＊王金亮 習(xí)小慧* 王貴 王坤 薛景鈡 梅瑞斌

（1.廣東海洋大學(xué)機械與動力工程學(xué)院 廣東 524000 2.東北大學(xué)秦皇島分校 河北 066004）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工程技術(shù)領(lǐng)域?qū)ζ渌婕暗墓こ碳夹g(shù)提出了更高的要求，例如為了實現(xiàn)汽車行業(yè)的節(jié)能減排，汽車輕量化的技術(shù)要求變得越來越高[1]。因此，為了保證經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，如何培養(yǎng)出與之相適應(yīng)的工程技術(shù)人才是現(xiàn)今教育面臨的難題。

材料是工程發(fā)展的載體，掌握材料的組織結(jié)構(gòu)及性能特點是工程技術(shù)人員的必備知識?！豆こ滩牧稀肥菍ｉT講授工程材料性能特點的課程，成為許多工程類專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課[2]，比如廣東海洋大學(xué)機械設(shè)計及其自動化專業(yè)、能源與動力工程專業(yè)、輪機管理專業(yè)等。目前，該課程傳統(tǒng)的教學(xué)方法無法使學(xué)生對其產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，致使大部分學(xué)生只為考試成績或?qū)W分進(jìn)行相應(yīng)學(xué)習(xí)。因此，面對越來越高的工程技術(shù)要求，如何提高該課程的教學(xué)效果成為教師教學(xué)過程中面臨的一個難題。

1.工程材料課程教學(xué)存在的問題

(1)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣有待提高

隨著科技的進(jìn)步，人類社會已從工業(yè)時代走向了信息時代，網(wǎng)絡(luò)和自媒體技術(shù)得到了迅速發(fā)展。由于手機發(fā)展的智能化和4G/5G網(wǎng)絡(luò)的高速化，直播、網(wǎng)游已成為當(dāng)今社會娛樂的焦點，這些信息時刻改變著民眾的思想意識。大學(xué)生作為民眾的一個群體，同樣受多樣化、趣味化娛樂信息的影響。此結(jié)果導(dǎo)致大部分學(xué)生的興趣點被提高，降低了對課本中專業(yè)科學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣，出現(xiàn)了在課堂上學(xué)生使用手機打游戲、看視頻的現(xiàn)象。

《工程材料》課程是近機械類工科專業(yè)重要的專業(yè)課，其掌握程度直接影響學(xué)生進(jìn)入企業(yè)的工作質(zhì)量。通過該課程的設(shè)置，可以使近機械類工科學(xué)生掌握有關(guān)工程結(jié)構(gòu)和機器零件常用的金屬材料、非金屬材料的基本理論知識和性能特點，并具備對其所從事工業(yè)領(lǐng)域中的工程結(jié)構(gòu)、機器零件等材料進(jìn)行合理選用和使用，實現(xiàn)合理性結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝編制。然而，《工程材料》課程教材是針對所有相關(guān)專業(yè)的教材，其涵蓋了多方面知識。而對于非材料類專業(yè)的學(xué)生來說，在學(xué)習(xí)該門課程過程中，往往感覺該課程與自己所學(xué)專業(yè)無關(guān)，且教材涵蓋知識面太廣，致使學(xué)生無法對該課程產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。這使得很大一部分學(xué)生，只為了考試成績或?qū)W分而去學(xué)習(xí)這門課程。此現(xiàn)象導(dǎo)致學(xué)生完成《工程材料》課程學(xué)習(xí)之后，并未提高自己的專業(yè)技能，致使該課程教學(xué)出現(xiàn)弊端[3]。

以上分析可知，由于外部環(huán)境變化及非材料類專業(yè)學(xué)生對《工程材料》課程的不重視，導(dǎo)致大部分學(xué)生對該門課程的學(xué)習(xí)興趣不高。因此，如何讓非材料類專業(yè)的學(xué)生對《工程材料》課程主動產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，并進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，提高自己的專業(yè)技能，適應(yīng)越來越高的工程技術(shù)要求，是該門課程教學(xué)難點。

