適應工程教育專業認證標準的工程材料課程教學改革思考

杜曉東 李合琴 張學斌

［摘要］對照工程教育專業認證標準，為解決材料工程課程內容較陳舊、缺少創新和活力，學生對課程的基本內容、基本知識掌握尚欠缺、分析解決工程實際問題的能力的提高不顯著的問題，從教學理念、教學體系、教學內容、教學模式、教學方法、教學手段、考核方式等幾方面提出了機械類專業工程材料的教學改革設想。

［關鍵詞］工程材料專業認證

［中圖分類號］G642.0［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2014）02-0117-02

教學改革工程教育專業認證是為了構建我國高等工程教育質量監控體系，提高工程專業教學質量而推行的一項重要措施。我國高等院校工科專業培養出的工程科技人才總量居世界前列，但由于高等教育已從精英教育發展為大眾教育，與精英階段培養出的工程師相比，目前教育質量落差較大,迫切需要改革。

在國際人才市場上，工程人才及其執業資格的互認都是通過高等工程教育專業認證的相關標準進行衡量的。2012年7月修訂的新版工程教育專業認證通用標準明確工程教育要以學生為中心，以能力培養為導向的思想。為此，課程體系、每門課程的課程內容、目標等都應圍繞著學生、圍繞著能力培養來組織。

工程材料課程是工科院校機械類專業學生的一門十分重要的技術基礎課，在構建人才的知識結構、提高分析問題、解決問題的能力中具有重要的地位。因此，為滿足工程教育專業認證標準的新要求，構建完整的機械類專業知識和能力體系，工程材料課程的教學理念、教學體系、教學內容、教學模式、教學方法、教學手段、考核方式都必須做出相應的改革。

一、工程材料的教學現狀

首先，傳統的“工程材料”課程體系是把材料類專業學生應掌握的知識進行濃縮，在材料基礎理論上提出了過高或過多的內容要求；在教學重點上，對在工程實踐中合理選擇材料、正確應用材料這一重要的教學思想重視不夠。

其次，教學方法和教學手段不能完全滿足教學要求。課堂教學中，教師總是趕課時，灌輸多，學生理解掌握的少，特別是目前廣泛采用PPT教學，短時間內信息量大，教學進度快，學生思維跟不上，未能真正吸收。

再次，考核方式單一，學生主動思考、探究問題的積極性不高，考前突擊，為考試而考試的現象較為突出。

二、工程材料的教學改革設想

（一）教學觀念的改革

與發達國家相比,我國的工程教育與工程實際之間距離較大,特別在培養學生從經濟性、安全性、環境保護和社會道德倫理等方面來對待工程技術項目的素質教育上還很欠缺。在與國際接軌的工程教育認證標準下，工程材料課程教師不僅要傳授材料學基本知識，培養學生的工程材料應用能力，更需要對學生進行正確的材料學教育，正確處理材料選擇和應用與人類文明及經濟發展、與環境保護和可持續發展間的關系，使學生能充分、合理地利用好材料。

教師對學生的要求不能僅是單純的接受知識，更重要的是要求學生培養自己的學習主動性、對問題的探究精神和通過所學知識解決實際問題的能力以及創造能力，教師的知識結構、教育觀、教學藝術、教學重點、教學方法和管理藝術均需與此相適應，要不斷改變傳統的教學理念，適應新的要求。

（二）教學體系的改革

課程教學內容的整合與優化要緊扣工程型人才培養目標，以專業培養目標為導向，適當淡化教材中過于深奧的理論，減少繁雜的公式推導，倡導“材料、設計、制造”一體化理念，培育學生大工程觀。

（三）教學內容的改革

按照認證標準的要求，教學內容要充分體現與生產實踐、社會發展需要相結合的特征,充分反映相關產業和領域發展的新要求。為適應工程材料內涵的變化，對高分子材料、陶瓷材料、復合材料等增加了學時，同時還增加了功能材料的內容，并注意介紹與高新技術或產業有關的新材料、新工藝及新技術等先進知識。此外，為提高學生解決實際問題的能力，還增加了失效分析的內容。

