職業本科機械類專業“機械工程材料”課程教學改革

田寧　李賓　孫慧　尚曉娟

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

關鍵詞：職業本科 機械工程材料 教學改革 教學實踐

1 引言

2019年《國家職業教育改革實施方案》提出“開展本科層次職業教育試點、完善國家職業教育制度體系”，為現代制造業、現代農業的發展和職業教育現代化提供制度保障與人才支撐，這標致著我國打破了長期以來職業教育人才止步于?？?，打通了職業教育的學生繼續向上求學深造的通道；2021年4月習近平總書記明確提出要“穩步發展職業本科教育，建設一批高水平職業院校和專業?！痹趪业母叨戎匾暫蜕鐣捌髽I的強烈需求下，職業本科必將得到快速發展，將與普通本科應用型本科共同構建高等教育全日制本科體系。職業本科高校作為培養高層次技術技能人才的場所，為我國產業基礎高級化、產業鏈條現代化提供了高層次技術人才的支撐[1-2]。但職業本科面臨發展機遇的同時也面臨著嚴峻的挑戰。其機遇是，社會中對高素質的一線技術人才的需求越來越多；而挑戰是，學生是否有能力勝任該類工作[3-4]。因此，職業本科院校更應該注重人才培養的質量。

“機械工程材料”課程，是“機械制造基礎系列課程”中的先導課，它起著承上啟下，為后續課程的學習奠定理論基礎。該課程的任務是從機械工程的應用及選材的角度出發，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構與宏觀性能的影響規律。課程的目的是使學生在掌握機械工程材料的基本理論的基礎上，具備根據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，并且相關知識點較多，加大了教與學的難度，主要研究金屬材料的性能與成分、組織結構、變形機制之間的相互關聯問題。該課程蘊含著較為豐富的科學思，對學生創新能力創新思維的培養具有重要的意義[6-7]。

為了達到職業本科高校機械類“機械工程材料”課程的教學目標，滿足企業對技能人才的需求，本文圍繞職業本科高校的辦學指導思想和定位，對“機械工程材料”教材、教學內容、教學方法、實驗教學、考評方式等進行改革。為職業本科高?！皺C械工程材料” 課程教學改革與建設提供思路。

2 課程體系存在的問題

2.1 教材內容滯后于產業發展、形式形態單一

“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關系更需要有科學合理的比例。目前“機械工程材料”教材多套用普通本科或高職教材。普通本科其培養目的是使學生扎實地掌握本門學科的基礎理論、專業知識和基本技能，以便使其具備從事科學研究工作或擔負專門技術工作的初步能力，所以教材較多的反映通識性知識和理論，導致實踐性偏差；而高職其培養目的與普通本科并不相同，更加重視學生動手能力，使學生具備某一專業技能，以便使其具有適應于在制造、服務等一線崗位工作的能力，因此，教材更多地注重“實踐性”和“應用性”，基礎理論要求相對較低[8]。上述兩套教材體系的側重點及理論部分與實踐部分比例都不符合職業本科人才培養目標，對新形勢下的職業本科發展并不能起到促進作用。并且教學內容老化、無法與時俱進，新思想、新技術不能及時反映到教材中。目前在各大院校中“機械工程材料”課程仍然以紙質教材為主，教材形式形態單一，科技化、數字化、信息化技術并沒有得到充分的利用，致使學生對課程興趣不足，所獲取知識方式單一，教師教學成效和學生學習效果大打折扣。

2.2 教學方法及考核體系相對落后

大多數職業本科在實際教學過程中，仍采用教師講述為主，學生被動接受，這種一味知識灌輸傳統的教學模式，這種教學模式難以激發學生學習興趣，教學側重死記硬背，而不是更高層次的思維技能，并且教學內容陳舊脫離生產實踐，顯然這無法滿足課程的培養目標。 作者認為，由于職業本科剛剛興起，大多數教師并未接觸過職業本科教育，造成實踐能力等相關素質的缺乏，這導致教師只能注重對課本傳統知識內容的講授，而忽略該門課程的“實踐性”和“應用性”這不利于學生對該門學科的整體理解。

考試可以檢查學生的學習情況和水平，“機械工程材料”是一門實踐性較強的課程，要求學生學會通過熱處理及冷加工技術控制材料的組織形貌，這對學生的動手能力及創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，更應該對動手及創新能力進行考察。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目標。

