新要求下《工程材料及其成型基礎(chǔ)》教學(xué)改革探索

崔熙貴

摘 要：為了進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量，適應(yīng)工程教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新要求，文章針對(duì)《工程材料及其成型基礎(chǔ)》課程的特點(diǎn)，探討了其教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革措施，以期培養(yǎng)出高水平的工程型和創(chuàng)新型人才。

關(guān)鍵詞：工程材料及其成型基礎(chǔ)；工程教育；創(chuàng)新能力；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2017）24-0121-03

Abstract： To further improve the quality of teaching and adapting to the new demands of engineering education and innovative ability cultivation， the reform measures of its teaching contents and methodswere explored according to the features of "Engineering Materials and Forming Foundation" course， expecting to cultivatethehigh-level engineering and creative talents.

Keywords： engineering materials and forming foundation； engineering education； innovation ability； teaching reform

《工程材料及其成型基礎(chǔ)》是高校機(jī)械類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要涉及工程材料和成型工藝等理論知識(shí)。工程材料部分主要包括材料的晶體結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、鐵碳合金相圖、熱處理工藝及常用工程材料和選材方法；而成型工藝部分主要包括液態(tài)成型、塑性成型、焊接成型方法及其工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。該課程覆蓋面廣，基本概念多，與工程實(shí)際關(guān)系密切，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解材料-結(jié)構(gòu)-工藝-性能的內(nèi)在關(guān)系，了解典型成型工藝的基本原理及工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，掌握工程材料及成型工藝的選用方法，豐富機(jī)械類學(xué)生所需的相關(guān)材料及成型知識(shí)，使其具備合理選材、制定毛坯件成型工藝及優(yōu)化設(shè)計(jì)毛坯件結(jié)構(gòu)的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)其工程實(shí)踐能力。然而，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，由于傳統(tǒng)教學(xué)方法以教師講授理論知識(shí)為主，加之機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的材料基礎(chǔ)較薄弱，學(xué)習(xí)和理解起來(lái)相對(duì)吃力，綜合學(xué)習(xí)效果不理想，教學(xué)質(zhì)量有待提高。隨著學(xué)校教學(xué)改革的不斷推進(jìn)及本科培養(yǎng)計(jì)劃的修訂，為了提高本課程的教學(xué)質(zhì)量，滿足工程教育和創(chuàng)新教育的要求，促進(jìn)工程型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，本文從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法方面對(duì)《工程材料及其成型基礎(chǔ)》課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探討，提出了相應(yīng)的教學(xué)改革措施。

一、課程教學(xué)新要求

（一）教育質(zhì)量要求

為了深化教學(xué)改革，提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量，機(jī)械專業(yè)的本科培養(yǎng)計(jì)劃進(jìn)行了完善修訂，各課程的教學(xué)學(xué)時(shí)進(jìn)行了優(yōu)化精簡(jiǎn)?！豆こ滩牧霞捌涑尚突A(chǔ)》作為機(jī)械工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，其學(xué)時(shí)的縮減加劇了與教學(xué)內(nèi)容的失配，這對(duì)該課程的課堂教學(xué)內(nèi)容和方法都提出了新的要求。為了使學(xué)生能夠在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)高效高質(zhì)地完成本課程的學(xué)習(xí)，達(dá)到課程學(xué)習(xí)要求，亟需對(duì)該課程進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革和探索，以適應(yīng)新學(xué)時(shí)的需要。

（二）工程教育要求

隨著我國(guó)工程教育的不斷發(fā)展以及工程教育專業(yè)認(rèn)證的普及和推廣，我國(guó)的高等教育迎來(lái)了一個(gè)新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。工程教育專業(yè)認(rèn)證秉持成果導(dǎo)向教育理念，既重視學(xué)生理論知識(shí)的掌握，又注重學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，尤其是解決復(fù)雜工程問(wèn)題的專業(yè)能力，最終達(dá)成相應(yīng)的畢業(yè)要求[1]。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)理念和方法已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)工程教育專業(yè)認(rèn)證的教學(xué)要求。因此，工程教育及其專業(yè)認(rèn)證的實(shí)施離不開(kāi)課程教育理念和方法的創(chuàng)新與改革。

