“机械工程材料”课程教学与考核方法改革探讨

贺小伟，李 平，张有强，刘金秀，王 龙，弋晓康

（塔里木大学机械电气化工程学院，新疆 阿拉尔 843300）

0 引言

“大力推动重点领域突破发展”是《中国制造2025》的9 项战略任务和重点之一，其中新材料作为重点领域之一，对贯彻“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的中国制造发展基本方针至关重要；新材料发展中，“提出以特种金属功能材料、高性能结构材料、先进非金属材料为发展重点，研发新材料制备关键技术和装备，高度关注颠覆性新材料对传统材料的影响，加快基础材料升级换代”。可见，机械工程材料的发展和研究在我国成为制造业强国进程中起着举足轻重的作用，契合“中国制造2025”战略的课程教学和考核方法改革势在必行。

《机械工程材料》课程是我国各高校机械类、近机械类各专业的一门技术基础课，是“机械制造课程群”中重要的核心课[1]。《机械工程材料》课程以工程材料的组成（成分）→结构→组织→性能之间的关系及变化规律为主线[2]，培养学生在认知各类工程材料的基础上学会合理选用材料、掌握提高材料性能的能力，为学习后续专业课程及今后从事材料学研究、机械设计制造和研发打下良好的专业基础。

本文结合新时代工科建设要求，通过分析当前《机械工程材料》课程教学和考核中存在的问题和不足，对教学和考核方法进行改革措施探索，并实施有效教学，不断提高学生的学习兴趣及积极性，达到人才培养的目标。

1 当前课程教学中存在的问题与不足

1.1 教学实施中重理论轻实践

《机械工程材料》是一门从实践中发展起来，又直接为实践服务的技术基础课程；但目前在课程教学中以理论讲解为主，而实践参与及实验环节较少[3]；以笔者所在学校塔里木大学机械电气化工程学院开设的《机械工程材料》课程为例，该课程教学学时已由原来的56 学时缩减至48 学时，其中理论教学学时为42学时，实验学时6 学时，且实验内容均为验证性实验，未设置综合性的实践教学学时。在42 学时的理论教学中，仅前6 章的教学内容所用学时就占到了81%，且前6 章教学内容中基础理论微观、抽象，以定性描述为主，概念性知识多，以王忠老师主编的《机械工程材料》教材（清华大学出版社）为例，仅第一章需要掌握的名词多达25 个[2]。基础理论知识多，在教学实施中易于引起浮躁、厌学的情况，实践教学的缺乏导致理论知识与实践脱节、理论知识易学易忘、知识内化量减少[4]。

1.2 传统教学方法不适应新的教学目标

新的教学目标以培养高素质人才、应用型人才为准则，要求学生在获取基础知识、基本能力的基础上，提高自主思考问题、解决问题的能力[5-6]。当前教学方法的关注点仍集中在知识的传授和研究方面，而对将理论知识应用于工程实际的问题重视程度不够，没有突出学生的主体地位，致使学生的工程应用能力较差，独立分析问题和解决问题的能力欠缺。

随着科技的不断发展进步，机械工程材料学科出现了许多新的前沿知识，新材料、新技术、新工艺层出不穷，课程教学中必须重视新内容的引入。针对当前该课程教学内容增多而课时减少的突出问题，必须与时俱进改革教学方法、改进教学策略、创新人才培养模式，建立有效、科学的教学方法。

1.3 课程考核不够全面

考核既是对学生学习效果的考核，也是对教师教学质量的检验，因此考核方式要具有科学性、客观性、多元性[7]。当前本校该课程的考核以期末成绩的卷面分数为主来决定学生的最终成绩（图1），无法真实反应学生的学习水平和学习效果。试卷的内容包括名词解释、填空题、选择题、判断题和简答题，其中综合分析作为一个小题设置在简答题的最后一题，综合分析试题偏少。目前的考核方式易形成考前死记硬背、临时抱拂脚的现象，弱化了对学生自主学习能力、实践应用能力的培养，没有为培养高素质应用型人才起到良好的服务作用。