(2)教學(xué)方法有待創(chuàng)新

由上所知，《工程材料》課程教材涵蓋了多方面知識，以清華大學(xué)出版社出版的朱張校和姚可夫老師編寫的教材為例，其包含了鋼鐵材料、有色金屬材料、高分子材料、陶瓷材料、復(fù)合材料、功能材料和新材料，同時還包括金屬材料的組織結(jié)構(gòu)及性能特點、工程零件失效分析與選材原則、典型工件的選材及工藝路線設(shè)計等共10章。而對于非材料類學(xué)生來說，由于專業(yè)課的學(xué)時限制，致使學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的學(xué)時很少，如廣東海洋大學(xué)能源與動力工程專業(yè)的學(xué)生只有18個理論學(xué)時學(xué)習(xí)該門課程。因此，如何在短課時內(nèi)將知識有效地傳遞給學(xué)生，并讓學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)，增強自主學(xué)習(xí)的主觀能動性是該門課程教學(xué)的一個核心問題。針對課堂教學(xué)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是教師課前充分備課，將書上的知識點進(jìn)行總結(jié)凝練，形成邏輯鏈條，之后利用PPT等手段呈現(xiàn)給學(xué)生，進(jìn)行課堂教學(xué)。而對于《工程材料》課程，由于教材知識點多且課程總學(xué)時少，致使教師在利用傳統(tǒng)教學(xué)方法教學(xué)過程中，只能講授部分核心知識點，無法實現(xiàn)知識點的全覆蓋。此外，由于是非材料類學(xué)生，其學(xué)習(xí)《工程材料》課程中的一些知識是零基礎(chǔ)，例如晶體結(jié)構(gòu)等知識，而這些知識還是不容易學(xué)習(xí)的難懂知識，這導(dǎo)致教師僅通過傳統(tǒng)的教學(xué)方法且利用有限課時進(jìn)行教學(xué)，無法達(dá)到良好的教學(xué)效果。因此，利用傳統(tǒng)教學(xué)方法對非材料類學(xué)生進(jìn)行總學(xué)時較少的《工程材料》課程教學(xué)存在很大弊端[4]。

(3)考核方法有待完善

針對《工程材料》課程教學(xué)，傳統(tǒng)考核方式側(cè)重于考查學(xué)生對重點核心知識的掌握程度，重點關(guān)注學(xué)生對專有名詞概念的記憶及基礎(chǔ)理論的理解等[5]。《工程材料》課程是直接服務(wù)于工程生產(chǎn)的課程，在高等教育不斷走向素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的背景下，學(xué)習(xí)此課程的目的是使學(xué)生掌握與生產(chǎn)實踐相關(guān)的知識，并能將所學(xué)知識直接服務(wù)于生產(chǎn)。然而，采用傳統(tǒng)考核方式對《工程材料》課程教學(xué)進(jìn)行考核，會促使部分學(xué)生利用短期突擊方式熟記課堂重點講授的知識點，完成考試。這類學(xué)生僅僅完成了考試，獲得了該門課程所對應(yīng)的學(xué)分，而并未真正掌握與工程生產(chǎn)實踐相關(guān)的知識，無法做到對所學(xué)知識融會貫通、學(xué)以致用，即無法利用所學(xué)知識對工程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行有效分析和解決。因此，采用傳統(tǒng)考核方式對《工程材料》課程教學(xué)進(jìn)行考核存在著一定不足。對此，為了培養(yǎng)工程生產(chǎn)實踐的適用性人才，針對非材料類學(xué)生，改善《工程材料》課程的考核方法勢在必行。

2.生產(chǎn)實踐知識在教學(xué)過程中的重要性

《工程材料》是服務(wù)于生產(chǎn)實踐的一門課程，其教學(xué)應(yīng)與生產(chǎn)實踐密切相連。如前所述，非材料類學(xué)生在學(xué)習(xí)《工程材料》課程時，往往感覺該課程與自己所學(xué)專業(yè)無關(guān)，致使學(xué)生無法對該門課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚興趣。針對此問題，教師在課堂上講授這門課程時，如何讓學(xué)生認(rèn)識到學(xué)習(xí)該課程的重要性及學(xué)好該課程對自身職業(yè)發(fā)展的重要性至關(guān)重要。生產(chǎn)實踐知識是連接課堂理論學(xué)習(xí)與生產(chǎn)實踐的紐帶。大學(xué)是學(xué)生由學(xué)生時代向工作時代跨越的過渡期，在這期間，學(xué)生均會對自己的專業(yè)領(lǐng)域有著濃厚的興趣和好奇，想了解進(jìn)入企業(yè)工作之后利用所學(xué)知識能做什么，如何貢獻(xiàn)社會和國家的發(fā)展。生產(chǎn)實踐知識能很好地解答上述問題，其可以讓學(xué)生了解到自己所學(xué)知識與實際生產(chǎn)之間的關(guān)聯(lián)性。基于學(xué)生對自己所學(xué)專業(yè)領(lǐng)域的興趣和好奇，實踐知識還可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，促進(jìn)學(xué)生主觀學(xué)習(xí)態(tài)度的培養(yǎng)。此外，生產(chǎn)實踐知識中的一些實質(zhì)性難題，在我國的國情下可以激發(fā)學(xué)生的愛國情操，發(fā)憤圖強，為國家的偉大復(fù)興貢獻(xiàn)力量。例如，芯片材料是制約我國半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的一個瓶頸問題，教師在授課過程中合理利用相關(guān)生產(chǎn)實踐知識，可以集中學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的注意力，達(dá)到很好的教學(xué)效果。同時，學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論時，教學(xué)內(nèi)容中融入生產(chǎn)實踐知識，可以加強學(xué)生對教材中枯燥的基礎(chǔ)理論知識的理解，達(dá)到事半功倍的效果。綜上，生產(chǎn)實踐知識可以改善教學(xué)效果，與課堂教學(xué)息息相關(guān)。

