新建本科“机械工程材料及热处理”课程教学改革的思考

姜自莲，张世凭，练 勇，郭海华

(成都工业学院 工程素质训练中心，成都 611730)

新建本科“机械工程材料及热处理”课程教学改革的思考

姜自莲*，张世凭，练 勇，郭海华

(成都工业学院 工程素质训练中心，成都 611730)

分析了“机械工程材料及热处理”课程的特点，围绕“教什么”和“怎么教”，从优化课程教学内容和改革教学方法提出新的改革思路。

应用型本科；机械工程材料；课程改革

截止2013年12月底，地方新建本科高校达650所(含民办)，占全国普通本科院校1169所的55.6%[1]。新建本科院校大都以“应用型本科教育”为发展方向。国内“应用型本科教育”的概念于20世纪90年代末提出，主体思想是面向地方区域经济，培养德智体全面发展，掌握高新技术并能熟练应用的高级专门人才。成都工业学院是2012年经教育部批准升格的本科院校，其前身是一所有百年办学历史的“工科类”专科学校。学院定位为立足四川，辐射西部，依托行业，服务社会，主要培养本科层次的工程应用型专门人才。工程材料类课程是学院机类、近机类专业的重要专业基础课程，“机械工程材料及热处理”又是材料类课程中最主要的一门。为适应学院应用型本科人才培养的需要，本文对“机械工程材料及热处理”课程特点展开分析，从课程教学内容和教学方法提出改革思路，以期为课程全面改革奠定基础。

一、课程的特点

课程服务的首批本科专业为“材料成型与控制专业”和“机械电子工程专业”，课时为48学时。按照本科教学大纲要求，该课程定位为机械类本科专业必修的专业基础课。通过本课程的学习，使学生获得金属学与热处理的基本理论知识；了解常用机械工程材料种类、成分、组织、性能及热处理工艺之间的关系；掌握根据零件工作条件，合理选择和使用材料，正确制定热处理工艺方法并妥善安排工艺路线的初步能力。该课程是引导学生进入专业领域的入门课程，对机械类专业学生的后续课程学习、毕业设计以及将来的工作都非常重要。

该课程主要内容有：金属材料的力学性能、金属材料的组织结构、钢铁材料的热处理、钢铁材料及应用、有色金属材料及应用、新材料及应用、工程材料及毛坯的选择。具有理论性强、名词术语繁多、概念抽象、内容庞杂、知识点分散、系统性不强等特点。

二、课程改革的实践

本科的培养目标变了，对于长期从事专科层次教学的教师而言，应该在教学内容和教学方法方面作何改革呢？应用型本科人才培养模式最本质和核心的问题还是在于“教什么”和“怎么教”上[2]，结合对应用型本科人才培养目标的理解以及“机械工程材料及热处理”课程的特点，提出以下改革思路。

(一)教学内容的优化

为了知识的完整性，“机械工程材料及热处理”课程的教材内容通常都是由金属材料基础知识、材料及热处理的应用两部分组成[3-4]，涵盖了金属学、热处理、选材等知识点。不同本科院校根据自身情况，课时40～60学时不等。课程内容多、课时少，又要培养学生的“能力”，因此，课程教学内容的合理优化是搞好教学质量的前提，也是回答“教什么”的关键。

研究型人才培养往往是“基础宽厚，专业单薄”，其课程内容配置遵循“必要性原则”，即每一层配置的课程是掌握该层知识所“必要”的，后一层课程所掌握的知识是前一层知识的具体应用；技术型人才培养往往是“基础单薄，专业宽厚”，其课程内容配置遵循“够用性原则”，即每一层所配置的课程对学习下一层课程来说是“够用”的；“应用型”人才的培养定位是面向地区或行业的一线工程技术人才，要突出“宽基础，重应用”，体现知识的复合性和技术创新能力的培养，其课程内容设置应兼顾上述两种情况[5]。按照上述原则，“机械工程材料及热处理”课程的内容设置如表1所示。