2 教学改进措施

2.1 以培养目标为导向，优化教学内容

针对新的教学要求和培养目标，提出以“夯实基础、抓住主线、重视实践”为方针的教学内容优化方法。首先，在基础理论的教学中，注重运用现代化技术方法（动画、仿真、录像、图片）将抽象的教学内容具体化，便于学生更好理解，充分利用有限的教学学时，提高学生的学习兴趣；比如将金属结晶时晶核形成的两种方式、典型铁碳合金的平衡结晶过程中结构和组织的变化、钢在等温和连续冷却时组织转变等内容做成动画，使得枯燥的内容变得生动起来。其次，抓住“工程材料的组成（成分）→结构→组织→性能之间的关系及变化规律”这条主线，循序渐进讲授基础理论，并在夯实基础的同时，注重理论联系实际；比如，在讲解热处理工艺时，结合各种热处理工艺的图片和视频，加强学生对理论知识的学习。最后，重视实践教学，增设综合性的实践教学学时，增添热处理实验器材，围绕典型机械产品—减速器中各零件如箱体、轴、齿轮等，分组分别开展针对各零件进行结构设计、选择材料并制定合适的加工方法及工艺路线，完成各零件的制造，培养学生的工程实践应用能力。

2.2 以学生为中心，改进教学方法

以学生为中心的教育理念决定了教育质量评价的落脚点在于学生能力的提升上，如果学生在学习上收获有限，就不能证明教育教学质量是高的[8]。改进教学方法旨在提高教学效果和教学质量，针对本课程的特点，在采用互动式教学法、案例教学法的基础上，引入“翻转课堂”、线上线下混合式等新的教学方法，依据学习和教学的规律提升学生学习的深度，引导学生由被动接受知识变为主动、积极探索知识，学生的学习兴趣得到激发。

采用混合式教学方法，要求教师投入较多的时间，把传统的课堂讲授通过微视频上线的形式进行前移，让学生在线学习的基础上走进课堂，经线下课堂的进一步学习进行查缺补漏，有利于所学知识的巩固和掌握。该课程采用“翻转课堂”，教师每章节都选择一个科学、合理的教学主题，学生通过互联网学习丰富的在线课程（慕课、微课），自主规划学习进度、学习节奏，由“被动式学习、书本式学习”向“主动式学习、快乐式学习”转变，引导学生积极探索解决问题的方法，实现知识和能力的双提升。

2.3 注重过程考核，优化考核机制

针对当前课程考核不够全面的情况，提出考核优化方法：将期末成绩所占比重下调，在期末考试试题中增加综合分析题的数量和分值比例；注重过程考核，提高平时成绩占比，平时成绩重点考察课程参与度、课堂表现、线下学习评价、章节作业成绩；验证性实验占比不变，增设实践教学成绩。优化后的成绩组成如图2，强化过程考核旨在培养学生自主学习、提高工程实践的能力。

2.4 以项目为驱动，培养学生的创新能力

积极组织教师担任大学生创新训练计划项目的指导老师，指导学生申报机械工程材料类研究课题，以项目为驱动，培养学生的创新能力。教师在指导过程中，主要就研究思路、设计原则、工艺路线等方面给予方向性意见[9]，具体工作让学生自行去实践，充分调动学生学习的积极性和主动性，提高分析问题、解决问题的能力，加强学生创新意识和创新能力的培养和训练。

3 结语

本文针对《机械工程材料》课程教学现状，从教学内容、教学方法及考核方式等多方面教学改进进行探索，以持续改进促进教学质量不断提升。优化教学内容、增加实践课时、注重过程考核、以项目为驱动，强调学以致用，充分调动学生学习的主观能动性，培养学生的实践应用能力。教师在教学中处于主导地位，必须紧跟时代，不断提高专业知识、个人整体素质水平，为培养出思路开阔、创新意识强、综合素质高的应用型人才而不断努力。