3.基于生產(chǎn)實踐知識的課程教學(xué)方法改革

(1)基于生產(chǎn)實踐知識的理論教學(xué)

教學(xué)方法是衡量教學(xué)質(zhì)量高低的關(guān)鍵性指標(biāo)，選用合適的教學(xué)方法是提高教學(xué)質(zhì)量和效率的重要前提[6]。如前所述，提高非材料類學(xué)生學(xué)習(xí)《工程材料》課程的興趣是一個難題。生產(chǎn)實踐知識能有效地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，將其融入理論教學(xué)，可以形成理論+實際耦合式教學(xué)手段。該教學(xué)方式既能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又能提升教學(xué)內(nèi)容的實踐性，是一種行之有效的創(chuàng)新性教學(xué)方式。例如，針對能源與動力工程專業(yè)的學(xué)生，鍋爐等構(gòu)件是服務(wù)于該專業(yè)的工業(yè)裝置。因此，教師對該專業(yè)學(xué)生進(jìn)行《工程材料》課程教學(xué)時，應(yīng)將鍋爐的制造材料、服役條件等知識融入課堂，通過鍋爐材料的組織、性能等生產(chǎn)實踐知識講授《工程材料》課程中的金屬材料組織、性能部分，這樣能使學(xué)生更容易掌握該部分知識。通過此方式教學(xué)，能讓學(xué)生體會到學(xué)習(xí)該門課程對自身發(fā)展的重要性，增強其主動學(xué)習(xí)的興趣。因此，采用生產(chǎn)實踐知識與理論知識耦合式教學(xué)能很好地提升教學(xué)效果。

(2)基于表征技術(shù)的現(xiàn)代方式教學(xué)

隨著科技的發(fā)展，材料表征技術(shù)得到了快速發(fā)展。例如，利用高溫激光共聚焦顯微鏡可以原位觀察金屬材料的結(jié)晶過程、固態(tài)相變等過程。這些表征技術(shù)的發(fā)展讓我們對材料的組織和性能有了更深的認(rèn)識。教師在講授《工程材料》課程時，可以利用現(xiàn)代表征技術(shù)獲得的結(jié)果視頻進(jìn)行直觀教學(xué)，如講授金屬結(jié)晶和固態(tài)相變過程時，利用多媒體技術(shù)播放金屬結(jié)晶和固態(tài)相變的表征結(jié)果視頻，學(xué)生通過教學(xué)視頻能直觀地了解教材中講授的基本理論知識。此教學(xué)方式既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也提高了學(xué)生對難點知識的理解。因此，在現(xiàn)在教學(xué)方式中引入先進(jìn)的表征結(jié)果能很好地提升教學(xué)效果。

(3)課堂教學(xué)與學(xué)生自學(xué)耦合式教學(xué)

非材料類學(xué)生通過自學(xué)可以彌補《工程材料》課程學(xué)時的不足。因此，實現(xiàn)學(xué)生自學(xué)與課堂教學(xué)耦合式教學(xué)是解決《工程材料》課程學(xué)時不足的重要手段。如何調(diào)動學(xué)生自學(xué)的積極性及安排自學(xué)內(nèi)容是該混合式教學(xué)的主要難點。非材料類學(xué)生對《工程材料》課程無法產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣是由于學(xué)生對《工程材料》課程認(rèn)識不深，不了解該課程對自己以后的職業(yè)生涯有何影響，生產(chǎn)實踐知識是銜接《工程材料》課程與學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效橋梁，可以讓學(xué)生了解到學(xué)習(xí)《工程材料》課程的重要性，是調(diào)動學(xué)生積極性的重要手段，所以利用與所授專業(yè)相關(guān)的生產(chǎn)實踐知識引導(dǎo)學(xué)生并布置相關(guān)自學(xué)內(nèi)容能有效調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。例如，針對能源與動力工程專業(yè)的學(xué)生，課堂上教師利用鍋爐泄露及相關(guān)爆炸事故做引導(dǎo)，闡明鍋爐安全運行的必要性及重要性，同時闡述鍋爐安全運行的條件。通過以上介紹，讓學(xué)生了解到掌握鍋爐材料力學(xué)性能的重要性。對此，可布置學(xué)生自學(xué)材料力學(xué)性能特點這一章節(jié)。在布置自學(xué)任務(wù)的同時，還需要給學(xué)生設(shè)立必須掌握的自學(xué)任務(wù)，如材料的抗拉強度、屈服強度、塑韌性等性能指標(biāo)及相應(yīng)性能的表征方法等。學(xué)生帶著老師布置的任務(wù)，在求知欲的促使下，會盡自己最大努力去完成自學(xué)任務(wù)。

