新要求下《工程材料及其成型基礎》教學改革探索

崔熙貴

摘 要：為了進一步提升教學質量，適應工程教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新要求，文章針對《工程材料及其成型基礎》課程的特點，探討了其教學內容和教學方法的改革措施，以期培養(yǎng)出高水平的工程型和創(chuàng)新型人才。

關鍵詞：工程材料及其成型基礎；工程教育；創(chuàng)新能力；教學改革

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）24-0121-03

Abstract： To further improve the quality of teaching and adapting to the new demands of engineering education and innovative ability cultivation， the reform measures of its teaching contents and methodswere explored according to the features of "Engineering Materials and Forming Foundation" course， expecting to cultivatethehigh-level engineering and creative talents.

Keywords： engineering materials and forming foundation； engineering education； innovation ability； teaching reform

《工程材料及其成型基礎》是高校機械類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課程，主要涉及工程材料和成型工藝等理論知識。工程材料部分主要包括材料的晶體結構、力學性能、鐵碳合金相圖、熱處理工藝及常用工程材料和選材方法；而成型工藝部分主要包括液態(tài)成型、塑性成型、焊接成型方法及其工藝和結構設計等。該課程覆蓋面廣，基本概念多，與工程實際關系密切，具有較強的理論性和實踐性。通過本課程的學習，學生可以了解材料-結構-工藝-性能的內在關系，了解典型成型工藝的基本原理及工藝和結構設計原則，掌握工程材料及成型工藝的選用方法，豐富機械類學生所需的相關材料及成型知識，使其具備合理選材、制定毛坯件成型工藝及優(yōu)化設計毛坯件結構的能力，進一步培養(yǎng)其工程實踐能力。然而，在實際教學過程中，由于傳統(tǒng)教學方法以教師講授理論知識為主，加之機械類專業(yè)學生的材料基礎較薄弱，學習和理解起來相對吃力，綜合學習效果不理想，教學質量有待提高。隨著學校教學改革的不斷推進及本科培養(yǎng)計劃的修訂，為了提高本課程的教學質量，滿足工程教育和創(chuàng)新教育的要求，促進工程型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，本文從教學內容和教學方法方面對《工程材料及其成型基礎》課程的教學改革進行了探討，提出了相應的教學改革措施。

一、課程教學新要求

（一）教育質量要求

為了深化教學改革，提高學生培養(yǎng)質量，機械專業(yè)的本科培養(yǎng)計劃進行了完善修訂，各課程的教學學時進行了優(yōu)化精簡。《工程材料及其成型基礎》作為機械工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎課之一，其學時的縮減加劇了與教學內容的失配，這對該課程的課堂教學內容和方法都提出了新的要求。為了使學生能夠在有限的學時內高效高質地完成本課程的學習，達到課程學習要求，亟需對該課程進行相應的教學改革和探索，以適應新學時的需要。

（二）工程教育要求

隨著我國工程教育的不斷發(fā)展以及工程教育專業(yè)認證的普及和推廣，我國的高等教育迎來了一個新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。工程教育專業(yè)認證秉持成果導向教育理念，既重視學生理論知識的掌握，又注重學生工程實踐能力的培養(yǎng)，尤其是解決復雜工程問題的專業(yè)能力，最終達成相應的畢業(yè)要求[1]。然而，傳統(tǒng)的教學理念和方法已經無法適應工程教育專業(yè)認證的教學要求。因此，工程教育及其專業(yè)認證的實施離不開課程教育理念和方法的創(chuàng)新與改革。

（三）創(chuàng)新教育要求

創(chuàng)新人才是我國建設創(chuàng)新型國家的重要保障，創(chuàng)新能力是創(chuàng)新人才必須具備的重要素質[2]。高等教育擔負著人才培養(yǎng)的重責，因此，創(chuàng)新能力是高等教育人才培養(yǎng)階段需要注重培養(yǎng)的一項重要能力，應將其貫穿于實際教學工作的各個環(huán)節(jié)中[3]。專業(yè)基礎課的教學環(huán)節(jié)不僅擔負著學生專業(yè)實踐能力的培養(yǎng)，而且也應該把學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入其中，作為一項重要的教學任務。然而，目前《工程材料及其成型基礎》課程的教學模式更注重專業(yè)知識的掌握和實踐能力的提升，還需進一步強化創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，需要針對創(chuàng)新能力培養(yǎng)進一步完善本課程的教學內容和方法。

二、課程教學改革措施

針對新形勢下提出的新的教育要求，結合《工程材料及其成型基礎》課程教學實踐經驗，探索了該課程的教學改革措施，以提升課程教學質量和學生培養(yǎng)質量。

（一）優(yōu)化教學內容

本課程內容多，范圍廣，為了適應培養(yǎng)計劃和教學學時的優(yōu)化調整，教學內容需要進行進一步的優(yōu)化，不能面面俱到，而應突出重點。教學內容還要根據(jù)工程教育要求和創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標進行優(yōu)化，使學生在掌握本專業(yè)所需理論知識基礎上，具備相應的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，保證培養(yǎng)質量。根據(jù)本課程教學實踐，結合培養(yǎng)計劃和畢業(yè)要求，可以將本課程的教學內容劃分為精講、略講和自學三個部分，精講部分是機械類專業(yè)要求學生必須要掌握的重點內容，而略講和自學部分是要求學生了解的一般內容。對于不同等級的學習內容，設定不同的學習目標，實施不同的教學方法，培養(yǎng)不同方面的能力，從而使學生開展有針對性的層次化的內容學習，做到重點內容重點學習、理解和掌握，同時兼顧本課程學習的深度和廣度。在達到本課程學習要求的基礎上，同時培養(yǎng)其各方面的綜合素質和能力。

