基于機械工程材料的教學改革探索
——以九江學院為例

馬世方，余健，李養良，杜大明，孫國棟

（九江學院 材料科學與工程學院，江西九江 332005）

隨著我國經濟結構轉型和產業升級發展，各行業對應用型人才需求量增大，導致出現應用型人才緊缺的狀況。為此，我國引導一部分本科院校向應用型方向轉型。2018 年，九江學院明確了應用型大學的發展思路，2021 年，進一步明確了建設高水平應用型大學的辦學目標，積極推進應用型大學建設。

機械工程材料是機械類及近機械類專業必修的基礎課程[1-2]，主要研究材料的化學成分、組織結構、加工工藝與性能之間的關系[3-4]。傳統的課程教學以教師講授為主，概念、術語多，定性描述和需要記憶的內容也較多[5-7]，導致學生在學習過程中缺乏對材料性能變化的感性認識，易感到枯燥乏味[8]，學習興趣不高。

為了實現應用型大學建設目標，滿足國家對應用型人才的需求[9-10]。本文從教學內容與方法、實踐教學、考核方式及它們之間的關系出發，探索以實踐促教學的方法，旨在提高教學質量，促進理論聯系實際，培養能運用相關知識解決實際工程問題的應用型人才。

1 機械工程材料教學內容

該課程的培養模式為“教學—科研—應用能力—創新意識”，目標為培養學生理論聯系實際、分析和解決問題的能力[11-12]。機械工程材料課程是由材料學科多門專業課程糅合而成的一門專業課程，這就導致該課程的概念多、術語多、定性描述多、需要記憶的內容多。例如，講授低碳鋼的應力—應變曲線時，涉及屈服強度、抗拉強度、塑性、彈性等術語和概念；鐵碳合金相圖中涉及鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體等術語和概念。這些抽象的概念導致學生的學習興趣不高，教學效果差[13-14]。

2 機械工程材料現有的理論教學方式

盡管現在的教學方式多種多樣，線下教學可借助多媒體，線上教學可采用騰訊會議、騰訊課堂、釘釘直播等工具，線下+線上混合式教學的工具有雨課堂、學習通、超星等平臺，但由于大多數教師只是把教學內容搬到多媒體或線上平臺，本質上與傳統的板書式教學相差不大，學生學習興趣難以被有效激發，學生學習效果不佳。

3 機械工程材料現有的實踐教學方式

實踐是檢驗理論教學效果的有效途徑，是機械工程材料課程教學的重要環節。現有的實踐教學多以驗證型的實驗為主，學生在實驗的過程中只是按照實驗指導書開展相應實驗，機械式地重復實驗，理論與實踐未充分結合，導致學生的實踐能力較差。這種實踐方式偏離了機械工程材料“教學—科研—應用能力—創新意識”的培養模式。

4 機械工程材料現有的考核方式

當前機械工程材料的考核方式以考試為主，試卷的內容以單選、名詞解釋、填空、判斷、簡答為主，案例分析和綜合分析類試題中能考查學生綜合運用理論知識、理論聯系實踐能力的題目較少[15]。這種考核模式不利于學生實踐能力的培養，不符合國家培養應用型本科人才的要求。

5 教學改革內容

5.1 理論教學改革

在理論教學的過程中，教師應在講授概念、術語時結合具體案例，使用視頻、動畫等形式使學生對抽象的知識有一個感性的認識，加深對理論知識的理解。此外，理論教學應改變傳統的教學模式，從教師的“深度教學”模式轉到學生的“深度學習”模式，堅持以學生為本，引導學生主動學習。

5.2 實踐教學改革

實踐教學是機械工程材料課程教學過程中的重要環節，是將理論知識實際應用的重要途徑，是培養應用型人才的基礎。目前的實驗課程多以簡單的驗證型實驗為主，學生沒有真實參與到整個實踐環節。為使實驗能夠更好地促進學生實踐能力的培養，不僅要豐富實驗課程內容，還應豐富實踐活動形式（校外實訓、社會調查、課程設計等），旨在實現以實踐促進教學的目標。具體內容如下。

