適應(yīng)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的工程材料課程教學(xué)改革思考

杜曉東 李合琴 張學(xué)斌

［摘要］對照工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，為解決材料工程課程內(nèi)容較陳舊、缺少創(chuàng)新和活力，學(xué)生對課程的基本內(nèi)容、基本知識掌握尚欠缺、分析解決工程實際問題的能力的提高不顯著的問題，從教學(xué)理念、教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方式等幾方面提出了機(jī)械類專業(yè)工程材料的教學(xué)改革設(shè)想。

［關(guān)鍵詞］工程材料專業(yè)認(rèn)證

［中圖分類號］G642.0［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A［文章編號］2095-3437（2014）02-0117-02

教學(xué)改革工程教育專業(yè)認(rèn)證是為了構(gòu)建我國高等工程教育質(zhì)量監(jiān)控體系，提高工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量而推行的一項重要措施。我國高等院校工科專業(yè)培養(yǎng)出的工程科技人才總量居世界前列，但由于高等教育已從精英教育發(fā)展為大眾教育，與精英階段培養(yǎng)出的工程師相比，目前教育質(zhì)量落差較大,迫切需要改革。

在國際人才市場上，工程人才及其執(zhí)業(yè)資格的互認(rèn)都是通過高等工程教育專業(yè)認(rèn)證的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量的。2012年7月修訂的新版工程教育專業(yè)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)明確工程教育要以學(xué)生為中心，以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的思想。為此，課程體系、每門課程的課程內(nèi)容、目標(biāo)等都應(yīng)圍繞著學(xué)生、圍繞著能力培養(yǎng)來組織。

工程材料課程是工科院校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的一門十分重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，在構(gòu)建人才的知識結(jié)構(gòu)、提高分析問題、解決問題的能力中具有重要的地位。因此，為滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的新要求，構(gòu)建完整的機(jī)械類專業(yè)知識和能力體系，工程材料課程的教學(xué)理念、教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方式都必須做出相應(yīng)的改革。

一、工程材料的教學(xué)現(xiàn)狀

首先，傳統(tǒng)的“工程材料”課程體系是把材料類專業(yè)學(xué)生應(yīng)掌握的知識進(jìn)行濃縮，在材料基礎(chǔ)理論上提出了過高或過多的內(nèi)容要求；在教學(xué)重點上，對在工程實踐中合理選擇材料、正確應(yīng)用材料這一重要的教學(xué)思想重視不夠。

其次，教學(xué)方法和教學(xué)手段不能完全滿足教學(xué)要求。課堂教學(xué)中，教師總是趕課時，灌輸多，學(xué)生理解掌握的少，特別是目前廣泛采用PPT教學(xué)，短時間內(nèi)信息量大，教學(xué)進(jìn)度快，學(xué)生思維跟不上，未能真正吸收。

再次，考核方式單一，學(xué)生主動思考、探究問題的積極性不高，考前突擊，為考試而考試的現(xiàn)象較為突出。

二、工程材料的教學(xué)改革設(shè)想

（一）教學(xué)觀念的改革

與發(fā)達(dá)國家相比,我國的工程教育與工程實際之間距離較大,特別在培養(yǎng)學(xué)生從經(jīng)濟(jì)性、安全性、環(huán)境保護(hù)和社會道德倫理等方面來對待工程技術(shù)項目的素質(zhì)教育上還很欠缺。在與國際接軌的工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下，工程材料課程教師不僅要傳授材料學(xué)基本知識，培養(yǎng)學(xué)生的工程材料應(yīng)用能力，更需要對學(xué)生進(jìn)行正確的材料學(xué)教育，正確處理材料選擇和應(yīng)用與人類文明及經(jīng)濟(jì)發(fā)展、與環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展間的關(guān)系，使學(xué)生能充分、合理地利用好材料。