（三）創(chuàng)新教育要求

創(chuàng)新人才是我國(guó)建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的重要保障，創(chuàng)新能力是創(chuàng)新人才必須具備的重要素質(zhì)[2]。高等教育擔(dān)負(fù)著人才培養(yǎng)的重責(zé)，因此，創(chuàng)新能力是高等教育人才培養(yǎng)階段需要注重培養(yǎng)的一項(xiàng)重要能力，應(yīng)將其貫穿于實(shí)際教學(xué)工作的各個(gè)環(huán)節(jié)中[3]。專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)環(huán)節(jié)不僅擔(dān)負(fù)著學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，而且也應(yīng)該把學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入其中，作為一項(xiàng)重要的教學(xué)任務(wù)。然而，目前《工程材料及其成型基礎(chǔ)》課程的教學(xué)模式更注重專業(yè)知識(shí)的掌握和實(shí)踐能力的提升，還需進(jìn)一步強(qiáng)化創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，需要針對(duì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)進(jìn)一步完善本課程的教學(xué)內(nèi)容和方法。

二、課程教學(xué)改革措施

針對(duì)新形勢(shì)下提出的新的教育要求，結(jié)合《工程材料及其成型基礎(chǔ)》課程教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探索了該課程的教學(xué)改革措施，以提升課程教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量。

（一）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

本課程內(nèi)容多，范圍廣，為了適應(yīng)培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)學(xué)時(shí)的優(yōu)化調(diào)整，教學(xué)內(nèi)容需要進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，不能面面俱到，而應(yīng)突出重點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容還要根據(jù)工程教育要求和創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，使學(xué)生在掌握本專業(yè)所需理論知識(shí)基礎(chǔ)上，具備相應(yīng)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，保證培養(yǎng)質(zhì)量。根據(jù)本課程教學(xué)實(shí)踐，結(jié)合培養(yǎng)計(jì)劃和畢業(yè)要求，可以將本課程的教學(xué)內(nèi)容劃分為精講、略講和自學(xué)三個(gè)部分，精講部分是機(jī)械類專業(yè)要求學(xué)生必須要掌握的重點(diǎn)內(nèi)容，而略講和自學(xué)部分是要求學(xué)生了解的一般內(nèi)容。對(duì)于不同等級(jí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，設(shè)定不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)，實(shí)施不同的教學(xué)方法，培養(yǎng)不同方面的能力，從而使學(xué)生開(kāi)展有針對(duì)性的層次化的內(nèi)容學(xué)習(xí)，做到重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)學(xué)習(xí)、理解和掌握，同時(shí)兼顧本課程學(xué)習(xí)的深度和廣度。在達(dá)到本課程學(xué)習(xí)要求的基礎(chǔ)上，同時(shí)培養(yǎng)其各方面的綜合素質(zhì)和能力。

（二）改革教學(xué)方法

1. 教學(xué)興趣化——學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)與維持

學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的重要源動(dòng)力，其往往決定著學(xué)習(xí)效率和效果[4]。在課程教學(xué)中，課堂教學(xué)第一課至關(guān)重要，它關(guān)系著學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣。《工程材料及其成型基礎(chǔ)》的第一課是緒論，主要介紹材料相關(guān)的基本概念、材料發(fā)展及本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)要求等。因此，本課程教學(xué)的第一課要以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為目標(biāo)，在介紹本課程基本內(nèi)容的前提下，著重講述本課程與實(shí)際生活和生產(chǎn)的密切關(guān)系，突出其對(duì)人類進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的重要作用，使學(xué)生充分體會(huì)本課程知識(shí)的價(jià)值和重要性，產(chǎn)生學(xué)習(xí)本課程的濃厚興趣，并初步樹(shù)立理論聯(lián)系實(shí)際的工程教育學(xué)習(xí)理念。