表1 “机械工程材料及热处理”课程内容设置

在应用型本科所培养的人才知识结构中，必须体现一定的理论基础与理论宽度，同时要立足于理论与应用两个支点。从表1可以看出，相对专科时增加了“金属材料的基础知识”的课时比例，但“选材”这部分“应用”知识仍然占相当大的比例。

(二)教学方法的改革

对于新升格的应用型本科而言，弄清本科的“education”与专科的“training”的辩证关系，是顺利开展教学改革的重要前提。在专科的教学环境下，“training”是(重复)训练，是手段，教师以教会学生掌握技能为最终目的,而不要求教会技能背后蕴藏的原因或原理;“training”强调在实践中学，通过实际动手操作来反复体会和掌握技能。本科的“education”是教育，是启智，教师以传授学习方法、传授知识为目的, 教师要使学生“知其然且知其所以然”；本科的“education”主要是理论知识的学习和感悟，实践是为了验证理论，是为了帮助理解、掌握知识，而不是培养学习者某项具体技能。但是从本质上来看，应用型本科的“education”培养的仍然是“training”培养的技能型人才，只不过是升格了的“高端”技能，如工程实践、项目管理等，是随着经济发展和社会进步而进一步复合和综合化了的技能，唯其复合，所以需要从单一的操作技能中独立出来。

新建应用型本科院校既不能把“education”等同于“training”，但也不能从“training”一步跨越到“education”。为适应本科教学，“机械工程材料及热处理”课程应对教学方法进行改革。

1.教方法是最重要的

知识性的东西是怎么学也学不完的，前沿性的东西过不了多久也会过时，所以真正要教会他们的还是方法。联合国教科文组织提出，本科教育重视的5种能力是：学习能力、实践能力、创新能力、交流能力、社会适应能力，其中实践能力和创新能力是形成工程应用能力的本质和核心。因此，应用型本科院校应体现“以应用为本，学以致用”的理念，培养的人才应是具有实践和创新能力的一线工程师，而“教方法”正好与之相吻合。以“Fe-Fe3C相图”为例，不是让学生把这个图死记硬背下来应付考试，而是教会学生用这个图来解决具体问题。在讲解相图之前，可以首先引入问题：如现有一批45钢，里面可能混入了65钢，如何区分？学生也许会回答用硬度来区分，教师可引导学生进一步思考通过内部组织来严格区分。那么45钢是什么组织，65钢是什么组织呢？学生在一系列启发式思考后，教师就以45钢为例讲解利用这个相图来分析钢的结晶过程以及室温的平衡组织，举一反三，学生便会用这个图来分析65钢、70钢等不同钢种了。

2.教学手段互助

教学手段不同，上课的效果也会有明显差异。现代教学基本上利用多媒体，如PPT、视频、录像等，但对于“机械工程材料及热处理”，一直采用多媒体效果并不好。多媒体上课的最大缺点是进度快、容易把难点或重点的地方“一笔带过”，因此，应针对不同的教学内容，采用多媒体和板书相结合的形式进行课堂教学。比如“纯金属的结晶过程”这一部分，可用多媒体演示随温度和时间的变化，晶核的形成和长大的过程，可以让学生直观地感受到结晶的过程，极大地提高了上课的效率和效果。但对于“Fe-Fe3C相图”来说，不仅要用多媒体演示结晶过程，而且要板书讲解结晶过程的分析。

3.教学场景不局限于教室

传统理论课的主要阵地是教室。“机械工程材料及热处理”课程的安排在大二上学期，对学生而言，先修专业基础课程仅有“机械制图”和“金工实习”，对于金属学和热处理的理论知识非常陌生，而且课程内容相当枯燥和抽象。因此，即使是理论课，教师也可以带学生到实验场所结合实物讲解，比如工程材料陈列室、热处理实验室、金相实验室、模具陈列室等。这个课程安排有4个实验，通常是安排在理论课之后，但知识的接受过程一般要经历“感性认识——理论——验证——接受——提高并应用”五个阶段，因此对难点或重点知识前期的感性认识是必要的。还可以带学生进入教师的科研工作室，让学生了解科研课题甚至参与科研，对课程的提高是有很大帮助的。