（1）實驗課程。現有的驗證性實驗導致教學效果差，學生知識綜合應用能力差。為使實驗課程更好地促進教學，應通過簡單的驗證性實驗使學生掌握基本的實驗操作技能及分析處理實驗數據的能力，在此基礎上，安排綜合性的實驗課程。學生根據所學知識擬定實驗方案，任課教師審核無誤后，學生即可開始相關實驗，根據所學理論知識分析解釋實驗結果和實驗中遇到的問題，加深對理論知識的理解，并完成實驗報告。

（2）社會調查。社會調查是讓學生從校園走向社會，有意識地利用所學知識對相關機械使用的材料進行調查、分析、研究。在社會調查環節，學生要走進市場，了解金屬材料牌號，分析材料的使用性能、工藝性能和經濟性，同時結合理論知識分析碳含量、合金種類及含量對鋼強度、硬度、塑性、韌性、耐蝕性、耐熱性等性能的影響。調研完成后，學生按照要求完成調研報告。通過調研，學生鍛煉了溝通交流的能力、收集及分析處理信息的能力、報告撰寫能力，還加深了對理論知識的理解。

（3）校外實訓。校外實訓一般安排在大三或大四集中進行，脫離了課堂教學，部分與機械工程材料有關的實訓應緊接著課程教學進行。高校可通過校企合作的方式搭建實訓教學基地，讓學生有機會進入生產現場參觀學習，了解工業用鋼的生產工藝，以對生產工藝產生感性認識，并熟悉相關熱處理設備。例如，參觀低碳鋼制造齒輪時，將每個生產環節與教材中的生產工藝對應，深刻認識每個生產工藝的目的及各個生產環節先后順序安排的原因。

（4）課程設計。課程設計是培養學生知識技能的重要環節，既可以鍛煉學生的專業綜合技能，又能使學生加強對理論知識的理解，促進理論知識與實際操作能力的融合。在課程設計環節，學生通常需要組建小組，合作開展課程設計，進行組內討論，自主選題，評估選題的可行性和實現過程中遇到的問題及解決方案，從而設計出能夠滿足課程任務的設計方案，經教師審核評估以后開展相應工作。學生在課程設計完成后需撰寫報告并制作PPT 進行課程匯報。該過程不僅培養了學生的團隊協作能力，還可給予學生一個展現才能的機會。課程設計的各個環節與創新型科學研究的過程類似，錘煉了學生的科研能力，也可借此機會鼓勵學生積極參與科研創新項目。

（5）學科競賽。學科競賽可有效促進理論與實際應用相融合，激發學生的學習興趣，培養學生通過實踐發現問題并找到解決方法的能力，增強學生的學習自信心。學科競賽涉及計劃安排、文獻查閱、實驗設計及數據處理、問題解決預案等相關事宜。在此過程中，學生能得到多方面的鍛煉。通過學科競賽可以拓寬學生知識范圍，拓展學生創造性思維，增強學生的實踐能力及核心競爭力，同時，還可以培養學生的科研興趣，提高學生的創新能力。因此，開展學科競賽，不僅有助于培養學生的實踐能力、團隊合作精神以及解決實際問題的能力，還可以培養學生的科研能力，提高學生的就業競爭力。

根據理論教學大綱和培養方案的要求，教師可在以上列舉的五種實踐形式中選取幾種合適的實踐教學方式，將它們相互結合來實現實踐教學的目的，最終達到應用型人才培養的目標。

5.3 考核方式改革

傳統的考核方式中較少考核學生的綜合應用能力，為此，教師應該對課程考核方式進行改革。首先是對總成績占比的改革，應增加相應的實踐課的成績占比，更多考查學生靈活運用理論知識解決實際問題的能力；其次是考試內容的改革，減少單選、填空、判斷等客觀題，降低名詞解釋等綜合性較弱的主觀題的比例，增加案例分析、綜合分析等考查學生綜合能力的題型。

6 結語

實踐是檢驗真理的唯一標準。針對機械工程材料課程目前在理論教學、實踐教學和考核方式方面存在的主要問題，提出了實踐教學改革方案。對教學內容，增加綜合性的實驗課程，對教學形式，除了課內實驗課程外，還根據教學大綱和培養方案的設定增加社會調查、校外實訓、課程設計、學科競賽等多種實踐活動形式，從而實現以實踐促教學的目的，培養學生理論聯系實際的能力，為我國培養學以致用的應用型人才。