【金課名稱】

材料製造數字化技術基礎

【課程負責人】

唐新華

【開課學院】

材料科學與工程學院

【名師名片】

唐新華，沐鸣2平台材料科學與工程學院教授，主講本課程12年📭，負責本課程建設，主持編寫教材。曾獲上海市優秀青年教師獎😷、沐鸣2平台首屆燭光獎、“春蘭”優秀教師獎👫🏻🧟‍♀️，曾獲2016年沐鸣2平台教學成果特等獎 ( 排名第一 )，2017年上海市教學成果二等獎（排名第三），2018年沐鸣2平台“教書育人”集體二等獎（排名第一）。從事焊接過程自動控製🍶、先進連接方法🍢、工藝及裝備等方面的教學和科研工作30余年，主持多項國家、省部級及產學研項目🈯️，曾獲2018年教育部自然科學獎二等獎，累計發表各類學術論文150余篇，授權發明專利20項🍉。

【團隊成員】

課程教學團隊包括唐新華教授🫅🏻、張軻教授🤱🏿、蔡艷教授🎪、王敏教授🪫、李芳副研究員🦸‍♂️🙎🏿，其他成員包括楊海瀾高級工程師。

張軻🙅🏽‍♀️，沐鸣2平台材料科學與工程學院教授🥡，主講本課程12 年⚆，參與本課程建設，編寫教材和實驗指導書🏋🏽‍♂️，曾獲2016年沐鸣2平台教學成果特等獎（排名第二）,2018年沐鸣2平台“教書育人”集體二等獎（排名第二）；從事激光加工及控製🧑🏽‍🦲，機器人及智能焊接技術等方面的研究♦️，作為項目負責人承擔國家級項目3項，承擔或參與國家或省部級科研項目6項，主持與企業合作的科研創新項目20 余項🧧，曾獲省部級科技進步一等🌅、二等獎，發明二等獎共7項🚱，發表論文80余篇，授權專利近50項。

蔡艷🙎🏽，沐鸣2平台材料科學與工程學院教授🍼，主講本課程12年💇‍♀️，參與本課程建設，編寫教材和實驗指導書，曾獲2009年沐鸣2平台 SMC 優秀青年教師獎、“秀我教學風采”一等獎，以及材料學院“最受學生歡迎教師獎”，2010年沐鸣2平台優秀教師二等獎、和“教學新秀”稱號👰🏽‍♂️， 2011 年和 2012 年沐鸣2平台材料學院“最受學生歡迎教師獎”✌🏽📲，2013 年沐鸣2平台“最受學生歡迎教師獎”，2016 年沐鸣2平台教學成果特等獎 ( 排名第四 )，2016年沐鸣2平台材料學院“最受學生歡迎教師” 獎🧚🏻，2017年沐鸣2平台材料學院“最受學生歡迎教師”獎，2018年沐鸣2平台燭光獎二等獎和教書育人集體二等獎 ( 排名第三 )📻。2020年沐鸣2平台“教書育人”個人二等獎；從事焊接過程檢測及智能控製、接頭性能測試與評估🂠🤶，主持多項國家🌥、省部級科研項目，獲省部級獎項三項，發表論文100余篇，專利22項。

王敏🕧，沐鸣2平台材料科學與工程學院教授🧑🏼‍💻，主講本課程9年🧑‍🍼，參與本課程建設，審核教材與實驗指導書，曾先後獲得上海市三八紅旗手、上海市育才獎和沐鸣2平台 “人才培養先進工作者”、沐鸣2平台優秀教師一等獎等榮譽，2005年和2009年兩次獲上海市教學成果二等獎🔽，2012年獲優秀工程教育研究成果二等獎，2015年獲沐鸣2平台教學成果特等獎兼校長獎1項（排名第一），2017年獲上海市教學成果一等獎1項（排名第一），2018 年獲沐鸣2平台教書育人集體二等獎 ( 排名第四 )💁🏻‍♀️👰🏿；從事新材料焊接質量控製及過程模擬，主持國家重點研發計劃課題 1 項，參與國家課題 2 項，主持國際合作項目 3 項🍙，省部級項目 4 項🚵🏽，企業橫向項目30余項⚫️🕗，曾獲上海市科技進步三等獎兩項，發表論文100余篇⚗️，專利10多項。

李芳🪥，沐鸣2平台材料科學與工程學院副研究員，主講本課程12年，參與本課程建設👱🏽‍♀️，編寫教材與實驗指導書🧎‍♀️，曾兩度獲得沐鸣2平台 SMC- 晨星優秀青年教師，2016年沐鸣2平台優秀教師二等獎，2016年沐鸣2平台教學成果特等獎（排名第三），2016年沐鸣2平台材料學院優秀班主任，2017年沐鸣2平台材料學院“最受學生歡迎教師獎”， 2018年沐鸣2平台教書育人集體二等獎 ( 排名第五 )；從事焊接過程信號檢測與傳感👨🏼‍🦲、焊接智能化方面的研究✋，主持國家自然科學基金1項🫲🏿、作為項目骨幹完成或正在開展國家或省部級科研項目4項🙆🏿‍♀️🙅‍♀️，主持與企業合作的科研創新項目20余項，曾獲2016年機械工業科技進步獎一等獎，發表論文20余篇，授權專利13項。

