职业本科机械类专业“机械工程材料”课程教学改革

田宁　李宾　孙慧　尚晓娟

摘 要：培养高层次技术技能人才是职业本科培养模式的基本内涵，是保障职业本科高质量发展的必经之路。为了深化教学改革，文章对职业本科机械类专业必修课程“机械工程材料”课程的教材建设及教学内容和方法进行了改革与探索。首先采取高校及企业专家深度融合的方式，形成校企共建的教材编写模式建设适合职业本科“机械工程材料”的教材。其次合理选择理论教学内容及改革考核手段，“以学生为中心”这一原则，提高学生对课程的理解并 考核学生的综合能力。最后对实验课程教学进行改革，使学生的学习变被动为主动，给学生更加自主创新的空间，提高学生对实践操作的兴趣。

关键词：职业本科 机械工程材料 教学改革 教学实践

1 引言

2019年《国家职业教育改革实施方案》提出“开展本科层次职业教育试点、完善国家职业教育制度体系”，为现代制造业、现代农业的发展和职业教育现代化提供制度保障与人才支撑，这标致着我国打破了长期以来职业教育人才止步于专科，打通了职业教育的学生继续向上求学深造的通道；2021年4月习近平总书记明确提出要“稳步发展职业本科教育，建设一批高水平职业院校和专业。”在国家的高度重视和社会及企业的强烈需求下，职业本科必将得到快速发展，将与普通本科应用型本科共同构建高等教育全日制本科体系。职业本科高校作为培養高层次技术技能人才的场所，为我国产业基础高级化、产业链条现代化提供了高层次技术人才的支撑[1-2]。但职业本科面临发展机遇的同时也面临着严峻的挑战。其机遇是，社会中对高素质的一线技术人才的需求越来越多；而挑战是，学生是否有能力胜任该类工作[3-4]。因此，职业本科院校更应该注重人才培养的质量。

“机械工程材料”课程，是“机械制造基础系列课程”中的先导课，它起着承上启下，为后续课程的学习奠定理论基础。该课程的任务是从机械工程的应用及选材的角度出发，阐明金属及高分子等材料的基本理论，了解成分、热处理工艺对材料组织结构与宏观性能的影响规律。课程的目的是使学生在掌握机械工程材料的基本理论的基础上，具备根据机械零件使用条件和性能要求，对零件进行合理选材及制定零件工艺路线的初步能力[5]。该课程理论性较强，概念比较抽象，并且相关知识点较多，加大了教与学的难度，主要研究金属材料的性能与成分、组织结构、变形机制之间的相互关联问题。该课程蕴含着较为丰富的科学思，对学生创新能力创新思维的培养具有重要的意义[6-7]。

为了达到职业本科高校机械类“机械工程材料”课程的教学目标，满足企业对技能人才的需求，本文围绕职业本科高校的办学指导思想和定位，对“机械工程材料”教材、教学内容、教学方法、实验教学、考评方式等进行改革。为职业本科高校“机械工程材料” 课程教学改革与建设提供思路。

2 课程体系存在的问题

2.1 教材内容滞后于产业发展、形式形态单一

“机械工程材料”课程具有较强的实践性，同时对理论讲授和操作实践具有较高的要求，因此，要求理论和实践部分需要有较好的对应关系更需要有科学合理的比例。目前“机械工程材料”教材多套用普通本科或高职教材。普通本科其培养目的是使学生扎实地掌握本门学科的基础理论、专业知识和基本技能，以便使其具备从事科学研究工作或担负专门技术工作的初步能力，所以教材较多的反映通识性知识和理论，导致实践性偏差；而高职其培养目的与普通本科并不相同，更加重视学生动手能力，使学生具备某一专业技能，以便使其具有适应于在制造、服务等一线岗位工作的能力，因此，教材更多地注重“实践性”和“应用性”，基础理论要求相对较低[8]。上述两套教材体系的侧重点及理论部分与实践部分比例都不符合职业本科人才培养目标，对新形势下的职业本科发展并不能起到促进作用。并且教学内容老化、无法与时俱进，新思想、新技术不能及时反映到教材中。目前在各大院校中“机械工程材料”课程仍然以纸质教材为主，教材形式形态单一，科技化、数字化、信息化技术并没有得到充分的利用，致使学生对课程兴趣不足，所获取知识方式单一，教师教学成效和学生学习效果大打折扣。