激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣固然重要，但是維持其學(xué)習(xí)興趣更重要。隨著本課程學(xué)習(xí)的不斷深入，需要學(xué)生記憶和理解的新知識(shí)逐漸增多，學(xué)習(xí)中遇到的困難也越來(lái)越多。如果這些困難不能及時(shí)解決，就會(huì)形成知識(shí)缺口，導(dǎo)致后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解變得更困難，在各種學(xué)習(xí)困難的累積和壓迫下往往會(huì)使學(xué)生逐漸失去對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣，從而影響學(xué)習(xí)效果。為此，需要從本課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上消除學(xué)生學(xué)習(xí)的枯燥性和畏難情緒，通過(guò)歷史典故的引入將枯燥的學(xué)習(xí)內(nèi)容生動(dòng)化，通過(guò)知識(shí)內(nèi)在邏輯聯(lián)系的建立將繁雜的學(xué)習(xí)內(nèi)容模塊化和簡(jiǎn)單化，營(yíng)造輕松良好的學(xué)習(xí)氛圍，從而維持學(xué)習(xí)本課程的興趣。另外，還可以適當(dāng)融合與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的重要科技前沿和進(jìn)展，來(lái)不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并拓寬其視野。

2. 教學(xué)多樣化——課堂與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合

課堂教學(xué)依然是目前主流的教學(xué)方式，其在現(xiàn)代教學(xué)中扮演著重要的角色。多媒體教學(xué)已經(jīng)成為課堂教學(xué)的一種常態(tài)教學(xué)手段，其能夠使課堂教學(xué)內(nèi)容更加豐富和形象，是課堂教學(xué)的有效輔助[5]。本課程運(yùn)用多媒體課件架起了教與學(xué)的重要橋梁，產(chǎn)生了積極的作用。在此基礎(chǔ)上，要進(jìn)一步結(jié)合優(yōu)化的教學(xué)內(nèi)容深化多媒體課件的改革，集成更多的多媒體資源和形式，使課堂學(xué)習(xí)更加生動(dòng)和形象。另外，要根據(jù)精講、略講和自學(xué)不同層次的學(xué)習(xí)內(nèi)容，積極推進(jìn)不同模式的課堂教學(xué)，踐行啟發(fā)式、討論式、翻轉(zhuǎn)式等多元化的課堂教學(xué)模式，使學(xué)生的學(xué)習(xí)變得豐富多彩，易于理解和記憶。然而，課堂教學(xué)往往受限于有限的授課學(xué)時(shí)，使學(xué)生難以充分消化和理解老師課堂上所講內(nèi)容，加之課下自主學(xué)習(xí)不足及與老師溝通有限，不斷累積形成了一系列的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，從而影響學(xué)習(xí)的連貫性和持續(xù)性，最終使整門課程的學(xué)習(xí)效果不甚理想，無(wú)法達(dá)到教學(xué)要求。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”迅速崛起?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教育”逐漸發(fā)展成為一種新的學(xué)習(xí)形態(tài)。在線教育和學(xué)習(xí)因不受時(shí)間和空間的限制，已成為一種備受推崇的新興教育和學(xué)習(xí)模式。慕課（大規(guī)模在線開(kāi)放課程）作為一種在線的虛擬課堂教學(xué)平臺(tái)，已迅速發(fā)展成為國(guó)內(nèi)外在線教育和學(xué)習(xí)的熱點(diǎn)[7]。鑒于在線課程學(xué)習(xí)的自由性和自主性，其將是傳統(tǒng)課堂教學(xué)的有效輔助教學(xué)手段，能夠幫助學(xué)生進(jìn)一步理解課堂遺留的知識(shí)難點(diǎn)，充分消化吸收課堂所學(xué)知識(shí)。因此，推進(jìn)本課程的在線開(kāi)放課程建設(shè)，開(kāi)展基于課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的混合式教學(xué)，將顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和效果，解決傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)時(shí)間和空間的限制。

