应用型本科 “机械工程材料”课程教学改革

田宁

摘要：为了深化教学改革，提高应用型本科机械类专业必修课程“机械工程材料”的教学质量，本文对该课程的教学内容和方法进行了改革与探索。一是通过调整教学内容，使该门课程教学内容与机械行业相结合，具有一定的针对性，让学生学以致用；二是通过改变教学方法和教学手段，提高学生学习的主动性；三是加强理论与实践之间的相关联系，修订实验教学计划，给学生更加自主创作的空间；四是考核方式多元化，激发学生学习积极性，提高学生的学习能力；五是建立一支具备扎实理论知识、丰富实践经验的高水平“双师型”教师队伍。

关键词：应用型本科；机械工程材料；机械类专业；教学改革

1引言

为了适应社会及科技不断发展，产业及经济结构不断转型升级，我国不仅对应用型人才的需求不断增多更对其知识、能力、素质等提出了更高的要求[1]。因此，在此背景下专门培养应用型人才为目标的大学也应运而生，大多数应用型本科院校是由地方型院校转型而来，其核心职能是服务区域经济社会发展需要，面向应用、面向实际、培养实践能力强的应用型人才[2-3]。随着时代和技术的不断发展，应用型本科院校同时面临发展机遇及严峻的挑战。其机遇是，社会中对高素质的第一线应用人才的需求越来越高；而挑战是，在当前高校对应用型本科院校人才培养内涵的理解，及人才培养模式下培养出的学生是否具备胜任未来工作的能力[4-5]。因此，应用型本科院校更应该注重人才培养的质量。

课程是人才培养的基础，“机械工程材料”是机械类专业的必修课程，在整个课程体系中占有较为重要的地位，其目的是使学生熟知材料特性、材料的选择原则与方法及热处理工艺的相关知识，是针对机械基础课程体系的需要而设计的[6]。其内容主要包括：金属的结构和结晶、金属的相图和变形、钢的热处理、有色金属及其合金、机械零件的失效分析、机械零件选材及成形工艺的选择[7-8]。该课程理论性较强，内容抽象，并且相关知识点较多，主要研究金属材料的性能与金属材料成分、内部组织结构、及热处理工艺之间的相互关联问题[9]。因此，该门课程的教学效果和教学目标具有较大的差距。并且，该课程蕴含着丰富的科学思维和科学方法，对学生使用工程和创新思维方式去思考问题，及学生创新能力的培养具有重要意义[10-11]。

本文针对地方应用型本科院校机械类“机械工程材料”课程体系存在的问题，并根据企业对应用型人才的需求建设特点，围绕地方应用型本科院校的办学指导思想和定位，从理论课程体系和实践教学体系进行改革，并提出改进后的教学实施方案。为地方高等工科院校“机械工程材料”课程教学改革与建设提供思路。

2应用型本科院校机械类“机械工程材料”教学存在的问题

2.1教学观念和教学方法及考核体系存在的问题

在大多数学校实际教学过程中，课堂教学模式并没有创新，仍沿袭传统的教学方式，以教师讲述为主，一味进行知识的灌输，学生被动接受，难以很好的激发学生学习兴趣，并且教学内容与生产实践没有联系在一起，显然这无法满足课程的培养目标。并且由于教师科研能力及知识结构等相关知识的缺乏，导致课堂中教师只能注重对课本传统知识内容的讲授，使得新技术、新材料基本没有涉及，这不利于培养学生自学和创新思维能力。

“机械工程材料”课程要求学生掌握通过材料的组织形貌判断材料的性能，并且学会通过热处理及冷加工技术控制材料的组织形貌及让学生了解金属材料在高温及低温状态下服役过程中的损伤及变形机制，这对学生的动手能力、理论知识及创新能力同时提出了较高的要求。而目前在以教师教为主的教学模式中，课程考核往往还是以笔试作为课程考试的主要方式，实践动手能力及创新能力的考核占比较低，并且大部分教师并不具备相关专业知识，这显然不能达到机械工程材料课程的培养目标。

