楊春輝

（華東交通大學(xué) 軌道交通學(xué)院，江西 南昌 330013）

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（以下簡稱“卓越計劃”）是我國高等工程教育的重大改革發(fā)展計劃?！白吭接媱潯币詫嶋H工程為背景，以工程技術(shù)為主線，著力增強學(xué)生的工程意識。提高工程素質(zhì)和工程實踐能力，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)企業(yè)發(fā)展需要的多種類型的優(yōu)秀工程師［1，2］。2011年我校華東交通大學(xué)車輛工程專業(yè)列入教育部與江西省“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點專業(yè)。《工程材料與機械制造基礎(chǔ)》是工科院校機械類必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程是我校車輛工程專業(yè)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課，是一門集工程材料、熱處理工藝、鑄造、焊接、鍛壓、切削原理、刀具及機制工藝等內(nèi)容為一體的綜合性課程。在近年來的教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)如下問題：

一是有限的課時與需要講授的課程內(nèi)容較多相沖突，該課程所涉及的知識面較廣，缺少重點與針對性，學(xué)生誤認(rèn)為該課程“沒有用”，學(xué)習(xí)興趣不高。

二是本課程實踐性和綜合性較強，教學(xué)內(nèi)容既抽象又復(fù)雜且涉及實際制造場景，僅靠傳統(tǒng)的方法教學(xué)，很難讓學(xué)生理解和掌握。

三是與車輛工程專業(yè)（軌道交通車輛方向）內(nèi)容聯(lián)系不緊密。

因此，本門課程講授內(nèi)容的取舍，重點的把握，教學(xué)方法的運用，成為增強課程教學(xué)效果的關(guān)鍵。學(xué)生通過學(xué)習(xí)能夠合理選用工程材料、正確制定加工工藝路線，強調(diào)技術(shù)與工藝方案的制訂及生產(chǎn)實際問題的解決，培養(yǎng)學(xué)生的綜合工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力、實踐動手能力、綜合分析和解決實際問題的能力［3］。

一、課程現(xiàn)狀

《工程材料及機械制造基礎(chǔ)》課程是一門理論性和實踐性均較強的課程，既強調(diào)知識的綜合性、實用性，又強調(diào)創(chuàng)新能力、綜合分析和解決生產(chǎn)實踐問題的能力。在傳統(tǒng)的工程材料及機械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)中，多以理論講授為主，較少體現(xiàn)實踐性、應(yīng)用性的課程特色。突出的問題主要表現(xiàn)在幾個方面：（1）教學(xué)內(nèi)容的編排按部就班，基礎(chǔ)理論與實踐應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容脫節(jié)。（2）新材料、新技術(shù)、新工藝方面知識點增加緩慢，所用教材的知識內(nèi)容體系的創(chuàng)新性不夠，沒有體現(xiàn)“卓越工程師”培養(yǎng)計劃中所要求的“能力”主線。（3）現(xiàn)有課程實驗教學(xué)內(nèi)容中驗證性實驗和演示性實驗內(nèi)容仍然偏多，學(xué)生自己動手和動腦思考的機會仍顯不足，缺乏對各知識點之間的相互貫通，限制了學(xué)生創(chuàng)新思維和動手能力的培養(yǎng)［2］。（4）學(xué)生對所講授知識的用途不夠明確，缺乏學(xué)習(xí)主動性，存在教與學(xué)脫節(jié)現(xiàn)象。

二、構(gòu)建課程內(nèi)容體系

“卓越計劃”的順利實施重點依賴于教學(xué)內(nèi)容的改革。高校教師在圍繞卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的國家通用標(biāo)準(zhǔn)的前提下，要深刻了解鐵道車輛工程師的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及“工程材料及機械制造基礎(chǔ)”在鐵道車輛工程師標(biāo)準(zhǔn)中的重要地位和作用，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的深度改革，以行業(yè)需求為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生能力。

1.保留傳統(tǒng)。

我們應(yīng)保留教學(xué)內(nèi)容中的一些基本原理和主要的工藝方法。由于這些內(nèi)容往往是實際應(yīng)用中最普通的、適用面最廣的內(nèi)容，也是工程材料及機械制造基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)。比如鑄造理論及砂型鑄造原理性，掌握了分析思路后，可以沿用到其他特種鑄造。

2.刪舊增新。

應(yīng)刪除一些過時的加工工藝和方法，增添一些新材料、新工藝和新技術(shù)，擴展和深化課程內(nèi)容。如在工程材料章節(jié)，傳統(tǒng)教學(xué)只注重鋼、鑄鐵等常用金屬材料的性能應(yīng)用講授，對非金屬材料和新型材料及熱處理新技術(shù)、新工藝不講，而新型材料及新型熱處理工藝已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，應(yīng)增添新型材料（特種陶瓷、光纖和納米材料的種類及應(yīng)用）的內(nèi)容；再如對切削加工方法中的鏜削、刨削、拉削工藝等應(yīng)予以簡化，或讓學(xué)生自學(xué)，增加精密加工和特種加工方法。