教師對學(xué)生的要求不能僅是單純的接受知識，更重要的是要求學(xué)生培養(yǎng)自己的學(xué)習(xí)主動性、對問題的探究精神和通過所學(xué)知識解決實際問題的能力以及創(chuàng)造能力，教師的知識結(jié)構(gòu)、教育觀、教學(xué)藝術(shù)、教學(xué)重點、教學(xué)方法和管理藝術(shù)均需與此相適應(yīng)，要不斷改變傳統(tǒng)的教學(xué)理念，適應(yīng)新的要求。

（二）教學(xué)體系的改革

課程教學(xué)內(nèi)容的整合與優(yōu)化要緊扣工程型人才培養(yǎng)目標(biāo)，以專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，適當(dāng)?shù)滩闹羞^于深奧的理論，減少繁雜的公式推導(dǎo)，倡導(dǎo)“材料、設(shè)計、制造”一體化理念，培育學(xué)生大工程觀。

（三）教學(xué)內(nèi)容的改革

按照認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的要求，教學(xué)內(nèi)容要充分體現(xiàn)與生產(chǎn)實踐、社會發(fā)展需要相結(jié)合的特征,充分反映相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域發(fā)展的新要求。為適應(yīng)工程材料內(nèi)涵的變化，對高分子材料、陶瓷材料、復(fù)合材料等增加了學(xué)時，同時還增加了功能材料的內(nèi)容，并注意介紹與高新技術(shù)或產(chǎn)業(yè)有關(guān)的新材料、新工藝及新技術(shù)等先進(jìn)知識。此外，為提高學(xué)生解決實際問題的能力，還增加了失效分析的內(nèi)容。

教學(xué)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)對重點、難點的把握，對一些重點、難點內(nèi)容，要精心組織，講深講透，保證學(xué)生對基本理論的掌握。例如：在金屬的結(jié)晶一章，過冷是金屬結(jié)晶的一個必不可少的條件，為了加深學(xué)生對這一重要概念的理解，我們在教學(xué)內(nèi)容的組織上，始終抓住“過冷”這一主線，將過冷和過冷度貫穿全章，使學(xué)生明確：只有過冷才能建立結(jié)晶的熱力學(xué)條件，才能使已形成的晶核得以生成和長大；通過控制過冷度的大小，可以細(xì)化晶粒，提高材料的性能。經(jīng)過反復(fù)強(qiáng)調(diào)，學(xué)生就會認(rèn)識到：結(jié)晶的必要條件是液相必須過冷；結(jié)晶的充要條件是液相必須滿足一定的臨界過冷度。

（四）教學(xué)方法的改革

在高等工程教育專業(yè)認(rèn)證體系下,從事工程教育的教師要不斷提高教育教學(xué)質(zhì)量,改善教學(xué)方法和提高教學(xué)技術(shù)。教學(xué)方法要面向工程實際,更多地采用案例分析、綜合設(shè)計、小組學(xué)習(xí)、項目訓(xùn)練等形式，培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)和團(tuán)隊合作能力，提高工程意識和設(shè)計技能。教師也要深入研究當(dāng)前國內(nèi)外工程教育的發(fā)展形勢,將國際上最新的科學(xué)思想和科研成果傳授給學(xué)生。

本課程涉及的專業(yè)知識面廣，基本概念多，理解記憶困難，學(xué)習(xí)起來較為枯燥，教師在教學(xué)方法上需綜合采用啟發(fā)式、導(dǎo)入式、問答式、案例式、場景式等方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的參與熱情。教師要緊緊抓住學(xué)生的求知欲望，不斷提出問題，給學(xué)生留下思考空間，實現(xiàn)師生思維互動。

