“機(jī)械工程材料”課程教學(xué)與考核方法改革探討

賀小偉，李 平，張有強(qiáng)，劉金秀，王 龍，弋曉康

（塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300）

0 引言

“大力推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域突破發(fā)展”是《中國(guó)制造2025》的9 項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn)之一，其中新材料作為重點(diǎn)領(lǐng)域之一，對(duì)貫徹“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”的中國(guó)制造發(fā)展基本方針至關(guān)重要；新材料發(fā)展中，“提出以特種金屬功能材料、高性能結(jié)構(gòu)材料、先進(jìn)非金屬材料為發(fā)展重點(diǎn)，研發(fā)新材料制備關(guān)鍵技術(shù)和裝備，高度關(guān)注顛覆性新材料對(duì)傳統(tǒng)材料的影響，加快基礎(chǔ)材料升級(jí)換代”。可見，機(jī)械工程材料的發(fā)展和研究在我國(guó)成為制造業(yè)強(qiáng)國(guó)進(jìn)程中起著舉足輕重的作用，契合“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的課程教學(xué)和考核方法改革勢(shì)在必行。

《機(jī)械工程材料》課程是我國(guó)各高校機(jī)械類、近機(jī)械類各專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，是“機(jī)械制造課程群”中重要的核心課[1]。《機(jī)械工程材料》課程以工程材料的組成（成分）→結(jié)構(gòu)→組織→性能之間的關(guān)系及變化規(guī)律為主線[2]，培養(yǎng)學(xué)生在認(rèn)知各類工程材料的基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)合理選用材料、掌握提高材料性能的能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程及今后從事材料學(xué)研究、機(jī)械設(shè)計(jì)制造和研發(fā)打下良好的專業(yè)基礎(chǔ)。

本文結(jié)合新時(shí)代工科建設(shè)要求，通過分析當(dāng)前《機(jī)械工程材料》課程教學(xué)和考核中存在的問題和不足，對(duì)教學(xué)和考核方法進(jìn)行改革措施探索，并實(shí)施有效教學(xué)，不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及積極性，達(dá)到人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

1 當(dāng)前課程教學(xué)中存在的問題與不足

1.1 教學(xué)實(shí)施中重理論輕實(shí)踐

《機(jī)械工程材料》是一門從實(shí)踐中發(fā)展起來，又直接為實(shí)踐服務(wù)的技術(shù)基礎(chǔ)課程；但目前在課程教學(xué)中以理論講解為主，而實(shí)踐參與及實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)較少[3]；以筆者所在學(xué)校塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院開設(shè)的《機(jī)械工程材料》課程為例，該課程教學(xué)學(xué)時(shí)已由原來的56 學(xué)時(shí)縮減至48 學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)學(xué)時(shí)為42學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)6 學(xué)時(shí)，且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，未設(shè)置綜合性的實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)。在42 學(xué)時(shí)的理論教學(xué)中，僅前6 章的教學(xué)內(nèi)容所用學(xué)時(shí)就占到了81%，且前6 章教學(xué)內(nèi)容中基礎(chǔ)理論微觀、抽象，以定性描述為主，概念性知識(shí)多，以王忠老師主編的《機(jī)械工程材料》教材（清華大學(xué)出版社）為例，僅第一章需要掌握的名詞多達(dá)25 個(gè)[2]?；A(chǔ)理論知識(shí)多，在教學(xué)實(shí)施中易于引起浮躁、厭學(xué)的情況，實(shí)踐教學(xué)的缺乏導(dǎo)致理論知識(shí)與實(shí)踐脫節(jié)、理論知識(shí)易學(xué)易忘、知識(shí)內(nèi)化量減少[4]。

1.2 傳統(tǒng)教學(xué)方法不適應(yīng)新的教學(xué)目標(biāo)

新的教學(xué)目標(biāo)以培養(yǎng)高素質(zhì)人才、應(yīng)用型人才為準(zhǔn)則，要求學(xué)生在獲取基礎(chǔ)知識(shí)、基本能力的基礎(chǔ)上，提高自主思考問題、解決問題的能力[5-6]。當(dāng)前教學(xué)方法的關(guān)注點(diǎn)仍集中在知識(shí)的傳授和研究方面，而對(duì)將理論知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)際的問題重視程度不夠，沒有突出學(xué)生的主體地位，致使學(xué)生的工程應(yīng)用能力較差，獨(dú)立分析問題和解決問題的能力欠缺。

隨著科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，機(jī)械工程材料學(xué)科出現(xiàn)了許多新的前沿知識(shí)，新材料、新技術(shù)、新工藝層出不窮，課程教學(xué)中必須重視新內(nèi)容的引入。針對(duì)當(dāng)前該課程教學(xué)內(nèi)容增多而課時(shí)減少的突出問題，必須與時(shí)俱進(jìn)改革教學(xué)方法、改進(jìn)教學(xué)策略、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，建立有效、科學(xué)的教學(xué)方法。

1.3 課程考核不夠全面

考核既是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核，也是對(duì)教師教學(xué)質(zhì)量的檢驗(yàn)，因此考核方式要具有科學(xué)性、客觀性、多元性[7]。當(dāng)前本校該課程的考核以期末成績(jī)的卷面分?jǐn)?shù)為主來決定學(xué)生的最終成績(jī)（圖1），無法真實(shí)反應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和學(xué)習(xí)效果。試卷的內(nèi)容包括名詞解釋、填空題、選擇題、判斷題和簡(jiǎn)答題，其中綜合分析作為一個(gè)小題設(shè)置在簡(jiǎn)答題的最后一題，綜合分析試題偏少。目前的考核方式易形成考前死記硬背、臨時(shí)抱拂腳的現(xiàn)象，弱化了對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)，沒有為培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才起到良好的服務(wù)作用。

