陈守东,张金标
(铜陵学院 机械工程学院,安徽 铜陵 244061)
《金属学与热处理》是普通高等工科院校“材料类”专业的重要专业基础课程,是关于金属材料及其热处理工艺的一门科学,该课程是进行后续专业课程学习和工程实践的基础[1]。本课程具有理论抽象、空间结构复杂、理论性叙述多、实践性强等特点,授课教师多采用课堂演示性教学,以教师讲解为主、学生自主参与实践为辅,师生交流互动较少,学生难以在头脑中建立起正确及复杂的材料微结构三维空间概念和构型,必须配合相应实验和实训来加深对该课程的认识与理解。这导致了教学活动难以开展及教学效果不够理想,学生在学习该课程时的学习积极性不够高和教学质量难以提高的现象。由于教学目标完成度不高,相应该课程的考核评价机制不能有效指导课程的教学实施和人才培养目标的完成[2,3]。当前各地方院校普遍采用的考核模式存在着应用型考核不足的缺陷和问题,致使教与学分离,考核反馈不通,考核过多注重理论知识点的掌握程度,学生的实践能力和创新能力得不到发展,综合分析能力得不到体现,该类课程的教学目标不能很好实现。
本文在分析总结《金属学与热处理》课程当前考核评价的现状与存在的问题的基础上,基于培养应用型人才的目标和该类应用型课程的特点,改革和完善适应地方应用型院校人才培养的课程考核模式,探索新型课程考核模式的实施过程,形成适合应用型人才培养的考核机制,以期为地方院校应用型人才培养提供教学模式、教学方式方法、实践实训及非标准答案考试理论和实践方面的参考。
当前标准答案式考试主要考核学生对金属材料及热处理的基本概念和基本方法,更加偏重课本知识点的考察,实验考核只是整个课程的一小部分,且学生主动实践的参与程度较低,过程性考核缺失。对学生要理解材料具体工艺性能要求→运用所学理论知识分析思考→选取合理的制备和热处理工艺→获得相应组织性能→最终得到满足使用性能要求的金属零部件的综合分析能力的考核较少。
普通高等学校通常采用规范性方式来评价教师教学效果和学生掌握程度,导致学生只关注课本重点知识的短时记忆,通过死记硬背、考前突击等方式完成最终纸质试卷考试,限制了创新所包涵的深度和广度,也无法考察学生创新能力和水平。当前的考核评价体系是静态的应试指标,规定标准答案和详细的评价细则,发散性和创造性的答案缺失,无法合理有效评价学生的创新力和能动性,缺乏创新意识和创新兴趣培养。从而形成思维惯性定势,不再对课程内容进行较为深入的思考和再研究,从而扼杀了创新能力和创造能力的培养[4]。
课程实验实训是按照课程教学大纲照搬具体的实验操作流程,学生只需要在实验老师的指导下操作实验,教师也只是单纯地进行演示性实验。课程实验成绩主要通过实验报告进行评价,使学生养成在实践中不关心具体实验操作环节,课后互相抄袭实验报告,导致期末实验成绩难以反映学生自己动手的实际操作能力、创新能力和自主参与实践程度。
基于地方院校应用型人才培养目标,突出应用型和地方特色,对《金属学与热处理》课程进行非标准化考试改革,其目的是使评价方式更加合理有效,让考核真正起到激发学生主动学习和提高教师教学效果的双赢局面,真正发挥考试指挥棒的作用,为应用型人才培养提供有力的评价支持。本文提出采用过程考试、鼓励创新的评价机制,在教学内容设置、教学计划安排、教学过程控制、考试成绩组成和评价反馈机制等方面进行一系列改革和探索,形成适应应用型人才培养的考核机制[5]。
课堂教学时,教师收集有关课程重点内容的工程实际问题,设计相关情境,指导学生以小组为单位积极思考并准备课堂讨论。在分组讨论过程中,不设统一的标准答案,教师根据学生对问题发表的看法、讨论过程以及对知识的理解和掌握情况进行评价,引导学生纠正错误,优化自身的知识结构。教师根据学生在课堂讨论中的综合表现给出相应成绩,考察学生的课程参与程度和过程性学习。
课堂教学结束前,采用指定或自由组队的方式分组,以2~4 名学生为一组搜集关于课程阶段性内容的新材料、新技术、新工艺资料或是最前沿的科技动态,小组准备10分钟的项目讲述、演示和答辩。下一次上课时由选定的学生讲述和答辩,教师对学生的发言进行点评、提问。与传统的标准考核相比,这种方法能够体现学生的主观能动性,加强团结协作精神。在提高学生学习兴趣和学习积极性的同时,还能够考核学生对专业知识综合运用能力以及对最新科技成果的掌握程度,满足主动学习自我解决问题的考核评价。教师通过学生讲述情况、项目汇报完整性和科学性情况给出成绩。
为得到学生平时的知识掌握程度和教学效果反馈,在每一章节和单元结束后,组织学生利用网络考试平台(如“学习通”APP)进行单元测试。测试的重点不再考核课程的基本概念和基本方法,而是考核基本应用和分析能力,例如材料性能与组织结构的关系、选择合理的热处理工艺以提高零部件强度等等。通过章节测试成绩的分析可以促进学生不断总结反思、查补缺漏,了解学生对所学知识与技能的理解程度与应用水平,可以加强学生科学素养与实践能力的培养。
