基于工程教育認證的《金屬學與熱處理》課程教學改革初探

劉芬霞 馮曉春

摘 要：本文以《金屬學與熱處理》專業技術基礎課在工程教育專業認證“能力導向”的背景下，堅持成果導向（OBE）、以學生為中心和持續改進三個基本理念，淺析課程教學應如何適應學生需求。分析了課程教學目前存在的問題，提出從課程學習目標的確定、教學內容、教學方法與手段、考核方式及成績評定方式改革等方面入手進行教學改革。

關鍵詞：工程教育專業認證；金屬學與熱處理；教學改革

中圖分類號：G642文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）07-0113-01

工程教育專業認證需要遵循OBE、以學生為中心以及持續改進這三個基本理念。這三個基本理念對于教學改革及專業建設的促進和引導具有積極意義、對于保障培養質量及持續提高也非常重要。OBE始終關注的4個問題依次是：每一位學生所能獲取什么樣的學習成果；為什么要讓每位學生獲取該成果；學生獲取這些成果的過程中教師應當如何提供有效的幫助；學生若已獲取這些成果，通過什么途徑判斷、知曉及反應？以學生學習為中心，突出強調的學生學習成果，是聚焦于學生“應該得到什么”。

一、課程情況及目前存在問題

《金屬學與熱處理》是工科本科院校材料類專業一門非常重要的學科基礎課，課程由金屬學原理、金屬熱處理工藝及金屬熱處理原理三個教學模塊所構成，突出金屬學與熱處理學科“綜合、交叉、系統”的特色，內容由“成分—工藝—組織—性能—應用”主線所貫穿。本課程的特點為理論抽象，專業術語較多，因此造成學生在學習過程中普遍反應出的內容繁雜、對所學知識點及知識體系不能透徹理解等問題，因而使得課堂氣氛較為沉悶；另外對一些理論知識及基礎知識掌握相對較好的學生，頻頻反映出實際應用能力較差等問題，這些問題集中表現在遇到實際工程應用問題時茫然、不知所措等。綜上，課程本身表現出了“兩難現象”，一難在于學生難學，另一難在于教師難教。

二、課程學習目標的確定

1.知識領域。學習成果的表現十分豐富，“知識領域”是其中不容忽視的一項，具體表現為學生學習完成之后，能夠對金屬學、金屬熱處理工藝及金屬熱處理涉及的術語及相關問題有一定程度的記憶及了解、并具有對這些問題的應用能及分析能力。

2.技能領域?！敖饘賹W與熱處理”在技能領域方面尤為關注學生綜合實踐能力的培養，具體表現為知識運用能力、實踐操作能力、方案選取能力、問題分析能力以及創新能力等，這些能力的培養需要通過實踐教學環節來達成、從而提高學生的工程設計及應用能力，最終能夠滿足用人單位需求。

3.態度領域。工作態度包括對工作的認真程度、責任程度和努力程度等方面，是人們對于工作所采取的行動及其評價。課程在展開過程中需要對這方面的能力進行培養。使學生具有踏實認真的工作態度，具有強烈的責任心和明確的工作目標，具有上進心并能夠在今后的職場中積極進取，這些能力都是學生畢業后能否進步的要素。

三、教學內容的改革和前沿知識的補充

1.精簡教學內容。對教學內容進行加工組織，找出主線、突出重點、刪減過時或不常用的內容，使其更符合教學規律，力求做到少而精；對內容按知識點歸類后再進行科學的組合，合并近似的內容，使其在連貫的基礎上具有系統性；如金屬熱處理原理部分以TTT圖與CCT圖這兩個圖為基礎進行展開，并結合講解三大冷卻轉變，這樣就對課程內容進行了整合性并保持其聯系性，使得學生在學習時更能準確把握主要知識點，并能在理解的基礎上牢固掌握。

2.前沿知識補充。目前，新材料、新工藝不斷發展，對材料科學知識體系在深度、廣度方面的適度拓展迫在眉睫。因此需要將新材料領域的新技術和新工藝、研究動態、應用狀況等前沿知識及時融入教學內容中，使教學內容與時俱進。

四、教學方法與教學手段改革

1.采用現代教育技術。金屬學與熱處理課程基礎理論及原理抽象難懂，可將這些比較抽象、難于理解的內容采取多媒體教學手段，通過圖片、動畫、視頻，具體、形象地展示給學生。例如金屬學中的位錯運動、結晶過程和塑性畸變過程可利用Flash制作動畫，這種模擬和演示可讓學生對原子的移動方式有一種直觀的理解。將教具發給學生，讓其體驗“原子的不同堆垛方式形成不同的晶體結構”，從而達到更好的效果；組織的概念在課程中尤其難以理解，不同的材料組織不同，且組織是肉眼無法直接觀察到的，板書授課無法清楚描畫，因此，高質量的顯微組織圖片在教學中至關重要。

2.理論聯系實際，強化實踐教學。金屬學與熱處理課程本身實踐性很強，同時其基礎理論豐富且經典。課程的各個知識板塊間也反映出了理論和工藝、材料等方面的實際聯系。為了更好地使學生理解理論知識，提高學生的實踐動手能力，使學生在未來的技術工作中對影響產品質量的工藝因素、過程檢測與監控方法有一個完整的了解。

3.開展討論式課堂教學。為充分發揮學生的主觀能動性、調動學生學習的積極性，理論聯系實際的內容可以組織課堂討論使學生成為教學的主體，讓他們利用所學的知識給出自己的最優方案，教師對方案進行剖析，進行關鍵點的講解，同時，指出在分析擬定方案中應注意的問題。

4.師生角色互換。角色互換這種靈活的教學方式，目前有多種方式可以實現，如較為成功的“翻轉課堂”等。通過這種角色互換的方式，可以使學生學習積極性大幅度提高的同時減小師學之間的距離，最終使得教學效果事半功倍、課堂氣氛由沉悶變得活躍。

五、考核方式及成績評定方式

《金屬學與熱處理》內容繁雜，各章節看似相互獨立，實際上前后章節知識點之間的聯系緊密，經典理論及相變規律是材料加工工藝及其獲得性能的理論基礎，例如金屬材料可采用凝固、塑性變形、熱處理（多種熱處理方法）等工藝獲得細晶組織。針對以上特點，考核方法重在應用與綜合，識記為輔，突出了工程教育認證“能力”培養的目標。

（作者單位：蘭州理工大學技術工程學院）

參考文獻：

[1]李志義.解析工程教育專業認證的成果導向理念.中國高等教育，2014年17期.

[2]高蓓蕾.以學生為中心：工程教育專業認證的核心理念.中國科學報，2015年7版.