2.2 教学方法及考核体系相对落后

大多数职业本科在实际教学过程中，仍采用教师讲述为主，学生被动接受，这种一味知识灌输传统的教学模式，这种教学模式难以激发学生学习兴趣，教学侧重死记硬背，而不是更高层次的思维技能，并且教学内容陈旧脱离生产实践，显然这无法满足课程的培养目标。 作者认为，由于职业本科刚刚兴起，大多数教师并未接触过职业本科教育，造成实践能力等相关素质的缺乏，这导致教师只能注重对课本传统知识内容的讲授，而忽略该门课程的“实践性”和“应用性”这不利于学生对该门学科的整体理解。

考试可以检查学生的学习情况和水平，“机械工程材料”是一门实践性较强的课程，要求学生学会通过热处理及冷加工技术控制材料的组织形貌，这对学生的动手能力及创新能力同时提出了较高的要求，因此在考试的过程中不仅要对理论知识进行考察，更应该对动手及创新能力进行考察。而目前课程考核往往还是以笔试作为课程考试的主要方式，这显然偏离了机械工程材料课程的培养目标。

2.3 实践教学与生产实践脱节且考核评价体系单一

大多数职业本科院校“机械工程材料”课程实践教学中存在较多问题，并且在培养学生实践动手能力和创新能力方面存在一定欠缺。

1、实践教学与生产实践脱节。科学的实验教学体系是有效联系理论和实践的桥梁，是保证学生高效学习的重要基础，即有利于理论知识掌握，又可以培养学生创新能力和动手能力。但负责实践教学的老师对该专业并不十分理解，一些“机械工程材料”的实践教学内容存在一定的随意性并独立于理论教学体系和生产实践环节，造成本末倒置，极大的浪费了资源。2、实践教学方法过时，考核评价体系单一。为了便于实验开展，教师多数选取较为简单的验证性试验，学生只是机械地按教材中的相关步骤进行操作，毫无创新性。而应该具有创新性的设计性实验也都是由老师给定试验方案，学生并不能发挥独立创新的能力。并且实验课程的考核基本都是以学生提交的实验报告为主要依据，这样并不能平评价实践教学是否达到相应的效果。

3 课程教学改进措施

随着社会的不断发展，对人才的需求不断发生变化，必须对职业本科“机械工程材料”课程的教学模式进行相关改革，以满足人才的培养需求。为了增强学生在学习过程中的积极性和主动性，培养学生的工程实践能力和自主创新能力，应从“机械工程材料”课程的教材建设、教学内容、教学方式、实验课程设置、考核方式等方面进行必要的改革。

3.1 进一步规范职业本科教材、合理选择教学内容

教材在教学活动中具有重要的作用，是教师传授知识的重要载体，是组织教学的准则和依据，优秀教材可以培养学生自主学习能力，培养学生学习兴趣和创新能力。因此必须进一步规范职业本科教材编写，统筹谋划职业本科教材建设工作。

首先，组建顶级多元化教材编写团队，在制定“机械工程材料”课程教材过程中可合理引入企业机械、材料、汽车等不同行业专家，利用企业专家出色实践能力及高校教师扎实的理论功底，让高校及企业专家深度融合、共同开发，形成校企共建共享的教材编写模式。其次，优化课程中理论部分与实践部分比例，根据职业本科学生的培养目标及学生的接受水平并了解实际工作岗位需求，及时掌握行业中的新技术和新动态，以企业典型项目为例，合理调节理论与实践部分比例，使理论与实践紧密结合连接顺畅。最后，开发新形势、新形态的教材，“机械工程材料”课程传统教材以文字叙述为主，形式单一，枯燥无趣不适合现代化教学体系。教材建设过程中要创新教材的形式形态，教材内容上采用项目式教学，形式上利用数字化、信息化等相关技术，建立和完善相应的在线课和数字资源库，构件线上线下混合式一体化教学。

“机械工程材料”课程总体目标：会根据不同材料不同用途选择合适的热处理方法，并能合理选用金属材料；为后续继“机械设计基础”“塑料模设计”等其他相关课程奠定基础。因此，本门课程在教学过程中，理论教学的重点应该放在真正涉及机械设计与制造这些具有承上启下的内容上，使同学们对机械工程这门学科具有更好的了解。另外一些与生产实际紧密相关的内容这些内容不仅需要系统的理论讲解，更需要在实践中学习，如在机械制造中，常用工业用钢热处理工艺路线的制定、组织形貌及力学性能的检测等。

