工程材料線下一流課程建設(shè)實施探索

胡雪 魏敏 葛云 胡蓉 夏博 張立新

摘? 要：工程材料線下一流課程建設(shè)融入“中國制造2025”戰(zhàn)略思想和課程思政教育理念，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中增強獲得感，建立達成高效的課程培養(yǎng)目標的教學(xué)模式。工程材料線下一流課程建設(shè)過程中，創(chuàng)建新型課堂結(jié)構(gòu)、教學(xué)方式、教師教法和學(xué)生學(xué)法，采用“四步走”教學(xué)法，充分調(diào)動學(xué)生參與研究、討論和深入分析工程案例的積極性，提高學(xué)生分析和解決實際問題的能力。設(shè)置與生產(chǎn)實際相結(jié)合的工程案例，引導(dǎo)學(xué)生思考工程材料在機械制造過程中的重要性和基礎(chǔ)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和工程素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：工程材料;一流課程;課程建設(shè)

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）04-0027-04

Abstract： The offline first-class course construction of Engineering Materials integrates the strategic thought of "Made in China 2025" and the ideological and political education concept of the course to help students enhance the sense of acquisition in the learning process and establish an efficient teaching mode to achieve the training objectives of the course. And we build up the new class mode or teaching strategies by these theories. Specifically， we use the "4-steps" way to mobilize students to joining into research， discuss and analyze the given engineering examples. And we expect that students could improve their abilities in resolving actual problems. Meanwhile， we also set up the engineering examples related to practical working to stimulate students thinking about the importance and foundations in the field of mechanical manufacture， arousing their interests and updating the final teaching effects and attainments.

Keywords： Engineering Materials; first-class offline course; course construction

一、課程簡介

工程材料是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程包括工程材料化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、加工工藝與使用性能之間關(guān)系的基本理論。工程材料課程內(nèi)容體系復(fù)雜，涉及較多材料科學(xué)與工程專業(yè)的理論和概念，課程理論性較強，知識點繁雜，學(xué)生往往難以理清主線，無法抓住知識主干內(nèi)容，教師往往難以激發(fā)學(xué)生積極性，提升學(xué)生的課堂參與度，獲得理想的教學(xué)效果。此外，課程評價方式單一，僅僅通過考試和平時作業(yè)，學(xué)生無法將理論與實踐相聯(lián)系，難以提高學(xué)生的工程素養(yǎng)。因此，結(jié)合“中國制造2025”[1-2]、課程思政[3-4]建設(shè)、“專業(yè)認證”[5]理念，構(gòu)建探究型課程教學(xué)模式。在課堂結(jié)構(gòu)、教師教法和學(xué)生學(xué)法上不斷創(chuàng)新，最終保證學(xué)生能夠正確表述機械設(shè)計和制造工程問題，具備合理的選材能力、制定零件加工工藝路線和熱處理工藝規(guī)范的能力，能夠全面提升學(xué)生的工程實踐能力，引導(dǎo)學(xué)生樹立為兵團工業(yè)化建設(shè)服務(wù)的新理念。

二、教學(xué)內(nèi)容

本課程的教學(xué)內(nèi)容如圖1所示，包括材料的性能、材料的結(jié)構(gòu)、材料的凝固與相變、金屬的塑性變形、鋼的熱處理、常用工業(yè)用鋼及鑄鐵、材料的選擇與應(yīng)用分析七個章節(jié)。課程組織實施方案如圖2所示。結(jié)合“中國制造2025”和課程思政建設(shè)理念，構(gòu)建探究型課程教學(xué)模式，在課堂結(jié)構(gòu)、教學(xué)方式、教師教法和學(xué)生學(xué)法上不斷創(chuàng)新，最終保證學(xué)生能夠正確表述機械設(shè)計和制造工程問題，具備合理的選材能力，識別和判斷工程材料選擇與應(yīng)用的關(guān)鍵參數(shù)，具備制定零件加工工藝路線和熱處理工藝規(guī)范的能力，全面提升學(xué)生的工程實踐能力，引導(dǎo)學(xué)生樹立為我國新型工業(yè)化建設(shè)服務(wù)的新理念。為了達到上述教學(xué)課程目標，工程材料課時安排及配套資源見表1。

三、教學(xué)改革

基于“中國制造2025”和課程思政建設(shè)理念，鼓勵學(xué)生樹立為我國工業(yè)化建設(shè)服務(wù)的新理念。作為機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，工程材料課程的教學(xué)改革顯得尤為重要。此外，課程評價方式也比較單一，僅僅通過考試和平時作業(yè)，學(xué)生無法將理論與實踐相聯(lián)系，難以提高學(xué)生的工程素養(yǎng)。