4.采用“重过程”的考核方式

本科教学决不能忽视学生能力的培养。以往对该门课程的考核主要是针对基本原理、基本概念的掌握和理解，考核的形式主要是期末闭卷考试，期末评定成绩以平时成绩和卷面成绩两部分组成，平时成绩由考勤和课后习题组成。这种考核方式单一，考核的也只是客观知识点，很少有主观题，不能反映出学生的真实能力。因此，这种考核方式已不能完全适应“应用型本科生”的培养。为了突破这种单一考核方式，考核可以分为平时考核和期末考核两种。平时考核可以布置书本上的练习题，这部分是以掌握书本知识点为目的；但更重要的是布置一些灵活的、需要思考和讨论的题目，学生必须通过大量的资料查阅才能完成。学生上交的作业可以是一个小Paper，也可以是一次课堂的讨论或辩论，这可以锻炼学生自主学习，利用网络和图书资源、不断思考和创新的能力。例如，讲授“选材”时，可以给学生布置“校办厂线切割机上主要零部件采用什么材料制作，其热处理方法是什么”，学生为了完成这个作业，不仅要去图书馆查阅资料，还必须去现场熟悉线切割零部件及其工艺卡片等。考核方法的灵活性，促使学生认识到学习过程的重要性，而不是以分数论成败。可采取降低期末考试成绩比例，提高平时考核成绩比例，以提高学生学习积极性。为了避免出现学生平时不学、考前突击、“60分万岁”的现象，期末考试的试卷可适当增加一些开放性主观题目。这种“重过程”的考核方式，不仅减轻了学生的“考试”压力，最重要的是注重了“能力”的培养。

三、结语

教学内容涉及到课程体系的设置和教学大纲等诸多方面，其改革是一项长期而艰巨的任务；教师教学方法的探索也是值得研究的永恒课题。作为新建本科院校的一门专业基础课程，“机械工程材料及热处理”课程的教学改革需要进一步探讨。

[1] 李剑平.地方新建本科高校转型阵痛期有多长[N].中国青年报,2014-07-03(03).

[2] 关仲和.关于应用型人才培养模式的思考[J].中国大学教学, 2010(6)：7-11.

[3] 朱张校.工程材料[M].北京：清华大学出版社, 2004.

[4] 梁耀能.机械工程材料[M].广州：华南理工大学, 2006.

[5] 朱士中.美国应用型人才培养模式对我国本科教育的启示[J].江苏高教，2010(5)：147-149.

Curriculum Reform of Mechanical Engineering Materials and Heat Treatment in Newly-built Application-oriented Universities

JIANGZilian*,ZHANGShiping,LIANYong,GUOHaihua

(Engineering Training Center,Chengdu Technological University, Chengdu 611730, China)

This paper analyzes the characteristics of the course-Mechanical Engineering Materials and Heat Treatment from the point of view of application-oriented universities (colleges). A new teaching reform is put forward in optimization of teaching contents and the reform of teaching methods, such as paying attention to knowledge and methods teaching, utilizing multiple teaching means, emphasizing on the learning process.

application-oriented undergraduate ;mechanical engineering material; curriculum reform.

10.13542/j.cnki.51-1747/tn.2014.03.034

2014-04-23

姜自莲(1972- )，女(汉族)，四川广安人，副教授，硕士，研究方向：功能材料、高职教育，通信作者邮箱：121962889@qq.com。 张世凭(1970- )，男(汉族)，四川仁寿人，副教授，硕士，研究方向：机械制造。

G642

A

2095-5383(2014)03-0111-03