3.2 合理选择理论教学内容及考核手段改革

“机械工程材料”课程总体目标：学习工程材料的力学性能，在机械设计中能根据材料的力学性能，具有初步合理选择材料的基础；了解金属材料的组织结构和各种热处理制度，会根据不同材料不同用途选择合适的热处理方法；学习工程材料种类、牌号和应用，能合理选用工程材料。为后续继“机械设计基础”“冷冲磨具设计”“塑料模设计”等其他相关课程奠定基础。因此在“机械工程材料”在教学内容的选择上应该重点放在真正涉及机械设计与制造内容，教会学生正确选材和合理使用热处理工艺，以便使金属材料符合机械设计的要求。并且对于一些重要理论，这些理论在该门课程的教学过程中起到支撑的作用，因此在教学的过程中要重点的讲诉，并要求学生对此在理解的基础上掌握，如合金热处理工艺、金属的力学性能、铁碳合金相图等。另外一些与生产实际紧密相关的内容，这些内容则需要学生在实践中学习，如在机械制造中，常用的工业用钢和铸铁的牌号、性能、热处理工艺的安排、工艺路线的制定、组织形貌及力学性能的检测等。

课程考核的目的是检验学生的学习成果。因此，在课程考核过程中，应该建立“以学生为中心”这一原则，减少教师的过度参与，应该做以下改革。1、重视学生平时表现，如加大学生平时成绩占期末总成绩的比例。学生平时成绩考核指标主要是由作业、课堂表现及出勤率所决定，其中课堂表现应该采用加分鼓励原则，对于积极回答问题表现良好的同学采用加分制度，这样就避免了学生上课打游戏睡觉等不良行为。平时作业应该采用灵活多样的形式，如采用小组合作学习或学生以小组为单位根据知识点制作PPT并上台汇报等形式，以便提高学生学习的积极性。2、期末考试不以卷纸形式作为考试依据，而是以多个项目考核的方式。项目由基础知识、创新能力、实验基本操作等相关项目所组成，其中基础知识项目考查学生对本课程的理解及掌握，创新能力项目考察评学生利用所学过的本门课程知识对某一特定要求设计出可行的方案，实验基本操作项目考查学生动手能力。

3.3 实验课程教学改革措施

传统的“机械工程材料”实验课程设置不合理并具有一定的弊端，已不能满足应用型人才的培养需求，为了培养学生的动手能力、创新意识和求真务实的科学精神，增加他们对理论课程和实验的认知理解深度，有必要对“机械工程材料”实验课程进行改革。

3.3.1 修改实验设计计划，改进教学模式

“机械工程材料”原有实验计划中，设计性实验就是对书本理论的一个基本验证，并未起到发挥学生积极性和主动性从而提高学生创新能力的作用，容易传达“轻实验、重理论”的错误观点，不利于提高实验教学质量。因此，在开展“机械工程材料”设计性实验过程中，教师应该不在讲述实验过程，只应该强调关键注意事项，给学生更大的自主创作空间。学生按照实验相关要求，自主查阅资料，设计实验流程，制定实验方案，并交于教师进行审阅、修改。并在老师认可后学生独立到实验室完成相关实验。

3.3.2 利用现代技术，优化实践教学方式

兴趣可以提高学生学习的内在动力，然而兴趣并不是天生就有的，事物的新颖性、独特性决定了事物是否可以获得学生的兴趣。因此现代教学手段的运用，不仅可以用来传递教学内容，而且还会创造良好的学习环境，激发学生的好奇心和求知欲，引导学生深入思考。因此针对“机械工程材料”综合实验课程的实验内容，可以采用不同的教学方法（如开放性实验学生分组进行实验），让学生参与到实验计划的实施中来，使学生的学习变被动为主动。另外，目前互联网上具有丰富的教学资源，学生可以自学线上的相关实验视频、虚拟仿真实验等以便开拓设计性实验的思路，提高学生对实验的兴趣。

4 结语

总之，在国家大力发展职业本科的大背景下，企业对技术型人才的需求发生了巨大的变化，因此职业本科高等院校在教学过程中也应与时俱进。本文结合学生的基本能力和企业对职业本科技术人才的需求对“机械工程材料”的教材进行改进及建设并对该课程的理论教学内容和实验教学内容等进行改革和实践探索，改革陈旧的教学模式，重视理论联系实际，激发学生兴趣和提高学生自主思考能力，为“机械工程材料”课程建设提供参考和借鉴。

参考文献：

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[4]崔承云．浅谈《工程材料》实验教学的改革［J］．广东化工，2019，46（1）：232-233．

[5]张晴晴，代光辉，史良马.机械工程材料及其成形技术教学改革探讨[J].巢湖学院学报，2017（6）：126-129.

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[7]栾婷婷. 本科层次职业教育新型活页式教材的开发与应用[J]. 科技视界，2021，（31）：70-71.