職業(yè)本科機械類專業(yè)“機械工程材料”課程教學(xué)改革

田寧　李賓　孫慧　尚曉娟

摘 要：培養(yǎng)高層次技術(shù)技能人才是職業(yè)本科培養(yǎng)模式的基本內(nèi)涵，是保障職業(yè)本科高質(zhì)量發(fā)展的必經(jīng)之路。為了深化教學(xué)改革，文章對職業(yè)本科機械類專業(yè)必修課程“機械工程材料”課程的教材建設(shè)及教學(xué)內(nèi)容和方法進行了改革與探索。首先采取高校及企業(yè)專家深度融合的方式，形成校企共建的教材編寫模式建設(shè)適合職業(yè)本科“機械工程材料”的教材。其次合理選擇理論教學(xué)內(nèi)容及改革考核手段，“以學(xué)生為中心”這一原則，提高學(xué)生對課程的理解并 考核學(xué)生的綜合能力。最后對實驗課程教學(xué)進行改革，使學(xué)生的學(xué)習(xí)變被動為主動，給學(xué)生更加自主創(chuàng)新的空間，提高學(xué)生對實踐操作的興趣。

關(guān)鍵詞：職業(yè)本科 機械工程材料 教學(xué)改革 教學(xué)實踐

1 引言

2019年《國家職業(yè)教育改革實施方案》提出“開展本科層次職業(yè)教育試點、完善國家職業(yè)教育制度體系”，為現(xiàn)代制造業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展和職業(yè)教育現(xiàn)代化提供制度保障與人才支撐，這標(biāo)致著我國打破了長期以來職業(yè)教育人才止步于專科，打通了職業(yè)教育的學(xué)生繼續(xù)向上求學(xué)深造的通道；2021年4月習(xí)近平總書記明確提出要“穩(wěn)步發(fā)展職業(yè)本科教育，建設(shè)一批高水平職業(yè)院校和專業(yè)?！痹趪业母叨戎匾暫蜕鐣捌髽I(yè)的強烈需求下，職業(yè)本科必將得到快速發(fā)展，將與普通本科應(yīng)用型本科共同構(gòu)建高等教育全日制本科體系。職業(yè)本科高校作為培養(yǎng)高層次技術(shù)技能人才的場所，為我國產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化、產(chǎn)業(yè)鏈條現(xiàn)代化提供了高層次技術(shù)人才的支撐[1-2]。但職業(yè)本科面臨發(fā)展機遇的同時也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。其機遇是，社會中對高素質(zhì)的一線技術(shù)人才的需求越來越多；而挑戰(zhàn)是，學(xué)生是否有能力勝任該類工作[3-4]。因此，職業(yè)本科院校更應(yīng)該注重人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

“機械工程材料”課程，是“機械制造基礎(chǔ)系列課程”中的先導(dǎo)課，它起著承上啟下，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定理論基礎(chǔ)。該課程的任務(wù)是從機械工程的應(yīng)用及選材的角度出發(fā)，闡明金屬及高分子等材料的基本理論，了解成分、熱處理工藝對材料組織結(jié)構(gòu)與宏觀性能的影響規(guī)律。課程的目的是使學(xué)生在掌握機械工程材料的基本理論的基礎(chǔ)上，具備根據(jù)機械零件使用條件和性能要求，對零件進行合理選材及制定零件工藝路線的初步能力[5]。該課程理論性較強，概念比較抽象，并且相關(guān)知識點較多，加大了教與學(xué)的難度，主要研究金屬材料的性能與成分、組織結(jié)構(gòu)、變形機制之間的相互關(guān)聯(lián)問題。該課程蘊含著較為豐富的科學(xué)思，對學(xué)生創(chuàng)新能力創(chuàng)新思維的培養(yǎng)具有重要的意義[6-7]。

為了達到職業(yè)本科高校機械類“機械工程材料”課程的教學(xué)目標(biāo)，滿足企業(yè)對技能人才的需求，本文圍繞職業(yè)本科高校的辦學(xué)指導(dǎo)思想和定位，對“機械工程材料”教材、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實驗教學(xué)、考評方式等進行改革。為職業(yè)本科高?！皺C械工程材料” 課程教學(xué)改革與建設(shè)提供思路。