3. 教學(xué)感性化——課堂與實(shí)踐教學(xué)相交融

本課程與生產(chǎn)實(shí)際關(guān)系密切，實(shí)踐性很強(qiáng)，因此，實(shí)踐教學(xué)極其重要。實(shí)踐教學(xué)不僅能夠深化學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握，獲得感性認(rèn)識(shí)，而且能夠使學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)其解決復(fù)雜工程問(wèn)題的實(shí)踐能力，符合工程教育的要求。傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)以課程實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)為主，實(shí)踐學(xué)時(shí)有限，實(shí)踐內(nèi)容受實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)習(xí)基地的限制，導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)不充分，且與課堂教學(xué)脫節(jié)，實(shí)踐教學(xué)效果不理想，學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)不足，無(wú)法達(dá)到工程教育的要求。因此，創(chuàng)新本課程的實(shí)踐教學(xué)方式，構(gòu)建立體化的實(shí)踐教學(xué)模式對(duì)于學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)具有重要意義。

首先，實(shí)踐教學(xué)要融合于理論教學(xué)中。在課堂教學(xué)過(guò)程中，可以借助視頻影像資料和金工實(shí)習(xí)案例來(lái)講授相關(guān)理論知識(shí)，將所講理論知識(shí)與實(shí)際生活和生產(chǎn)過(guò)程聯(lián)系起來(lái)，在學(xué)生腦海中建立直觀的知識(shí)應(yīng)用場(chǎng)景，從而加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，并培養(yǎng)其對(duì)實(shí)踐應(yīng)用的思考。另外，針對(duì)應(yīng)用性很強(qiáng)的理論知識(shí)開(kāi)設(shè)專門的生產(chǎn)實(shí)踐講座。與生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地或工廠建立講座授課合作關(guān)系，根據(jù)本課程的教學(xué)安排，將生產(chǎn)實(shí)踐講座穿插于課堂教學(xué)中，使學(xué)生能夠在學(xué)完理論知識(shí)的第一時(shí)間接觸與之相關(guān)的生產(chǎn)實(shí)例，建立理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際的直觀聯(lián)系，進(jìn)一步深化理論知識(shí)的理解和實(shí)踐應(yīng)用。其次，實(shí)踐教學(xué)要與理論教學(xué)相交叉。課程實(shí)驗(yàn)是本課程實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一。課程實(shí)驗(yàn)的設(shè)置要基于專業(yè)要求進(jìn)行優(yōu)化，并緊跟本課程相關(guān)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行，以免其與教學(xué)內(nèi)容相互脫節(jié)。本課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)要注重實(shí)驗(yàn)方法、操作和理論知識(shí)的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)完成后，在課堂上開(kāi)展專題討論，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、討論和總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的理論知識(shí)及其推廣應(yīng)用，通過(guò)這種交叉學(xué)習(xí)，強(qiáng)化理論知識(shí)，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的思維能力。最后，實(shí)踐教學(xué)要與理論教學(xué)相銜接。在本課程的課堂教學(xué)過(guò)程中，教授了大量的專業(yè)理論知識(shí)，然而，這些理論知識(shí)的融會(huì)貫通和綜合應(yīng)用才是解決復(fù)雜工程問(wèn)題的關(guān)鍵。因此，在本課程課堂教學(xué)結(jié)束后，要緊接著進(jìn)行涉及綜合知識(shí)理解和應(yīng)用的實(shí)踐教學(xué)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)是促使學(xué)生將專業(yè)綜合知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的重要實(shí)踐教學(xué)形式之一，針對(duì)本課程教授的相關(guān)理論基礎(chǔ)和工藝知識(shí)，使學(xué)生進(jìn)入對(duì)口的實(shí)踐基地或工廠，直接參與生產(chǎn)過(guò)程，主動(dòng)學(xué)習(xí)實(shí)際的生產(chǎn)技術(shù)，并與工程師或指導(dǎo)老師互動(dòng)研學(xué)，掌握理論知識(shí)在生產(chǎn)實(shí)際中的綜合應(yīng)用，提升學(xué)生自主分析和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)建立基于融合、交叉、銜接理念的立體化實(shí)踐教學(xué)模式，能夠使課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)緊密相連、相輔相成，從而促進(jìn)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的培養(yǎng)。