2 教學(xué)改進(jìn)措施

2.1 以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

針對(duì)新的教學(xué)要求和培養(yǎng)目標(biāo)，提出以“夯實(shí)基礎(chǔ)、抓住主線、重視實(shí)踐”為方針的教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化方法。首先，在基礎(chǔ)理論的教學(xué)中，注重運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)方法（動(dòng)畫、仿真、錄像、圖片）將抽象的教學(xué)內(nèi)容具體化，便于學(xué)生更好理解，充分利用有限的教學(xué)學(xué)時(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；比如將金屬結(jié)晶時(shí)晶核形成的兩種方式、典型鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程中結(jié)構(gòu)和組織的變化、鋼在等溫和連續(xù)冷卻時(shí)組織轉(zhuǎn)變等內(nèi)容做成動(dòng)畫，使得枯燥的內(nèi)容變得生動(dòng)起來。其次，抓住“工程材料的組成（成分）→結(jié)構(gòu)→組織→性能之間的關(guān)系及變化規(guī)律”這條主線，循序漸進(jìn)講授基礎(chǔ)理論，并在夯實(shí)基礎(chǔ)的同時(shí)，注重理論聯(lián)系實(shí)際；比如，在講解熱處理工藝時(shí)，結(jié)合各種熱處理工藝的圖片和視頻，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。最后，重視實(shí)踐教學(xué)，增設(shè)綜合性的實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)，增添熱處理實(shí)驗(yàn)器材，圍繞典型機(jī)械產(chǎn)品—減速器中各零件如箱體、軸、齒輪等，分組分別開展針對(duì)各零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選擇材料并制定合適的加工方法及工藝路線，完成各零件的制造，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐應(yīng)用能力。

2.2 以學(xué)生為中心，改進(jìn)教學(xué)方法

以學(xué)生為中心的教育理念決定了教育質(zhì)量評(píng)價(jià)的落腳點(diǎn)在于學(xué)生能力的提升上，如果學(xué)生在學(xué)習(xí)上收獲有限，就不能證明教育教學(xué)質(zhì)量是高的[8]。改進(jìn)教學(xué)方法旨在提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，針對(duì)本課程的特點(diǎn)，在采用互動(dòng)式教學(xué)法、案例教學(xué)法的基礎(chǔ)上，引入“翻轉(zhuǎn)課堂”、線上線下混合式等新的教學(xué)方法，依據(jù)學(xué)習(xí)和教學(xué)的規(guī)律提升學(xué)生學(xué)習(xí)的深度，引導(dǎo)學(xué)生由被動(dòng)接受知識(shí)變?yōu)橹鲃?dòng)、積極探索知識(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到激發(fā)。

采用混合式教學(xué)方法，要求教師投入較多的時(shí)間，把傳統(tǒng)的課堂講授通過微視頻上線的形式進(jìn)行前移，讓學(xué)生在線學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上走進(jìn)課堂，經(jīng)線下課堂的進(jìn)一步學(xué)習(xí)進(jìn)行查缺補(bǔ)漏，有利于所學(xué)知識(shí)的鞏固和掌握。該課程采用“翻轉(zhuǎn)課堂”，教師每章節(jié)都選擇一個(gè)科學(xué)、合理的教學(xué)主題，學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)豐富的在線課程（慕課、微課），自主規(guī)劃學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)節(jié)奏，由“被動(dòng)式學(xué)習(xí)、書本式學(xué)習(xí)”向“主動(dòng)式學(xué)習(xí)、快樂式學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變，引導(dǎo)學(xué)生積極探索解決問題的方法，實(shí)現(xiàn)知識(shí)和能力的雙提升。

2.3 注重過程考核，優(yōu)化考核機(jī)制

針對(duì)當(dāng)前課程考核不夠全面的情況，提出考核優(yōu)化方法：將期末成績(jī)所占比重下調(diào)，在期末考試試題中增加綜合分析題的數(shù)量和分值比例；注重過程考核，提高平時(shí)成績(jī)占比，平時(shí)成績(jī)重點(diǎn)考察課程參與度、課堂表現(xiàn)、線下學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)、章節(jié)作業(yè)成績(jī)；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)占比不變，增設(shè)實(shí)踐教學(xué)成績(jī)。優(yōu)化后的成績(jī)組成如圖2，強(qiáng)化過程考核旨在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、提高工程實(shí)踐的能力。

2.4 以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

積極組織教師擔(dān)任大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目的指導(dǎo)老師，指導(dǎo)學(xué)生申報(bào)機(jī)械工程材料類研究課題，以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。教師在指導(dǎo)過程中，主要就研究思路、設(shè)計(jì)原則、工藝路線等方面給予方向性意見[9]，具體工作讓學(xué)生自行去實(shí)踐，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高分析問題、解決問題的能力，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。

3 結(jié)語

本文針對(duì)《機(jī)械工程材料》課程教學(xué)現(xiàn)狀，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式等多方面教學(xué)改進(jìn)進(jìn)行探索，以持續(xù)改進(jìn)促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量不斷提升。優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、增加實(shí)踐課時(shí)、注重過程考核、以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。教師在教學(xué)中處于主導(dǎo)地位，必須緊跟時(shí)代，不斷提高專業(yè)知識(shí)、個(gè)人整體素質(zhì)水平，為培養(yǎng)出思路開闊、創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型人才而不斷努力。