本課程教學(xué)方法改革如圖2所示，詳述如下：

1. 本課程組針對部分知識點“檢測-作業(yè)-協(xié)作-展示”四步走的教學(xué)法，基于問題導(dǎo)向的教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生參與研究、討論和深入分析工程案例的積極性，提高學(xué)生分析和解決實際問題的能力。

2. 結(jié)合雨課堂、微課等教學(xué)資源，做到課前小測驗、課后知識回顧，爭取讓學(xué)生體驗學(xué)習(xí)的成就感，根據(jù)學(xué)生課前測驗和網(wǎng)上作業(yè)得分情況，有針對性地開展教學(xué)工作，并進行有效評價，提高課堂時間的利用率和課堂教學(xué)質(zhì)量。

3. 與生產(chǎn)實際相結(jié)合，帶學(xué)生參觀工程試驗中心的農(nóng)機設(shè)備和機械設(shè)備，引發(fā)學(xué)生思考工程材料在機械制造過程中的重要性和基礎(chǔ)性，引發(fā)學(xué)生深入思考工程材料與機械制造之間的關(guān)系，調(diào)動學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

4. 設(shè)計課程配套的練習(xí)冊，幫助學(xué)生夯實專業(yè)基礎(chǔ)知識，穩(wěn)扎穩(wěn)打，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。本課程配套練習(xí)冊的編寫主要運用“最近發(fā)展區(qū)”的教學(xué)理念，盡量探究學(xué)生在自己認知結(jié)構(gòu)中能夠解決的邊界問題，再進一步打破舊的認知結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建新的認知結(jié)構(gòu)。練習(xí)冊中的題型主要包括基礎(chǔ)知識題、分析題、綜合題、拓展思考題，旨在拓寬學(xué)生的視野，能夠靈活運用所學(xué)的理論知識解決實際工程問題，進一步提高工程素養(yǎng)。

在上述課程組織實施方案中提出的“四步法”教學(xué)，如圖3所示，指的是進一步內(nèi)化知識、拓展學(xué)生能力的教學(xué)方法。其中，“四步”教學(xué)分別指的是“檢測”“作業(yè)”“協(xié)作”“展示”的教學(xué)方法。其中，“檢測”環(huán)節(jié)并非是為了讓教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，而是鼓勵學(xué)生獲得學(xué)習(xí)的成就感，該環(huán)節(jié)題目難度不宜過大，主要以選擇題和判斷題為主;“作業(yè)”環(huán)節(jié)則是為了檢測進階學(xué)習(xí)過程，要求學(xué)生在課堂內(nèi)完成作業(yè)，運用“最近發(fā)展區(qū)”的理念，打破學(xué)生的學(xué)習(xí)舒適區(qū)，在基于學(xué)生掌握少量解題策略的情況下，讓學(xué)生突破已有認識，構(gòu)建一種新的認知結(jié)構(gòu);“協(xié)作”環(huán)節(jié)主要通過協(xié)作探究的學(xué)習(xí)方式，針對具體的工程項目展開團隊合作，共同解決項目難題，旨在培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作意識，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維能力;“展示”環(huán)節(jié)主要的目的是幫助學(xué)生形成高效學(xué)習(xí)策略，教師鼓勵學(xué)生采用“問題引導(dǎo)”的展示方式，采用“展示-質(zhì)疑-闡釋”一體化的課堂展示模式，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性，提高學(xué)生的課堂參與度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

四、結(jié)束語

本課程組成員根據(jù)“專業(yè)認證”要求，在建設(shè)工程材料線下一流課程時，側(cè)重過程考核，增強學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的獲得感，建立多樣化的教學(xué)模式。本課程主要融入“中國制造2025”戰(zhàn)略思想和課程思政教育理念，創(chuàng)建新型課堂結(jié)構(gòu)、教學(xué)方式、教師教法和學(xué)生學(xué)法，采用“四步走”教學(xué)法，充分調(diào)動學(xué)生參與研究、討論和深入分析工程案例的積極性;設(shè)置與生產(chǎn)實際相結(jié)合的工程案例，進而引發(fā)學(xué)生思考工程材料在機械制造過程中的重要性和基礎(chǔ)性，提高學(xué)生分析和解決實際問題的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)機械制造及其自動化專業(yè)學(xué)生的工程素養(yǎng)。

參考文獻：

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[5]李志義.解析工程教育專業(yè)認證的成果導(dǎo)向理念[J].中國高等教育，2014（17）：7-10.