2 課程體系存在的問題

2.1 教材內(nèi)容滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展、形式形態(tài)單一

“機械工程材料”課程具有較強的實踐性，同時對理論講授和操作實踐具有較高的要求，因此，要求理論和實踐部分需要有較好的對應(yīng)關(guān)系更需要有科學(xué)合理的比例。目前“機械工程材料”教材多套用普通本科或高職教材。普通本科其培養(yǎng)目的是使學(xué)生扎實地掌握本門學(xué)科的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，以便使其具備從事科學(xué)研究工作或擔(dān)負專門技術(shù)工作的初步能力，所以教材較多的反映通識性知識和理論，導(dǎo)致實踐性偏差；而高職其培養(yǎng)目的與普通本科并不相同，更加重視學(xué)生動手能力，使學(xué)生具備某一專業(yè)技能，以便使其具有適應(yīng)于在制造、服務(wù)等一線崗位工作的能力，因此，教材更多地注重“實踐性”和“應(yīng)用性”，基礎(chǔ)理論要求相對較低[8]。上述兩套教材體系的側(cè)重點及理論部分與實踐部分比例都不符合職業(yè)本科人才培養(yǎng)目標(biāo)，對新形勢下的職業(yè)本科發(fā)展并不能起到促進作用。并且教學(xué)內(nèi)容老化、無法與時俱進，新思想、新技術(shù)不能及時反映到教材中。目前在各大院校中“機械工程材料”課程仍然以紙質(zhì)教材為主，教材形式形態(tài)單一，科技化、數(shù)字化、信息化技術(shù)并沒有得到充分的利用，致使學(xué)生對課程興趣不足，所獲取知識方式單一，教師教學(xué)成效和學(xué)生學(xué)習(xí)效果大打折扣。

2.2 教學(xué)方法及考核體系相對落后

大多數(shù)職業(yè)本科在實際教學(xué)過程中，仍采用教師講述為主，學(xué)生被動接受，這種一味知識灌輸傳統(tǒng)的教學(xué)模式，這種教學(xué)模式難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)側(cè)重死記硬背，而不是更高層次的思維技能，并且教學(xué)內(nèi)容陳舊脫離生產(chǎn)實踐，顯然這無法滿足課程的培養(yǎng)目標(biāo)。 作者認為，由于職業(yè)本科剛剛興起，大多數(shù)教師并未接觸過職業(yè)本科教育，造成實踐能力等相關(guān)素質(zhì)的缺乏，這導(dǎo)致教師只能注重對課本傳統(tǒng)知識內(nèi)容的講授，而忽略該門課程的“實踐性”和“應(yīng)用性”這不利于學(xué)生對該門學(xué)科的整體理解。

考試可以檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和水平，“機械工程材料”是一門實踐性較強的課程，要求學(xué)生學(xué)會通過熱處理及冷加工技術(shù)控制材料的組織形貌，這對學(xué)生的動手能力及創(chuàng)新能力同時提出了較高的要求，因此在考試的過程中不僅要對理論知識進行考察，更應(yīng)該對動手及創(chuàng)新能力進行考察。而目前課程考核往往還是以筆試作為課程考試的主要方式，這顯然偏離了機械工程材料課程的培養(yǎng)目標(biāo)。

2.3 實踐教學(xué)與生產(chǎn)實踐脫節(jié)且考核評價體系單一

大多數(shù)職業(yè)本科院?！皺C械工程材料”課程實踐教學(xué)中存在較多問題，并且在培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力和創(chuàng)新能力方面存在一定欠缺。

1、實踐教學(xué)與生產(chǎn)實踐脫節(jié)?？茖W(xué)的實驗教學(xué)體系是有效聯(lián)系理論和實踐的橋梁，是保證學(xué)生高效學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)，即有利于理論知識掌握，又可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和動手能力。但負責(zé)實踐教學(xué)的老師對該專業(yè)并不十分理解，一些“機械工程材料”的實踐教學(xué)內(nèi)容存在一定的隨意性并獨立于理論教學(xué)體系和生產(chǎn)實踐環(huán)節(jié)，造成本末倒置，極大的浪費了資源。2、實踐教學(xué)方法過時，考核評價體系單一。為了便于實驗開展，教師多數(shù)選取較為簡單的驗證性試驗，學(xué)生只是機械地按教材中的相關(guān)步驟進行操作，毫無創(chuàng)新性。而應(yīng)該具有創(chuàng)新性的設(shè)計性實驗也都是由老師給定試驗方案，學(xué)生并不能發(fā)揮獨立創(chuàng)新的能力。并且實驗課程的考核基本都是以學(xué)生提交的實驗報告為主要依據(jù)，這樣并不能平評價實踐教學(xué)是否達到相應(yīng)的效果。