2.2实践教学存在的问题

科学的实验教学体系是学生保证高效学习的重要基础，既有利于学生对书本上相关知识的理解和掌握，又有利于学生创新能力和动手能力的培养，以便提高学生的综合素质。但从调查反馈来看，在应用型本科院校“机械工程材料”实践教学中存在较大问题。

1、实践教学的内容和方法缺乏创新。传统教学中“机械工程材料”课程在实践内容及方式上，并未有创新之处。在实践内容上依旧是金属组织形貌观察和金属材料力学性能测试，在教学方式上依旧是教师讲授占据主导。并且，在实践教学的过程中未考虑到将学生专业特点与实践内容相融合等相关问题，这样就不能抓住学生学习的侧重点，使得实践教学并不能达到预期效果，导致实践课程的教学整体质量不达标。2、在实践教学过程中，实践教学方法过时，考核评价体系单一。在“机械工程材料”实践课程中，一般来说，由任课教师决定选用的相关实验设备及实验内容。多数教师选取的实验多为验证性实验，内容较简单，学生只是机械地按教材中的相关步骤进行操作，并不能锻炼学生的学习及思考能力。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，并无任何创新之处，在实际过程中教师和学生都处于应付状态。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，这样并不能达到实践教学的效果。

2.3 “双师双能型”教师短缺

教师的素质和人才的培养质量密切相关，建立一支具备扎实工程理论知识、熟练运用工程思维分析和解决各种复杂工程问题的教师队伍，是教育质量水平的关键，可以有效避免理论教学严重脱离工程实际，可以更好培养高层次技术人才。在应用型高级技术人才培养过程中，对教师也具有相对较高的要求。但由于大多数应用型本科高校是由地方性院校转型而来，并且在招聘教师过程中特别重视学历只招收博士，这造成教师工程实践经历比较缺，对行业产业发展趋势、生产实际的了解不够深入，因此，目前应用型本科院校“双师双能型”教师数量过少，导致教师工程实践教学能力难以满足人才培养的需求。

3应用型本科院校機械类“机械工程材料”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，必须对传统的 “机械工程材料”的教学模式进行相关改革，以满足应用创新型人才的培养需求。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”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 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求学生对于一些重要理论在理解的基础上掌握，如金属的力学性能，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。

课程考核是教学中重要的一环是对课程的学习过程和学习结果进行评价，以检验学生学习的效果，以便重新设计教学活动，调整毕业要求和培养目标。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。

3.2 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。

（一）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。

（二）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。

3.3 加强“双师双能”教师培养

教师的基本素质决定着人才的培养质量，双师型教师队伍是培养高素质应用型人才的重要保障。依托实践基地，建立一支具备扎实理论知识、丰富实践经验、良好教育能力和职业责任担当的高水平双师型教师队伍是提升应用型本科教育质量水平的关键。在此背景下，学校和企业应该联手培养“双师双能型”教师。

首先，加强“双师双能”型教师引进，加强与国内外知名高校、科研院所几企业合作，面向社会聘请高水平的具有丰富工程实践经验和较高科研能力的专家充实教师队伍。同时，聘请的专家不仅承担教学于科研任务，更应该参与专业教学改革项目的研究与实践，为专业的发展定位提供咨询服务，培养出具有高水平的职业本科教师团队。其次，加强“双师双能”型教师培养，鼓励教师积极参加国家、省级和校企协同培训，同时学校成立教师职业能力发展中心，定期组织教学活动，并邀请专业团队设计多维度、多层次的教师培训计划，全面提升教师的教学及实践能力，断提高教师的整体素质。最后，在教师在职称晋升、工资福利等相关政策方面对“双师双能型”教师具有一定的倾斜，这就可以增强教师提高理论知识和工程实践技能的积极性。

4结语

总之，在当前新工科建设大背景下，企业对应用型人才的需求发生了巨大的变化。因此应用型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对理论教学内容和实验课程等进行改革实践探索，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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