2.3 實踐教學與生產實踐脫節且考核評價體系單一

大多數職業本科院校“機械工程材料”課程實踐教學中存在較多問題，并且在培養學生實踐動手能力和創新能力方面存在一定欠缺。

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

3 課程教學改進措施

隨著社會的不斷發展，對人才的需求不斷發生變化，必須對職業本科“機械工程材料”課程的教學模式進行相關改革，以滿足人才的培養需求。為了增強學生在學習過程中的積極性和主動性，培養學生的工程實踐能力和自主創新能力，應從“機械工程材料”課程的教材建設、教學內容、教學方式、實驗課程設置、考核方式等方面進行必要的改革。

3.1 進一步規范職業本科教材、合理選擇教學內容

教材在教學活動中具有重要的作用，是教師傳授知識的重要載體，是組織教學的準則和依據，優秀教材可以培養學生自主學習能力，培養學生學習興趣和創新能力。因此必須進一步規范職業本科教材編寫，統籌謀劃職業本科教材建設工作。

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機械、材料、汽車等不同行業專家，利用企業專家出色實踐能力及高校教師扎實的理論功底，讓高校及企業專家深度融合、共同開發，形成校企共建共享的教材編寫模式。其次，優化課程中理論部分與實踐部分比例，根據職業本科學生的培養目標及學生的接受水平并了解實際工作崗位需求，及時掌握行業中的新技術和新動態，以企業典型項目為例，合理調節理論與實踐部分比例，使理論與實踐緊密結合連接順暢。最后，開發新形勢、新形態的教材，“機械工程材料”課程傳統教材以文字敘述為主，形式單一，枯燥無趣不適合現代化教學體系。教材建設過程中要創新教材的形式形態，教材內容上采用項目式教學，形式上利用數字化、信息化等相關技術，建立和完善相應的在線課和數字資源庫，構件線上線下混合式一體化教學。

“機械工程材料”課程總體目標：會根據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；為后續繼“機械設計基礎”“塑料模設計”等其他相關課程奠定基礎。因此，本門課程在教學過程中，理論教學的重點應該放在真正涉及機械設計與制造這些具有承上啟下的內容上，使同學們對機械工程這門學科具有更好的了解。另外一些與生產實際緊密相關的內容這些內容不僅需要系統的理論講解，更需要在實踐中學習，如在機械制造中，常用工業用鋼熱處理工藝路線的制定、組織形貌及力學性能的檢測等。

3.2 合理選擇理論教學內容及考核手段改革

“機械工程材料”課程總體目標：學習工程材料的力學性能，在機械設計中能根據材料的力學性能，具有初步合理選擇材料的基礎；了解金屬材料的組織結構和各種熱處理制度，會根據不同材料不同用途選擇合適的熱處理方法；學習工程材料種類、牌號和應用，能合理選用工程材料。為后續繼“機械設計基礎”“冷沖磨具設計”“塑料模設計”等其他相關課程奠定基礎。因此在“機械工程材料”在教學內容的選擇上應該重點放在真正涉及機械設計與制造內容，教會學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過程中起到支撐的作用，因此在教學的過程中要重點的講訴，并要求學生對此在理解的基礎上掌握，如合金熱處理工藝、金屬的力學性能、鐵碳合金相圖等。另外一些與生產實際緊密相關的內容，這些內容則需要學生在實踐中學習，如在機械制造中，常用的工業用鋼和鑄鐵的牌號、性能、熱處理工藝的安排、工藝路線的制定、組織形貌及力學性能的檢測等。

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

3.3 實驗課程教學改革措施

傳統的“機械工程材料”實驗課程設置不合理并具有一定的弊端，已不能滿足應用型人才的培養需求，為了培養學生的動手能力、創新意識和求真務實的科學精神，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 修改實驗設計計劃，改進教學模式

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

3.3.2 利用現代技術，優化實踐教學方式

興趣可以提高學生學習的內在動力，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生的興趣。因此現代教學手段的運用，不僅可以用來傳遞教學內容，而且還會創造良好的學習環境，激發學生的好奇心和求知欲，引導學生深入思考。因此針對“機械工程材料”綜合實驗課程的實驗內容，可以采用不同的教學方法（如開放性實驗學生分組進行實驗），讓學生參與到實驗計劃的實施中來，使學生的學習變被動為主動。另外，目前互聯網上具有豐富的教學資源，學生可以自學線上的相關實驗視頻、虛擬仿真實驗等以便開拓設計性實驗的思路，提高學生對實驗的興趣。

4 結語

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

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