教學內容強調對重點、難點的把握，對一些重點、難點內容，要精心組織，講深講透，保證學生對基本理論的掌握。例如：在金屬的結晶一章，過冷是金屬結晶的一個必不可少的條件，為了加深學生對這一重要概念的理解，我們在教學內容的組織上，始終抓住“過冷”這一主線，將過冷和過冷度貫穿全章，使學生明確：只有過冷才能建立結晶的熱力學條件，才能使已形成的晶核得以生成和長大；通過控制過冷度的大小，可以細化晶粒，提高材料的性能。經過反復強調，學生就會認識到：結晶的必要條件是液相必須過冷；結晶的充要條件是液相必須滿足一定的臨界過冷度。

（四）教學方法的改革

在高等工程教育專業認證體系下,從事工程教育的教師要不斷提高教育教學質量,改善教學方法和提高教學技術。教學方法要面向工程實際,更多地采用案例分析、綜合設計、小組學習、項目訓練等形式，培養學生主動學習和團隊合作能力，提高工程意識和設計技能。教師也要深入研究當前國內外工程教育的發展形勢,將國際上最新的科學思想和科研成果傳授給學生。

本課程涉及的專業知識面廣，基本概念多，理解記憶困難，學習起來較為枯燥，教師在教學方法上需綜合采用啟發式、導入式、問答式、案例式、場景式等方式，激發學生的學習興趣，提高學生的參與熱情。教師要緊緊抓住學生的求知欲望，不斷提出問題，給學生留下思考空間，實現師生思維互動。

在教學過程中需注意和實驗現象的結合。例如：結晶的概念及現象，學生在物理等教學中雖然已有接觸，但一般認識不夠深刻。為使學生更好地認識這一概念，根據由感性到理性這一認識規律，可以首先向學生交代兩個實驗結果：一是不同冷速下金屬結晶的冷卻曲線，二是金屬結晶過程實驗觀察結果。通過實驗結果使學生掌握：1、晶胚和孕育期的概念；2、形核和長大的概念；3、金屬的結晶過程是一個形核和長大過程。在此基礎上，再進一步啟發學生思考金屬結晶為什么需要過冷？晶核是怎樣形成的？是如何長大的？通過這樣一些過程，引導學生從簡單的實驗結果進一步對結晶理論進行考慮，在此基礎上，再對結晶理論進行全面的分析與講解。這種由實驗結果引出結晶理論分析的講解方法，教師講解較方便，學生也容易接受，教學效果較好。

課堂討論是培養與訓練學生獨立分析與思考問題能力的一種絕好方式，也是課程教學的一個重要環節。學生主動參與思考并進行討論的課堂教學效果優于教師主講、學生聽課的被動參與學習狀態。在工程材料教學中需根據課程的重點和難點，開設專題討論課。課堂討論形式應靈活多樣。教師提前將討論的要求和內容布置給學生，讓學生充分準備，積極參與，既活躍了課堂氣氛，又提高了教學效果。

（五）教學手段的改革

教學過程需借助于一定的教學手段，在教學過程中，除利用多媒體課件來提高教學的質量和效率，還要充分利用實物、模型等直觀教具。例如：金屬的晶體結構較為抽象，多媒體課件可以幫助學生理解、認識晶體結構，但若借助于各種晶體結構的實物模型，學生可以看得見、摸得著，就可以使學生對晶體中的原子排列方式有非常直觀的認識。這樣，既幫助學生對所學的教學內容進行充分的感知，同時也使教學過程變得生動、輕松愉快，借以激發學生的學習興趣，這樣的課堂教學效果更好。

（六）考核方式的改革

考核是檢驗課程教學的必要手段和形式。基于“工程材料”課程的特點，本課程的考核方式采用了“閉卷筆試+實驗環節+綜述性報告+課堂討論、小測驗+作業”模式。閉卷考試適當增加主觀性、應用題試題比重。撰寫綜述性報告，既鍛煉了學生綜合運用所學知識的能力，又培養了學生快速有效地獲取、分析信息資源的能力，提高了學生的學習興趣，擴大了知識面。這種評價標準的多元化重視學習過程，能充分反映學生的學習效果。

上述幾方面是我們針對工程教育專業認證標準以及新形勢的要求對工程材料課程改革的一些思考。認證標準明確提出工程教育應服務于社會需求，工程材料作為機械類專業一門重要的技術基礎課，在構成畢業生工程教育知識能力體系中肩負著重要的任務，其改革仍需不斷推進，這需要我們勇于實踐，不斷總結，探索出一條適合機械類專業工程教育培養目標、符合工程材料課程教學規律和發展趨勢的教改之路。

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［責任編輯：左蕓］