4. 教學(xué)創(chuàng)新化——課堂教學(xué)與創(chuàng)新培養(yǎng)相融合

課程教學(xué)除了使學(xué)生具備扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)及其應(yīng)用能力，還應(yīng)注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在現(xiàn)代社會(huì)中，創(chuàng)新人才的需求越來(lái)越高。因此，在課程教學(xué)中，應(yīng)將創(chuàng)新能力培養(yǎng)作為一項(xiàng)重要任務(wù)。創(chuàng)新思維培養(yǎng)是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵[6]。實(shí)踐教學(xué)作為重要的課程教學(xué)環(huán)節(jié)之一，通常是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑[7]。本課程構(gòu)建的立體化實(shí)踐教學(xué)模式能夠?yàn)閷W(xué)生提供理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的各種實(shí)踐場(chǎng)合，不斷鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及分析和解決問(wèn)題的思維能力，從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

為了強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，還應(yīng)將創(chuàng)新能力培養(yǎng)融合于課堂教學(xué)中?！豆こ滩牧霞捌涑尚突A(chǔ)》主要講解的是與材料及其成型工藝相關(guān)的理論基礎(chǔ)知識(shí)，每一種材料和工藝的發(fā)展或新材料、新工藝的出現(xiàn)都是不斷創(chuàng)新的結(jié)果，因此，本課程實(shí)際蘊(yùn)藏著許多創(chuàng)新思想，需要在課堂教學(xué)過(guò)程中通過(guò)研究性的教來(lái)推動(dòng)學(xué)生研究性的學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生去主動(dòng)思考與總結(jié)，從而慢慢培養(yǎng)其創(chuàng)新思維。另外，應(yīng)該將課堂教學(xué)與科學(xué)研究相結(jié)合，將自己的創(chuàng)新研究成果融合于教學(xué)內(nèi)容中，在教授理論知識(shí)的同時(shí)講解自己的創(chuàng)新思想及其來(lái)源，為學(xué)生提供創(chuàng)新思路，以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維；還可以引入與講課內(nèi)容相關(guān)的最新科技前沿成果，重點(diǎn)突出科技進(jìn)步和成果的創(chuàng)新性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新研究興趣，逐步形成創(chuàng)新思維。此外，要充分利用好學(xué)校設(shè)立的各種大學(xué)生科研或創(chuàng)新項(xiàng)目，鼓勵(lì)并指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展科研創(chuàng)新研究，或者讓學(xué)生參與到教師從事的科研項(xiàng)目中，使其所學(xué)知識(shí)得到應(yīng)用，不斷鍛煉其創(chuàng)新思維，從而進(jìn)一步提升其創(chuàng)新能力。

三、結(jié)束語(yǔ)

新形勢(shì)下課程教學(xué)需要適應(yīng)教育的新要求，培養(yǎng)高素質(zhì)的能力型人才。傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式已難以達(dá)到要求的教學(xué)效果，課程教學(xué)改革勢(shì)在必行。本文從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法方面對(duì)《工程材料及其成型基礎(chǔ)》課程進(jìn)行了教學(xué)改革和創(chuàng)新，優(yōu)化了本課程的教學(xué)內(nèi)容，改善了其教學(xué)方法，旨在適應(yīng)教育質(zhì)量提升、工程教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新要求，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，還需要不斷檢驗(yàn)、探索和完善本課程教學(xué)模式，以促進(jìn)現(xiàn)代社會(huì)創(chuàng)新發(fā)展所需人才的培育。

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