3.重在綜合應(yīng)用。

在課堂教學(xué)和課后練習(xí)中盡量選取一些與工程實際應(yīng)用相關(guān)的案例，進(jìn)而鍛煉和提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。如講完工程材料之后，根據(jù)零件選材原則，以鐵道車輛轉(zhuǎn)向架構(gòu)架作為選材的例子，引導(dǎo)學(xué)生從材料的使用性能、工藝性和經(jīng)濟性等方面進(jìn)行考慮，選擇合適的材料。在講完金屬熱處理后，布置一個火車輪軸零件熱處理工藝路線的題目，讓學(xué)生查閱資料，確定出最佳答案。通過這些教學(xué)環(huán)節(jié)，既加深了學(xué)生對所學(xué)知識的理解和掌握，又培養(yǎng)了學(xué)生對知識的應(yīng)用能力，真正做到了活學(xué)活用知識。

三、改進(jìn)教學(xué)手段和方法，提高教育質(zhì)量

教學(xué)手段和方法改變是“卓越計劃”目標(biāo)實現(xiàn)的突破口。面對“卓越計劃”的最終目標(biāo)，各高校應(yīng)改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式方法，在課堂教學(xué)、實踐環(huán)節(jié)、考試等方面做出相應(yīng)的改革。

1.使用影像，現(xiàn)場教學(xué)。

在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)大力引進(jìn)實例教學(xué)，在教學(xué)手段上，采用已有的教學(xué)錄像，也可以聯(lián)合企業(yè)制作最新的生產(chǎn)影像資料。同時，可以組織適當(dāng)?shù)默F(xiàn)場教學(xué)，在教學(xué)過程中，把學(xué)生帶到實習(xí)工廠或?qū)嶒炇遥瑢φ諏嵨镞M(jìn)行講解和操作演示，也可以讓學(xué)生自己動手操作，加深感性認(rèn)識。如鑄鍛焊件成形過程工程等，若僅進(jìn)行理論講解，則是非常空洞乏味的。通過鑄鍛焊件制造過程的真實錄像資料，在理論講解的同時輔助播放，增加了真實感,效果很好；再如在切削加工時，把學(xué)生帶到車間，面對車床實物邊講解邊進(jìn)行實際操作演示。

2.強化實物，實踐教學(xué)。

教學(xué)時重現(xiàn)運用實物講解與實踐結(jié)合緊密的內(nèi)容。如在講工程材料一章時，針對鋼的分類、編號部分，應(yīng)用相對應(yīng)的實物教學(xué)，如手工鋸條、銼刀、鉆頭、彈簧、滾動軸承等，并區(qū)分實物材料的不同性能要求，使學(xué)生親眼目睹、記憶深刻。

在實驗環(huán)節(jié)，教師可以設(shè)計一些綜合性分析實驗，鍛煉學(xué)生分析思考能力。例如，熱處理工藝講解完畢，可以給學(xué)生設(shè)定具體材料及材料的相關(guān)性能，讓學(xué)生自己設(shè)計熱處理工藝及材料性能檢測方法并進(jìn)行實驗。采取有計劃分散進(jìn)行實驗的做法，除教學(xué)計劃時間外，學(xué)生還可利用中午、晚上等業(yè)余休息時間進(jìn)入實驗室進(jìn)行實驗，既充分提高實驗儀器設(shè)備的利用率，又使學(xué)生在比較寬松的環(huán)境下，充分發(fā)揮主觀能動性和聰明才智，將實驗做得更好，收獲更大。