在教學(xué)過程中需注意和實驗現(xiàn)象的結(jié)合。例如：結(jié)晶的概念及現(xiàn)象，學(xué)生在物理等教學(xué)中雖然已有接觸，但一般認(rèn)識不夠深刻。為使學(xué)生更好地認(rèn)識這一概念，根據(jù)由感性到理性這一認(rèn)識規(guī)律，可以首先向?qū)W生交代兩個實驗結(jié)果：一是不同冷速下金屬結(jié)晶的冷卻曲線，二是金屬結(jié)晶過程實驗觀察結(jié)果。通過實驗結(jié)果使學(xué)生掌握：1、晶胚和孕育期的概念；2、形核和長大的概念；3、金屬的結(jié)晶過程是一個形核和長大過程。在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生思考金屬結(jié)晶為什么需要過冷？晶核是怎樣形成的？是如何長大的？通過這樣一些過程，引導(dǎo)學(xué)生從簡單的實驗結(jié)果進(jìn)一步對結(jié)晶理論進(jìn)行考慮，在此基礎(chǔ)上，再對結(jié)晶理論進(jìn)行全面的分析與講解。這種由實驗結(jié)果引出結(jié)晶理論分析的講解方法，教師講解較方便，學(xué)生也容易接受，教學(xué)效果較好。

課堂討論是培養(yǎng)與訓(xùn)練學(xué)生獨立分析與思考問題能力的一種絕好方式，也是課程教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)。學(xué)生主動參與思考并進(jìn)行討論的課堂教學(xué)效果優(yōu)于教師主講、學(xué)生聽課的被動參與學(xué)習(xí)狀態(tài)。在工程材料教學(xué)中需根據(jù)課程的重點和難點，開設(shè)專題討論課。課堂討論形式應(yīng)靈活多樣。教師提前將討論的要求和內(nèi)容布置給學(xué)生，讓學(xué)生充分準(zhǔn)備，積極參與，既活躍了課堂氣氛，又提高了教學(xué)效果。

（五）教學(xué)手段的改革

教學(xué)過程需借助于一定的教學(xué)手段，在教學(xué)過程中，除利用多媒體課件來提高教學(xué)的質(zhì)量和效率，還要充分利用實物、模型等直觀教具。例如：金屬的晶體結(jié)構(gòu)較為抽象，多媒體課件可以幫助學(xué)生理解、認(rèn)識晶體結(jié)構(gòu)，但若借助于各種晶體結(jié)構(gòu)的實物模型，學(xué)生可以看得見、摸得著，就可以使學(xué)生對晶體中的原子排列方式有非常直觀的認(rèn)識。這樣，既幫助學(xué)生對所學(xué)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行充分的感知，同時也使教學(xué)過程變得生動、輕松愉快，借以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這樣的課堂教學(xué)效果更好。

（六）考核方式的改革

考核是檢驗課程教學(xué)的必要手段和形式。基于“工程材料”課程的特點，本課程的考核方式采用了“閉卷筆試+實驗環(huán)節(jié)+綜述性報告+課堂討論、小測驗+作業(yè)”模式。閉卷考試適當(dāng)增加主觀性、應(yīng)用題試題比重。撰寫綜述性報告，既鍛煉了學(xué)生綜合運用所學(xué)知識的能力，又培養(yǎng)了學(xué)生快速有效地獲取、分析信息資源的能力，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，擴(kuò)大了知識面。這種評價標(biāo)準(zhǔn)的多元化重視學(xué)習(xí)過程，能充分反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

上述幾方面是我們針對工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)以及新形勢的要求對工程材料課程改革的一些思考。認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)明確提出工程教育應(yīng)服務(wù)于社會需求，工程材料作為機(jī)械類專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，在構(gòu)成畢業(yè)生工程教育知識能力體系中肩負(fù)著重要的任務(wù)，其改革仍需不斷推進(jìn)，這需要我們勇于實踐，不斷總結(jié)，探索出一條適合機(jī)械類專業(yè)工程教育培養(yǎng)目標(biāo)、符合工程材料課程教學(xué)規(guī)律和發(fā)展趨勢的教改之路。

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［責(zé)任編輯：左蕓］