实验项目的考核是检查学生理论联系实际的重要环节。根据具体的工程实际问题,在已有的实验条件下,搜集相关文献资料,考虑到如何有效发挥工艺性能,设置不同的热处理方案,然后在显微镜下观察热处理前后的组织,测定热处理后的性能,并进行分析比较,选择出合理的热处理工艺,最后分析实验结果,撰写实验报告。在进行探究类、综合型的实验过程中,以学生为主体,让学生运用自己所学专业知识和实践操作水平设计实验方案。学生可以熟练查找各类有关数据、选择适合的加热温度和冷却介质等,同时自主实践操作能力和思考分析能力也得到锻炼,在整个实践实验项目的实施过程中,教师仅仅做旁观者辅以一定的指导,全程让学生自主参与完成实验。
课程结束后,组织学生以自己所学的金属学与热处理知识和课后收集的相关材料类文献资料为基础,选择感兴趣的前沿动态,撰写至少6000 字的课程科研论文。论文的撰写要结合材料类专业的科研主题,把所学的专业知识运用到实践中去。在理论和实践相结合的过程中,进一步消化、深化和整合学习的专业知识,把学习的专业知识转化为分析和解决实际问题的能力。通过在课程教学中设置相应的科研论文撰写训练,让学生熟悉科研论文的一般写作规程,锻炼其科研素养,提升对《金属学与热处理》专业基础课程学习的积极性。
常规《金属学与热处理》课程考核评价标准为30%平时成绩+70%期末考试成绩。该课程的概念抽象、专业术语繁多,但是纸质试题却设有标准答案及细则,考试的结果根据标准答案来判定等级,限制了学生综合能力的发挥。因此,传统的评价标准无法综合考察学生的知识掌握水平和应用实践能力,不能适应地方应用型院校对专业基础课程人才培养的需求,所以需对现有该类课程的考核评价方式进行改革。课程总成绩的评价标准应包括课堂讨论成绩、新工艺和新技术等先进知识成绩、单元测试成绩、实验操作和课程论文撰写成绩5 个部分[6]。
课堂讨论的评价标准依个人课堂参与讨论活跃程度而定,教师根据小组内部自由讨论、讨论后的归纳总结和小组项目汇报来综合评价学生分析讨论问题、团结协作的能力。课堂讨论成绩包括教师评价成绩和其他小组评价成绩各占50%,最后的讨论总成绩占课程成绩的10%。
课堂讲解评价细则:分为PPT 的正文内容、解说和制作设计三部分。满分为100 分,占课程成绩的15%。PPT 正文内容为50 分,要求内容必须为金属材料新技术、新工艺的文献资料或者是关于新金属材料最前沿科技和动态,作品内容真实有效、新颖,能够清晰准确地表达素材的精要,科学性突出且与课程联系紧密。解说为30分,作品要恰当地运用表现手法来体现主题,能以多媒体形式展示所要表达的内容、思想,过渡自然流畅。PPT设计制作为20 分,要求整体界面美观,模板及版式设计生动活泼,富有创意,总体视觉效果良好,有较强的表演力和感染力,作品色彩搭配合理协调,文字清晰,字体设计恰当,表现风格引人入胜。
每章节和单元结束后,安排学生在网络平台进行单元测试。为了防止因为试卷难度和考题内容的差异不能科学、全面评价学生的问题,要改变以60 分为及格分数的标准,教师要根据整体学生答题的实际情况,灵活设定单元测试的考核标准,比较每道题的答题情况分级评价。期末结束后,将每次章节测试的平均分数累计计入单元测试成绩,占课程成绩的30%。
以前的课程实验成绩主要以实验报告为基础,不能综合评价学生实验操作水平和过程参与程度。现采用非标准的评价方式,其中学生每次实验实践的具体自主操作和参与程度占实验成绩的70%,而实验报告撰写成绩占30%,大幅度降低实验报告成绩的占比,从而提高学生的动手能力和解决问题能力。以前的基础实验成绩占课程总成绩的10%,然而以培养应用型和创新型人才为目标,在原有的基础实验上将新增加“探究类、综合型实验”也计入课程的总成绩中,这部分也占课程成绩的10%。最终将实验成绩提高到课程总成绩的20%,从而提高学生的实践积极性及主动性。
设置课后学术论文评价细则标准,综合考评学生查阅文献、解读文献和论文撰写的能力。课程论文评价标准:主要考核论文的撰写内容、归纳总结和创新性,重点考察论文内容与所学专业课程的结合程度。教师针对论文内容与课程的紧密程度、研究结果的重要意义和应用性、论文的研究方法、思路或实验操作以及分析中所涉及的新发现和新见解来评定成绩,占课程成绩的25%。
《金属学与热处理》是“材料成型及控制工程”专业的必修课程。通过这门课程的学习,使学生掌握金属学基本原理、热处理原理及相应过程的基本知识,加强对材料组织性能关系的基本规律的理解,使学生具有分析金属组织结构和设计热处理工艺的能力,为提高机械产品质量、充分发挥现有材料的潜力、合理制定热处理工艺、发展新材料和新工艺奠定良好的理论基础。为满足地方院校创新型、应用型人才的培养目标与要求,需要建立全程考核、新型综合考核的非标准评价体系来全面衡量学生知识、能力和科学素质。因此,从课程讨论,课后搜集资料,单元测试,增加综合类、探究类实验和课程论文撰写等综合考察学生对该课程的掌握程度,加强课程考试的多样性,打破传统标准化的考核方式,同时也对教学模式和方法进行改革。通过实施新型非标准答案考核评价体系,学生成绩得到公正合理的评价,综合分析能力、创新精神和协作精神得到培养,为学生未来走向科研工作和生产岗位打下良好基础。该课程考核的非标准化研究对材料类专业基础课程考核模式的建设与改革具有一定的借鉴价值和意义。