（二）改革教學方法

1. 教學興趣化——學習興趣的激發(fā)與維持

學習興趣是學生學習知識的重要源動力，其往往決定著學習效率和效果[4]。在課程教學中，課堂教學第一課至關重要，它關系著學生對該課程的學習興趣。《工程材料及其成型基礎》的第一課是緒論，主要介紹材料相關的基本概念、材料發(fā)展及本課程的特點和學習要求等。因此，本課程教學的第一課要以激發(fā)學生學習興趣為目標，在介紹本課程基本內容的前提下，著重講述本課程與實際生活和生產的密切關系，突出其對人類進步和社會發(fā)展的重要作用，使學生充分體會本課程知識的價值和重要性，產生學習本課程的濃厚興趣，并初步樹立理論聯(lián)系實際的工程教育學習理念。

激發(fā)學生的學習興趣固然重要，但是維持其學習興趣更重要。隨著本課程學習的不斷深入，需要學生記憶和理解的新知識逐漸增多，學習中遇到的困難也越來越多。如果這些困難不能及時解決，就會形成知識缺口，導致后續(xù)知識的學習和理解變得更困難，在各種學習困難的累積和壓迫下往往會使學生逐漸失去對本課程的學習興趣，從而影響學習效果。為此，需要從本課程教學內容的設計上消除學生學習的枯燥性和畏難情緒，通過歷史典故的引入將枯燥的學習內容生動化，通過知識內在邏輯聯(lián)系的建立將繁雜的學習內容模塊化和簡單化，營造輕松良好的學習氛圍，從而維持學習本課程的興趣。另外，還可以適當融合與教學內容相關的重要科技前沿和進展，來不斷提高學生的學習興趣，并拓寬其視野。

2. 教學多樣化——課堂與網絡教學相結合

課堂教學依然是目前主流的教學方式，其在現(xiàn)代教學中扮演著重要的角色。多媒體教學已經成為課堂教學的一種常態(tài)教學手段，其能夠使課堂教學內容更加豐富和形象，是課堂教學的有效輔助[5]。本課程運用多媒體課件架起了教與學的重要橋梁，產生了積極的作用。在此基礎上，要進一步結合優(yōu)化的教學內容深化多媒體課件的改革，集成更多的多媒體資源和形式，使課堂學習更加生動和形象。另外，要根據(jù)精講、略講和自學不同層次的學習內容，積極推進不同模式的課堂教學，踐行啟發(fā)式、討論式、翻轉式等多元化的課堂教學模式，使學生的學習變得豐富多彩，易于理解和記憶。然而，課堂教學往往受限于有限的授課學時，使學生難以充分消化和理解老師課堂上所講內容，加之課下自主學習不足及與老師溝通有限，不斷累積形成了一系列的學習難點，從而影響學習的連貫性和持續(xù)性，最終使整門課程的學習效果不甚理想，無法達到教學要求。

隨著網絡技術的快速發(fā)展，“互聯(lián)網+”迅速崛起。“互聯(lián)網+教育”逐漸發(fā)展成為一種新的學習形態(tài)。在線教育和學習因不受時間和空間的限制，已成為一種備受推崇的新興教育和學習模式。慕課（大規(guī)模在線開放課程）作為一種在線的虛擬課堂教學平臺，已迅速發(fā)展成為國內外在線教育和學習的熱點[7]。鑒于在線課程學習的自由性和自主性，其將是傳統(tǒng)課堂教學的有效輔助教學手段，能夠幫助學生進一步理解課堂遺留的知識難點，充分消化吸收課堂所學知識。因此，推進本課程的在線開放課程建設，開展基于課堂教學和網絡教學的混合式教學，將顯著提高學生的學習效率和效果，解決傳統(tǒng)課堂學習時間和空間的限制。

3. 教學感性化——課堂與實踐教學相交融

本課程與生產實際關系密切，實踐性很強，因此，實踐教學極其重要。實踐教學不僅能夠深化學生對理論知識的理解和掌握，獲得感性認識，而且能夠使學生將理論知識與實踐相結合，培養(yǎng)其解決復雜工程問題的實踐能力，符合工程教育的要求。傳統(tǒng)的實踐教學以課程實驗和實習為主，實踐學時有限，實踐內容受實驗條件和實習基地的限制，導致實踐教學不充分，且與課堂教學脫節(jié)，實踐教學效果不理想，學生實踐能力培養(yǎng)不足，無法達到工程教育的要求。因此，創(chuàng)新本課程的實踐教學方式，構建立體化的實踐教學模式對于學生工程實踐能力的培養(yǎng)具有重要意義。

