信息化背景下傳統課程教學革新探索
——以機械工程材料課程為例

李加強 朱剛賢

（蘇州大學機電工程學院，江蘇 蘇州215031）

0 引言

知識的轉型、學習方式的改變、教學媒體的變遷以及新型開放課程的崛起，鞭策著教育理念的更新和教學方式的變革[1]。大學的發展從1088年意大利的博羅尼亞大學設立開始，至今已經有了近千年的歷史[2]。信息化背景下的高等教育正在發生著深刻的變化，呈現出教育資源數字化、線上教學常態化、信息獲取碎片化的發展態勢，給教育、教學造就了前所未有的挑戰和機遇。當前形勢下，應當主動適應信息化快速發展的需求，開創與之同步的教育理念，培養新時代、新背景下的綜合型人才。

加快培養能夠解決“卡脖子”問題的創新型人才是習近平總書記對高等學校提出的最基本的要求，也是實現民族偉大復興的重要支撐[3]。機械工程材料是高等院校機械類專業的基礎課程。主要學習目標是掌握機械設計、制造過程中常用材料的種類、選擇和優化[4]，以工程材料成分、結構、組織、性能之間的關系及變化規律為主線[5]。該課程是連接材料科學與機械制造兩個學科的重要紐帶，能夠培養學生在認知常用工程材料的基礎上，合理選用材料、優化結構的能力。

眾所周知，一代材料、一代裝備。對材料的認識、研制、發展和使用材料的能力是人類社會進步最基礎、最原始、最本質的驅動力[6]。機械類專業的學生在前導課程的學習中，對材料的基本概念了解較少，基礎薄弱。因本課程教授的主要難點在于內容繁雜，術語、概念抽象，容易使學生在理論學習的過程中出現興趣缺乏、獲得感低，課堂氣氛不活躍等問題。另外，信息化的高速發展給傳統基礎課程（如機械工程材料）的教育教學帶來了新的挑戰和機遇，亟待對教育理念和教學方式進行更新。

1 課程內容的更新

傳統機械工程材料課程的總體目標主要包括[7，8]：一是熟悉常用工程材料種類、性質、結構及優化方法，了解常用材料的成分、組織、性能之間的關系；二是掌握常用工程材料的加工、成形方法及工藝流程，初步具備選擇材料和相應加工方法的能力。三是清楚機械制造工程相關的新材料、新技術及新工藝，奠定后續學習、科研及其他相關課程的基礎。

然而，現行課程教材內容相對老舊，內容形式已不能適應先進新型材料的更新換代和技術手段的升級。因此，針對課程內容應該革故鼎新，重視新技術、新工藝、新材料的介紹和引入，同時，結合實時國際形勢發展，展開潛在的新材料和新技術的應用的討論，提高學生的主人翁品格，培養現代大學生的社會責任感和歸屬感。

作者認為，應當在教授教材中基礎知識內容外，增加學術前沿文獻的討論環節。引導學生檢索文獻，討論當前熱點工程材料報道、學術論文的應用前景和對傳統工程材料的影響。啟發發散性思維，拓展工程實踐中新材料的選擇和優化。此外，將新興制造技術應用于傳統課程教學，設計制造典型零件。例如，蘇州大學的朱剛賢和王麗芳[9]已經將3D打印技術成功應用于液壓與氣動傳動課程實踐教學中，并得到了很好的效果。

2 教學方式的變革

實踐教學是確保工程材料課程教學質量的重要保障，能夠有效連接理論知識和實際生產的橋梁。目前，機械工程材料課程普遍缺少甚至缺失實踐教學環節，未將專業特點與實踐內容相結合，致使機械工程課程教學質量大打折扣。鑒于高校平臺差異，實踐條件不足的問題。教師應當充分利用信息化技術手段制作、發布、檢索與學生專業特點緊密相關的實踐教學資料，如視頻、前沿文獻資料等。讓晦澀難懂、抽象的材料相關的概念可視化、物象化，改善教學效果，提高教育質量。

探索性地將伯恩斯坦教學關系理論應用于機械工程材料課程教學中。伯恩斯坦的“分類—架構”教學關系理論從知識和權力兩個維度探索教學活動的實質性問題[10]。就知識邊界分類而言，在布置作業時融合材料科學基礎、金屬學與熱處理、現代材料加工、特種加工等課程的內容；課堂討論或完成作業時鼓勵從不同的學科角度綜合考慮問題；引導學生將機械工程材料所學的知識與當前重大工程、重大項目聯系起來；啟發學生將課程中的觀點與先前的經驗和知識相結合。另一方面，針對師生權力分配架構，在教學過程中給予學生一定的學習自主度；課堂上鼓勵學生主動提問和參與自由討論；允許學生在課堂上對教師的觀點提出不同的看法。

3 教學評價的創新

考核的目的一方面是評估學生知識的獲取效果，另一方面可以揭露教學的薄弱點，在教學環節中起著導向性的作用[11]。對教學過程進行評價，有利于提升教學質量，保證人才培養效果。傳統的教學評價主要是針對學生的考核，以考勤、作業和考試為主要手段。由于缺乏明確的評價規則和量化指標，因此，受教師主觀因素影響較大，不能很全面、客觀地反映學生的真實學習效果。

基于成果導向教育（OBE）理念，建立新型評價方式，分為閉卷考試和實踐分析兩部分。閉卷內容主要包括基礎知識點和拓展性前言知識；實踐分析包括典型零件選材設計說明書撰寫或設計。這種考核評價方式是以工程實際問題來考核學生的綜合能力，為開放的試題，有助于充分考查學生應用理論知識的能力、設計創新的能力以及解決復雜工程問題的能力。

4 結語

通過對教學內容更新，追蹤前沿熱點，延伸了傳統課程的知識界限。通過教學方式的變革和教學評價的創新，解決了傳統課程中知識傳遞效率低、教學質量差的問題，能有效提升教學水平。充分利用信息化技術手段，有望治愈機械工程材料等傳統課程的痼疾，必將加快實現高素質創新型人才的培養變革。