《材料失效分析与防止》课程改革与创新创业型人才培养初探

何 坛

（西安文理学院，陕西 西安710065）

0 引言

创新创业型人才培养是我国实施“大众创业、万众创新”发展战略的根本需求，也是高等教育教学改革的重要内容。《材料失效分析与防止》作为一门理论性和实践性很强的综合性课程，以板书和多媒体结合为主的传统教学模式已不能满足创新创业型人才培养的需求，基于创新创业型人才培养的课程改革势在必行。

1 现状分析

1.1 课程现状

《材料失效分析与防止》是西安文理学院材料科学与工程专业本科三年级学生的一门专业核心课，一共48学时，从近几年的教学中发现存在以下问题：

（1）教学模式单一，教学效果不理想。目前西安文理学院已经将多媒体引入传统的板书教学中，但是这种单一的教学模式对学生的吸引力有限，并且单向的知识传输使老师和学生之间缺少互动，不能因材施教，造成教和学不能很好地结合，教学效果一直不理想。（2）重理论忽视实践。《材料失效分析与防止》作为一门实践性较强的课程，没有开设实践课程，造成学生只能接触书本上的基础知识，思考问题的深度不够，学生没有机会通过实验将专业基础知识真正转化为自己的知识，更谈不上将专业理论知识应用于实际失效案例的分析。（3）学生自主学习性差。由于实践教学环节的缺失，学生对课程知识的学习基本上都是通过背诵记忆，学习盲目被动，枯燥死板的学习过程让学生的自主学习性越来越差。

1.2 创新创业型人才培养现状

西安文理学院作为一所应用型本科院校，通过创建大学生创新创业项目、校内创新创业教育实践中心、校外创新创业教育实践基地，引导学生通过参与创新创业活动，培养学生的创新创业意识和能力，积极探索创新创业教育模式和人才培养体系，为本课程改革构建了一个良好的基础。

2 基于创新创业型人才培养的《材料失效分析与防止》课程改革探索与实践

2.1 综合优秀教学方法，改进教学模式，培养学生创新创业思维

根据《材料失效分析与防止》课程特点和教学现状，灵活采用启发式、任务式、互动式、翻转课堂、实例法等教学方法构建一种新的“以老师为主导、以学生为主体”的教学模式，利用丰富的真实失效案例辅助教学，实现理论知识和实践应用的有效结合，在教学过程中培养学生的探索精神，启发学生的创新创业思维。

（1）基础理论与案例分析相结合。《材料失效分析与防止》课程中许多理论知识比较抽象，很难通过单一的讲解就能让学生准确理解和掌握，因此在新知识的学习时，选用一些与知识点相关的实例进行辅助教学，例如在失效模式、失效机理、失效缺陷和失效起因这几个理论知识点的教学时，以工厂中常发生的双推杆升降平台自锁直线机构失效为例，通过让学生直观地观察失效残骸轨断口宏观分析、裂纹走向、显微组织等方面，能够让学生很快领会四个基本概念的物理本质及相互之间的内在关系。

（2）启发式和讨论式相结合。采用启发式的方式进行失效案例的讲解，先展示失效件的图像，再逐步介绍失效件材料、使用场景、存在问题，启发学生运用学到的理论知识和分析方法对失效件进行分析，提出自己的观点和结论，再通过与老师和同学的互动交流，进而加深对课程知识和分析方法的理解和掌握，提高学生的分析能力、逻辑能力。

（3）简单案例和复杂案例相结合。采用简单案例和复杂案例相结合的方法，简单案例用于单个知识点的教学，复杂案例用于多个交叉知识点的教学，这样既能有助于学生掌握失效分析的一般步骤和方法，还有助于学生掌握多因素相互作用时的分析步骤和方法，培养学生分析要精准、全面，思考问题要全方位、多角度的意识，从而潜移默化地训练了学生的综合分析能力。

（4）专业教育和思政教育相结合。在讲述第三章相关性分析的思路和方法时，失效因素复杂多样，故分析过程中既要专业，又要公正，给出的结果要让人信服、经得起验证。因此，要在后续的案例讲解过程中逐步渗入这种严谨的科学素养，不仅仅强调专业知识的重要性，还强调人的基本素质和工作态度的重要性，失效分析人员一定要站在公正的立场分析问题，教导学生注意科研素养和综合素质的提高和完善。

（5）教学案例和科技发展前沿相结合。失效分析在材料科学与工程发展史中占有重要的地位，通过失效案例的进一步分析，可以促进材料的改进和新材料的开发。在教学中讲述的案例应该结合最前沿的材料发展现状，激发学生对科学研究的兴趣点，为今后从事相关的科学研究打下良好的基础。另外，在讲到磨损与腐蚀失效分析时，结合教师自身的科研项目讲解相关的案例，从课堂氛围的反馈中发现，学生表现出极大的兴趣，也有助于学生积极地参与到科研项目中。

2.2 应用现代教学手段，激发学生创新创业兴趣

除了引用案例，还要充分利用计算机技术、网络技术等现代教学手段，改变传统枯燥的板书教学方式，增加课程的开放性，激发学生的创新创业兴趣。利用计算机技术，例如对于材料失效环境和原因的探索，需要观察、辨认和分析材料内部微观组织演变，若将在显微镜下观察到的不同材料内部微观组织随着不同使用时间和环境下的形貌演变，输入并储存在计算机中，就可以对大量不同环境下的各种材料微观组织随时进行反复的观察、分析或是模拟，让学生从中分析材料失效的因素。利用网络技术，学生通过丰富的教学资源如超星学习通、智慧树、中国大学MOOC等，根据个人时间安排和课后存在问题选择学习内容，最重要的是还可以借助网络平台与老师和同学进行实时交流，真正做到师生之间、学生之间时刻围绕课程展开交流与讨论，进而做到教学相长。

2.3 构建多元的考核体系，培养学生创新创业意识

改变传统的考试模式，构建课堂教学考核、网络学习考核、实践能力考核和期末测试考核相结合的多元考核体系，提高学生过程性考核和实践能力考核结果在总成绩中的权重，转变学生过去不重视日常学习和实践运用能力的情况，以考促学，以考带学，逐步将考核建设成为引导学生自动学习、自主学习的工具。多元考核体系的成绩既可以真实反映学生对课程知识的掌握情况，还能体现学生的专业综合素质，培养学生创新创业意识，锻炼创新创业能力。

2.4 增设课程综合实训，锻炼学生创新创业能力

依托校内创新创业教育实践中心、校外创新创业教育实践基地增设课程综合实训，结合课程内容，针对性收集生产、生活中的实际失效件，利用我校陕西省表面工程与再制造重点实验室的各类检测分析仪器和实践基地的实训设备，以实际失效件为教学案例，引导学生综合运用所学的基础知识及技能提出自己的分析思路，利用各种分析手段进行分析，根据分析结果判断失效原因，然后提出针对性的改进和预防措施，设计相关实验进行研究。

3 专业教育融合创新创业教育的意义

在专业教育中融合创新创业教育，让老师从知识的传授者转变成为学生学习的指导者、参与者，学生由被动的灌输式学习转变成为主动的自主式学习，在传授专业知识的同时通过参与实际案例分析、课程综合实训增加了学生创新创业实践活动，培养了创新创业能力，提高了学生的综合能力，进而增强了学生在激烈社会竞争中的就业能力和竞争能力。因此，在专业教育中融合创新创业教育，不仅提高了课程的教学质量，推动了学科发展，还符合目前高等教育改革的趋势，有利于为国家培养更多的创新创业型人才。