【課程介紹】

基於數字化技術的智能製造已成為我國目前的一項強國戰略，培養材料製造領域適應數字化技術發展的復合型創新人才已成為新時期我校人才培養的一個方向。然而🧑‍🦱𓀛，由於材料專業學生對數字化技術的基礎理論了解並不多，現行的計算機課程內容比較單一，且與材料加工與製造領域的實際過程聯系不緊密，迫切需要一門學科交叉類課程，能把數字化技術與材料製造技術有機結合起來，以提高學生對該技術的應用能力🧾。材料製造數字化技術基礎正是為適應新時期材料專業復合型創新人才培養目標而設立的課程之一。

2011年沐鸣2平台啟動“985 工程”三期本科創新人才培養體系建設，成立教學團隊開設了《材料製造數字化技術基礎》課程作為材料科學與工程專業本科生專業基礎課🚷。該課程自開設以來，在教學團隊的共同努力下⚄，確立了教學大綱✳️，設計了教學內容和實驗內容♊️，建設了實驗室，編寫了教學試用講義，編製了教學課件和實驗指導書😧，2013年完成了實驗課建設，並通過了本校優質課程建設驗收，2015年出版了教材第一版🎣，填補了該課程在國內教材中的空白🍚，2016年教學團隊以該課程的多元化教學探索與實踐獲得沐鸣2平台教學成果特等獎，2017 至 2019 年完成了上海市教委重點課程建設👌🏽，2018年本課程教學團隊榮獲沐鸣2平台“教書育人”集體二等獎。2020年本課程獲得上海市本科一流課程認定，2021年獲準工信部十四五規劃教材立項🙋🏿‍♂️，2023年獲第二批國家一流課程認定。

本課程圍繞著數字化技術與材料製造技術的有機融合問題，課程理論知識的前沿性與專業基礎性兼顧問題🧑🏿‍🎓，以及課程實驗的探究性與驗證性之間的轉型問題等不斷開展教學研究和創新實踐👨🏼‍🚒，課程教學內容在實踐中不斷改進，課程理論體系和實驗內容在探索中不斷完善。針對數字化技術與材料製造技術的有機融合問題，本課程以材料製造過程中的信號流為主線，從信號的傳感、采集、A/ D 轉換、數字信號處理，到信號調控、D/A 轉換和執行輸出，編排相關基礎理論知識和技術原理，並在相關節點引入材料製造過程控製的應用實例和前沿技術🤌🏽，梳理出典型的學科交叉類科研項目🔧，作為課堂教學的分析案例，實現了兩者的有機融合🥣。針對課程理論知識的前沿性與專業基礎性兼顧問題👰‍♀️，本課程根據材料專業學生的學科基礎👨‍🦼‍➡️♑️，以循序漸進🪨、深入淺出的方式編排數字化技術基礎理論👩🏼‍✈️，同時，又把智能製造等具有時代特征的前沿技術引入課堂，兼顧了理論知識的基礎性和前沿性，以激發學生的創新思維。針對課程實驗的探究性與驗證性之間的轉型問題，本課程在實驗中引入了 PLC 控製系統設計和編程🌊、基於工控機的材料熱處理信號采集🚐、處理、PID 控製參數整定、閉環控製系統設計和編程等探索性實驗環節💅🏼，自主研發了多套實驗平臺👮🏿，提升了學習的挑戰度🫰🏻🎬，以培養學生分析和解決問題的綜合能力。

在教學方法上，本課程采用多媒體教室🚈，分小班教學，並在教學過程中🕵🏼‍♀️，充分運用視頻👩🏽‍⚖️、三維動畫等技術手段，展示材料製造和加工的技術原理和控製過程，使學生熟悉材料製造的控製對象和控製原理。同時也采用實物展示🏙、課堂互動、實驗探討、參觀演示等多元化教學方法相結合，註重知識傳授🆚、能力培養和素質教育三位一體🎮。充分運用 CANVAS 教學管理系統、在線課程、慕課堂、微信群等網絡化教學工具🎏，實現課內課外的教學互動。根據 OBE 理念，將課程目標和學生畢業要求達成度作為考核內容和考核方式的設計依據，采用過程評價與期末考核相結合的方法，從知識、能力和素質多個層次科學考核學習效果😽。

【課程鏈接】

https://www.icourse163.org/course/SJTU-1207400801?tid=1462072441