3 課程教學(xué)改進措施

隨著社會的不斷發(fā)展，對人才的需求不斷發(fā)生變化，必須對職業(yè)本科“機械工程材料”課程的教學(xué)模式進行相關(guān)改革，以滿足人才的培養(yǎng)需求。為了增強學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的積極性和主動性，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和自主創(chuàng)新能力，應(yīng)從“機械工程材料”課程的教材建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、實驗課程設(shè)置、考核方式等方面進行必要的改革。

3.1 進一步規(guī)范職業(yè)本科教材、合理選擇教學(xué)內(nèi)容

教材在教學(xué)活動中具有重要的作用，是教師傳授知識的重要載體，是組織教學(xué)的準則和依據(jù)，優(yōu)秀教材可以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力。因此必須進一步規(guī)范職業(yè)本科教材編寫，統(tǒng)籌謀劃職業(yè)本科教材建設(shè)工作。

首先，組建頂級多元化教材編寫團隊，在制定“機械工程材料”課程教材過程中可合理引入企業(yè)機械、材料、汽車等不同行業(yè)專家，利用企業(yè)專家出色實踐能力及高校教師扎實的理論功底，讓高校及企業(yè)專家深度融合、共同開發(fā)，形成校企共建共享的教材編寫模式。其次，優(yōu)化課程中理論部分與實踐部分比例，根據(jù)職業(yè)本科學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)及學(xué)生的接受水平并了解實際工作崗位需求，及時掌握行業(yè)中的新技術(shù)和新動態(tài)，以企業(yè)典型項目為例，合理調(diào)節(jié)理論與實踐部分比例，使理論與實踐緊密結(jié)合連接順暢。最后，開發(fā)新形勢、新形態(tài)的教材，“機械工程材料”課程傳統(tǒng)教材以文字敘述為主，形式單一，枯燥無趣不適合現(xiàn)代化教學(xué)體系。教材建設(shè)過程中要創(chuàng)新教材的形式形態(tài)，教材內(nèi)容上采用項目式教學(xué)，形式上利用數(shù)字化、信息化等相關(guān)技術(shù)，建立和完善相應(yīng)的在線課和數(shù)字資源庫，構(gòu)件線上線下混合式一體化教學(xué)。

“機械工程材料”課程總體目標(biāo)：會根據(jù)不同材料不同用途選擇合適的熱處理方法，并能合理選用金屬材料；為后續(xù)繼“機械設(shè)計基礎(chǔ)”“塑料模設(shè)計”等其他相關(guān)課程奠定基礎(chǔ)。因此，本門課程在教學(xué)過程中，理論教學(xué)的重點應(yīng)該放在真正涉及機械設(shè)計與制造這些具有承上啟下的內(nèi)容上，使同學(xué)們對機械工程這門學(xué)科具有更好的了解。另外一些與生產(chǎn)實際緊密相關(guān)的內(nèi)容這些內(nèi)容不僅需要系統(tǒng)的理論講解，更需要在實踐中學(xué)習(xí)，如在機械制造中，常用工業(yè)用鋼熱處理工藝路線的制定、組織形貌及力學(xué)性能的檢測等。

3.2 合理選擇理論教學(xué)內(nèi)容及考核手段改革

“機械工程材料”課程總體目標(biāo)：學(xué)習(xí)工程材料的力學(xué)性能，在機械設(shè)計中能根據(jù)材料的力學(xué)性能，具有初步合理選擇材料的基礎(chǔ)；了解金屬材料的組織結(jié)構(gòu)和各種熱處理制度，會根據(jù)不同材料不同用途選擇合適的熱處理方法；學(xué)習(xí)工程材料種類、牌號和應(yīng)用，能合理選用工程材料。為后續(xù)繼“機械設(shè)計基礎(chǔ)”“冷沖磨具設(shè)計”“塑料模設(shè)計”等其他相關(guān)課程奠定基礎(chǔ)。因此在“機械工程材料”在教學(xué)內(nèi)容的選擇上應(yīng)該重點放在真正涉及機械設(shè)計與制造內(nèi)容，教會學(xué)生正確選材和合理使用熱處理工藝，以便使金屬材料符合機械設(shè)計的要求。并且對于一些重要理論，這些理論在該門課程的教學(xué)過程中起到支撐的作用，因此在教學(xué)的過程中要重點的講訴，并要求學(xué)生對此在理解的基礎(chǔ)上掌握，如合金熱處理工藝、金屬的力學(xué)性能、鐵碳合金相圖等。另外一些與生產(chǎn)實際緊密相關(guān)的內(nèi)容，這些內(nèi)容則需要學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)，如在機械制造中，常用的工業(yè)用鋼和鑄鐵的牌號、性能、熱處理工藝的安排、工藝路線的制定、組織形貌及力學(xué)性能的檢測等。