3.針對不同教學(xué)內(nèi)容，采用相應(yīng)教學(xué)方法。

教師在設(shè)計課堂教學(xué)時，可適當(dāng)采用引導(dǎo)式、內(nèi)容比較式、案例式等教學(xué)方式，更好地貫徹教學(xué)內(nèi)容主線，培養(yǎng)學(xué)生實際應(yīng)用知識的能力。運用引導(dǎo)式教學(xué)法，可以給學(xué)生設(shè)計一定的問題，讓學(xué)生圍繞問題，通過討論得出結(jié)論。例如在講解鑄件的結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計時，以鐵道車輛的某型號轉(zhuǎn)向架的搖枕為例，把“鑄造方法選擇，分型面選擇，降低成本，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意什么”作為問題提出，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)鑄造原理進(jìn)行思考探討，給出在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)注意的事項，最后教師進(jìn)行總結(jié)評價。對工程材料部分概念多，材料種類多，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感覺到不容易區(qū)分、識記，熱處理工藝選擇難，可以通過比較的方法進(jìn)行講解。如熱處理中的正火、退火、淬火和回火，列出表格比較它們的工藝過程、加熱溫度、冷卻介質(zhì)、組織、性能特點、應(yīng)用何種性能材料、應(yīng)用實例等內(nèi)容，進(jìn)行歸納總結(jié)，便于學(xué)生記憶掌握。對綜合性強章節(jié)或講解完每一章節(jié)后，可應(yīng)用案例教學(xué)進(jìn)行小結(jié)，如典型零件的材料及成形工藝選擇章節(jié)，針對典型零件（車輛彈簧、轉(zhuǎn)向架側(cè)架等不同零件）的不同工況條件和使用性能要求，進(jìn)行合理的選材，正確安排其熱處理工藝、冷熱加工工藝等，達(dá)到學(xué)以致用的目的。

4.采用綜合作業(yè)方法。

綜合性作業(yè)是學(xué)生自主、研究型學(xué)習(xí)的實踐形式，是提高學(xué)生分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識能力的重要環(huán)節(jié)［2］。教師可以結(jié)合專業(yè)特點，設(shè)置一些綜合作業(yè)題目及要求，讓學(xué)生獨立查閱文獻(xiàn)、思索完成。以車輛工程專業(yè)為例，我們設(shè)置了有關(guān)鐵道車輛常用零部件的綜合性作業(yè)流程，如圖1所示，比如車輪、車軸、搖枕、側(cè)架、車體等零部件的材料選擇、熱處理方法、生產(chǎn)工藝過程的確定（包含該零部件各工藝的發(fā)展現(xiàn)狀），通過綜合性作業(yè)使學(xué)生將所學(xué)知識整體化、系統(tǒng)化，進(jìn)而進(jìn)行綜合分析和應(yīng)用，提高綜合應(yīng)用能力。

圖1 綜合性作業(yè)流程

5.完善考核體系，增強教學(xué)效果。

考核機制對學(xué)習(xí)有直接的導(dǎo)向作用，多元（知識+能力）考核項目達(dá)到多元的培養(yǎng)目標(biāo)。切實針對《工程材料及機械制造基礎(chǔ)》這門課程的特點，采取靈活多樣的考核形式，變分?jǐn)?shù)考核為過程考核，致力消除傳統(tǒng)考試重知識、輕能力，重結(jié)果、輕過程的弊端。對理論性較強的部分仍采用閉卷考試，使學(xué)生牢固掌握基礎(chǔ)知識；而對成型工藝及加工工藝部分應(yīng)采取“解決具體問題”的方法，根據(jù)教學(xué)大綱要求學(xué)生掌握的內(nèi)容，給出具體課題（如綜合性作業(yè)）。如一些典型零件的選材、熱處理工藝路線的制定、加工工藝規(guī)程的擬定等，也可以是生產(chǎn)實踐中工藝問題的分析探討。提前一周布置題目，題目可以是一個、兩個或多個，讓學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成。只要內(nèi)容正確，則完成的形式不限。成績評定采用“總成績＝期末考試成績（占50%）+平時成績（占30%）+期末綜合作業(yè)或課程小論文（占20%）”的考核方式。平時成績包括學(xué)生的出勤情況和平時的課堂討論、回答問題、作業(yè)、實驗等。運用這種考核方式，不但可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，而且有助于提高學(xué)生的綜合能力和應(yīng)用創(chuàng)新能力。

通過在《工程材料及機械制造基礎(chǔ)》課程教學(xué)中實施優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、采用影像和現(xiàn)場教學(xué)、多種教學(xué)方法、綜合性作業(yè)訓(xùn)練、考核模式等教學(xué)改革，確立以“能力”培養(yǎng)為主線的課程建設(shè)目標(biāo)，全面提高學(xué)生的實際應(yīng)用能力，增強創(chuàng)新意識，為培養(yǎng)卓越鐵道車輛機械工程師奠定了基礎(chǔ)。

［1］中華人民共和國教育部.卓越工程師教育培養(yǎng)計劃［Z］.2010.

［2］白艷茹，王旭，王小寧.“卓越計劃”背景下創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的改革［J］.實驗技術(shù)與管理，2012，29（3）：222-224.

［3］呼英俊，劉志平，孟延紅.工程材料及熱處理綜合實驗的探索與研究［J］.西南科技大學(xué)高教研究，2010（3）：69-70.

［4］孫方紅，徐萃萍.改革工程材料與成型工藝課程教學(xué)培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才［J］.中國冶金教育，2011（3）：23-24.

［5］潘晨.模塊式教學(xué)在《機械制造基礎(chǔ)》課程中的應(yīng)用研究［J］.太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2010（11）：49-50.