4.基于生產(chǎn)實踐知識的課程考核方式改革

考核方式在某種程度上決定了學(xué)生對該課程的重視程度。針對傳統(tǒng)考核方式的不足，本文提出將生產(chǎn)實踐知識引入考核內(nèi)容，形成靶向式考核模式。新模式下的考核方式將生產(chǎn)實踐知識主動引入平時考核和期末考試兩個部分，以生產(chǎn)實踐知識為引導(dǎo)，調(diào)動學(xué)生完成考核內(nèi)容的積極性，突破了傳統(tǒng)考核方式中學(xué)生死記硬背和不求甚解的不足。新模式下的平時考核占比50%，除了考勤外，主要設(shè)置以生產(chǎn)實踐知識為引導(dǎo)的課程大作業(yè)，讓學(xué)生通過查找課本及文獻(xiàn)資料完成考核。例如，針對我校能源與動力工程專業(yè)的學(xué)生，在設(shè)置考核內(nèi)容時，可以根據(jù)該專業(yè)的應(yīng)用背景設(shè)置考核題目，鍋爐是該專業(yè)學(xué)生就業(yè)之后從事工作的載體，可以根據(jù)鍋爐的使用要求，長期、安全、穩(wěn)定地運行條件等設(shè)置材料選擇題目，通過該類題目的設(shè)置，可以讓學(xué)生掌握鍋爐安全可靠性與材料選用之間的關(guān)系，針對所選材料，學(xué)生會認(rèn)真調(diào)研環(huán)境因素壓力、溫度、工作介質(zhì)對所選材料服役性能的影響。此外，還可設(shè)置經(jīng)濟(jì)、材料成型工藝等因素，要讓學(xué)生了解到鍋爐制造的經(jīng)濟(jì)合理性及制造工藝性。在考試考核中，同樣以生產(chǎn)實踐知識為引導(dǎo)，結(jié)合教材知識設(shè)置不同的考試題目，考試考核可以設(shè)為開卷考試，主要考察學(xué)生運用所學(xué)知識解決問題的能力。例如，以實例作為考核題目，讓學(xué)生根據(jù)實例利用課堂所學(xué)的工程材料知識判斷實例中材料選用的合理性，若不合理，讓學(xué)生根據(jù)自己的所學(xué)知識進(jìn)行選材，并給出分析和解決問題的理論依據(jù)。期末考核方式在課程開始第一節(jié)課正式告知學(xué)生，讓學(xué)生了解到，如果不好好學(xué)習(xí)該課程，會導(dǎo)致期末考試無法完成考核，進(jìn)而調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。通過以上課程考核改革，可以讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)《工程材料》課程的必要性和重要性，使學(xué)生能很好地調(diào)動學(xué)習(xí)《工程材料》課程的積極性，增強主動學(xué)習(xí)該課程的能動性，改善該課程的教學(xué)效果。

5.結(jié)束語

為培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才，本文基于生產(chǎn)實踐知識對《工程材料》課程的教學(xué)和考核方法進(jìn)行了創(chuàng)新性改革。在教學(xué)過程中融入生產(chǎn)實踐知識能有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的積極性，使學(xué)生意識到學(xué)好該門課程的必要性和重要性，進(jìn)而增強其自主學(xué)習(xí)的主觀能動性。本次教學(xué)改革，以學(xué)生為中心，從學(xué)生角度出發(fā)，利用生產(chǎn)實踐知識對教學(xué)方案進(jìn)行了規(guī)劃和設(shè)計，實現(xiàn)了以現(xiàn)代教育為目標(biāo)的新型“工程材料”課程教學(xué)體系建設(shè)，為適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)提出了新思路。