首先，實踐教學要融合于理論教學中。在課堂教學過程中，可以借助視頻影像資料和金工實習案例來講授相關理論知識，將所講理論知識與實際生活和生產過程聯(lián)系起來，在學生腦海中建立直觀的知識應用場景，從而加深學生對理論知識的理解，并培養(yǎng)其對實踐應用的思考。另外，針對應用性很強的理論知識開設專門的生產實踐講座。與生產實習基地或工廠建立講座授課合作關系，根據(jù)本課程的教學安排，將生產實踐講座穿插于課堂教學中，使學生能夠在學完理論知識的第一時間接觸與之相關的生產實例，建立理論知識與生產實際的直觀聯(lián)系，進一步深化理論知識的理解和實踐應用。其次，實踐教學要與理論教學相交叉。課程實驗是本課程實踐教學的重要環(huán)節(jié)之一。課程實驗的設置要基于專業(yè)要求進行優(yōu)化，并緊跟本課程相關教學內容進行，以免其與教學內容相互脫節(jié)。本課程實驗教學要注重實驗方法、操作和理論知識的應用，實驗完成后，在課堂上開展專題討論，引導學生主動思考、討論和總結實驗過程中的理論知識及其推廣應用，通過這種交叉學習，強化理論知識，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的思維能力。最后，實踐教學要與理論教學相銜接。在本課程的課堂教學過程中，教授了大量的專業(yè)理論知識，然而，這些理論知識的融會貫通和綜合應用才是解決復雜工程問題的關鍵。因此，在本課程課堂教學結束后，要緊接著進行涉及綜合知識理解和應用的實踐教學。生產實習是促使學生將專業(yè)綜合知識與生產實踐相結合的重要實踐教學形式之一，針對本課程教授的相關理論基礎和工藝知識，使學生進入對口的實踐基地或工廠，直接參與生產過程，主動學習實際的生產技術，并與工程師或指導老師互動研學，掌握理論知識在生產實際中的綜合應用，提升學生自主分析和解決問題的能力。通過建立基于融合、交叉、銜接理念的立體化實踐教學模式，能夠使課堂教學與實踐教學緊密相連、相輔相成，從而促進學生解決復雜工程問題能力的培養(yǎng)。

4. 教學創(chuàng)新化——課堂教學與創(chuàng)新培養(yǎng)相融合

課程教學除了使學生具備扎實的專業(yè)基礎知識及其應用能力，還應注重學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在現(xiàn)代社會中，創(chuàng)新人才的需求越來越高。因此，在課程教學中，應將創(chuàng)新能力培養(yǎng)作為一項重要任務。創(chuàng)新思維培養(yǎng)是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關鍵[6]。實踐教學作為重要的課程教學環(huán)節(jié)之一，通常是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要途徑[7]。本課程構建的立體化實踐教學模式能夠為學生提供理論知識應用于實際的各種實踐場合，不斷鍛煉學生發(fā)現(xiàn)問題及分析和解決問題的思維能力，從而促進學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

為了強化學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，還應將創(chuàng)新能力培養(yǎng)融合于課堂教學中。《工程材料及其成型基礎》主要講解的是與材料及其成型工藝相關的理論基礎知識，每一種材料和工藝的發(fā)展或新材料、新工藝的出現(xiàn)都是不斷創(chuàng)新的結果，因此，本課程實際蘊藏著許多創(chuàng)新思想，需要在課堂教學過程中通過研究性的教來推動學生研究性的學，引導學生去主動思考與總結，從而慢慢培養(yǎng)其創(chuàng)新思維。另外，應該將課堂教學與科學研究相結合，將自己的創(chuàng)新研究成果融合于教學內容中，在教授理論知識的同時講解自己的創(chuàng)新思想及其來源，為學生提供創(chuàng)新思路，以此來培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維；還可以引入與講課內容相關的最新科技前沿成果，重點突出科技進步和成果的創(chuàng)新性，激發(fā)學生的創(chuàng)新研究興趣，逐步形成創(chuàng)新思維。此外，要充分利用好學校設立的各種大學生科研或創(chuàng)新項目，鼓勵并指導學生開展科研創(chuàng)新研究，或者讓學生參與到教師從事的科研項目中，使其所學知識得到應用，不斷鍛煉其創(chuàng)新思維，從而進一步提升其創(chuàng)新能力。

三、結束語

新形勢下課程教學需要適應教育的新要求，培養(yǎng)高素質的能力型人才。傳統(tǒng)的課程教學模式已難以達到要求的教學效果，課程教學改革勢在必行。本文從教學內容和教學方法方面對《工程材料及其成型基礎》課程進行了教學改革和創(chuàng)新，優(yōu)化了本課程的教學內容，改善了其教學方法，旨在適應教育質量提升、工程教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新要求，培養(yǎng)學生的工程實踐和創(chuàng)新能力，提高學生的綜合素質。在實際的教學過程中，還需要不斷檢驗、探索和完善本課程教學模式，以促進現(xiàn)代社會創(chuàng)新發(fā)展所需人才的培育。

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