課程考核的目的是檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。因此，在課程考核過程中，應(yīng)該建立“以學(xué)生為中心”這一原則，減少教師的過度參與，應(yīng)該做以下改革。1、重視學(xué)生平時表現(xiàn)，如加大學(xué)生平時成績占期末總成績的比例。學(xué)生平時成績考核指標(biāo)主要是由作業(yè)、課堂表現(xiàn)及出勤率所決定，其中課堂表現(xiàn)應(yīng)該采用加分鼓勵原則，對于積極回答問題表現(xiàn)良好的同學(xué)采用加分制度，這樣就避免了學(xué)生上課打游戲睡覺等不良行為。平時作業(yè)應(yīng)該采用靈活多樣的形式，如采用小組合作學(xué)習(xí)或?qū)W生以小組為單位根據(jù)知識點制作PPT并上臺匯報等形式，以便提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。2、期末考試不以卷紙形式作為考試依據(jù)，而是以多個項目考核的方式。項目由基礎(chǔ)知識、創(chuàng)新能力、實驗基本操作等相關(guān)項目所組成，其中基礎(chǔ)知識項目考查學(xué)生對本課程的理解及掌握，創(chuàng)新能力項目考察評學(xué)生利用所學(xué)過的本門課程知識對某一特定要求設(shè)計出可行的方案，實驗基本操作項目考查學(xué)生動手能力。

3.3 實驗課程教學(xué)改革措施

傳統(tǒng)的“機械工程材料”實驗課程設(shè)置不合理并具有一定的弊端，已不能滿足應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需求，為了培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新意識和求真務(wù)實的科學(xué)精神，增加他們對理論課程和實驗的認知理解深度，有必要對“機械工程材料”實驗課程進行改革。

3.3.1 修改實驗設(shè)計計劃，改進教學(xué)模式

“機械工程材料”原有實驗計劃中，設(shè)計性實驗就是對書本理論的一個基本驗證，并未起到發(fā)揮學(xué)生積極性和主動性從而提高學(xué)生創(chuàng)新能力的作用，容易傳達“輕實驗、重理論”的錯誤觀點，不利于提高實驗教學(xué)質(zhì)量。因此，在開展“機械工程材料”設(shè)計性實驗過程中，教師應(yīng)該不在講述實驗過程，只應(yīng)該強調(diào)關(guān)鍵注意事項，給學(xué)生更大的自主創(chuàng)作空間。學(xué)生按照實驗相關(guān)要求，自主查閱資料，設(shè)計實驗流程，制定實驗方案，并交于教師進行審閱、修改。并在老師認可后學(xué)生獨立到實驗室完成相關(guān)實驗。

3.3.2 利用現(xiàn)代技術(shù)，優(yōu)化實踐教學(xué)方式

興趣可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力，然而興趣并不是天生就有的，事物的新穎性、獨特性決定了事物是否可以獲得學(xué)生的興趣。因此現(xiàn)代教學(xué)手段的運用，不僅可以用來傳遞教學(xué)內(nèi)容，而且還會創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。因此針對“機械工程材料”綜合實驗課程的實驗內(nèi)容，可以采用不同的教學(xué)方法（如開放性實驗學(xué)生分組進行實驗），讓學(xué)生參與到實驗計劃的實施中來，使學(xué)生的學(xué)習(xí)變被動為主動。另外，目前互聯(lián)網(wǎng)上具有豐富的教學(xué)資源，學(xué)生可以自學(xué)線上的相關(guān)實驗視頻、虛擬仿真實驗等以便開拓設(shè)計性實驗的思路，提高學(xué)生對實驗的興趣。

4 結(jié)語

總之，在國家大力發(fā)展職業(yè)本科的大背景下，企業(yè)對技術(shù)型人才的需求發(fā)生了巨大的變化，因此職業(yè)本科高等院校在教學(xué)過程中也應(yīng)與時俱進。本文結(jié)合學(xué)生的基本能力和企業(yè)對職業(yè)本科技術(shù)人才的需求對“機械工程材料”的教材進行改進及建設(shè)并對該課程的理論教學(xué)內(nèi)容和實驗教學(xué)內(nèi)容等進行改革和實踐探索，改革陳舊的教學(xué)模式，重視理論聯(lián)系實際，激發(fā)學(xué)生興趣和提高學(xué)生自主思考能力，為“機械工程材料”課程建設(shè)提供參考和借鑒。

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