题，从而打通教学和科研的壁垒，跟进智能制造的新趋势。
3.采用学生为中心，以钣金零件为主线融合多门课程知识点面向工程问题的实验教学内容体系设计。通过采用学生为中心，面向工程问题的课程内容体系设计，以钣金零件为主线，将技术方法贯穿起来，解决实验知识体系的融合问题，从而实现学生综合创新解决工程问题的能力培养。
四、课程建设成效
实验开设以来，服务于飞行器制造工程专业核心实践课程《钣金模具综合实验》，每年面向本校飞行器制造工程专业本科生开设，同时服务于本科生大创项目和航空宇航制造工程研究生。通过本实验，学生对飞机钣金零件成形理论知识理解更深刻，熟练使用DynaForm等工程应用软件，在虚拟仿真实验上无成本的多次探索，能自行进行探究，优化工艺设计，从而显著提升实验的效果和价值。更为重要的是，通过学生协作完成整个实验，能够主动学习、探索和灵活应用知识，展开团结协作，提升解决工程问题的能力和科研创新探索精神。
经过课程改革，老师普遍反映学生进入毕设时间大为缩短，提高了毕设整体质量，学生也反映提高了实践能力，有助于培养其科学思维，后期的毕设课题上手快，有更多时间用于课题的探索。
依托本课程的建设，通过不断优化实验教学内容和方法，课程组教师不断推动教学改革，获批了教育部校企协同育人项目“线上线下融合的虚实结合实验课程建设”和江苏省教改重点项目“具有自发展内驱力的虚实融合实践教育金课建设模式探索”，并发表了教学论文5篇，编写了教材1部。