产教融合背景下工程材料基础课程教学改革的探讨

文 静 郑树彬 孟晓亮 翁 琳 钟倩文

（上海工程技术大学城市轨道交通学院 上海 201620）

1 概述

近年来，教育部和国务院办公厅相继发布通知，要求高等教育要与产业发展紧密联系[1]，推进产教融合人才培养。近几年来，国内高校也都在积极探索产教融合人才培养模式。以上海工程大学为例，为了适应中国城市轨道交通发展的需要，加快城市轨道交通专业人才的培养，上海工程技术大学和上海申通地铁集团有限公司建立产学研合作联盟，目前已形成了特色鲜明的产学合作教育模式。

工程材料这类基础课程作为机械类本科的必修课程，依然存在“重知识传授，轻能力培养”的突出问题，高校培养的学生基本素质与用人单位实际需求之间存在着矛盾，学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力存在明显短板[2]。因此，工程材料这类基础课程需要及时调整教学方法和教学策略，以满足产业、企业和市场对人才的需求。

2 工程材料在课程体系中的定位和当前教学中存在的问题

工程材料是面向城市轨道交通学院城市轨道交通车辆工程专业学科的专业必修课程，其任务是让学生做到“知材、懂材”并能合理使用材料，为学生今后从事轨道车辆技术工作奠定良好的基础。通过本课程的学习，一方面，学生应初步掌握常用工程材料在成分—组织—结构—性能方面的内在关系，学会常用工程材料的基础知识；另一方面，能够运用所学的工程材料基础知识，解决实际工程中的材料和工艺相关问题，同时具有不断地扩展知识面、获取新知能力。作为传统的基础专业课程，工程材料在实际的教学过程中仍然存在着诸多问题。

（1）教学内容有待根据专业发展和最新需求进行优化。工程材料涵盖材料领域的基本知识和基础理论，涉及材料类型众多，且各类材料在成分、组织结构、加工工艺、性能特点和应用范围均不相同。此外，新材料、新工艺不断涌现并应用在相关产业中。在教学过程中，授课老师要根据专业特点和行业需求，合理优化教学内容，使学生在有限的课时内，既能较系统地掌握工程材料相关理论和基础知识，又具备一定的分析、解决实际工程问题的能力。

（2）教学方法有待进一步改进。工程材料涉及的知识体系繁杂，基本概念多且分散，授课老师在课堂上主要采用“老师讲、学生听”的方式进行输入式教学，整个教学过程中学生往往处在被动学习的状态。由于工程材料的基础知识和理论比较抽象，学生在学习过程中很容易感到枯燥，学习效果不理想。因此需要改进教学方法，以学生为中心，提高学生学习兴趣，让学生从被动学习转到主动学习，积极参与到整个课程的学习。

（3）考核方法有待优化。目前很多高校的专业基础课总成绩一般由平时成绩和期末考试成绩构成[3]。平时成绩一般占总分数的30%，采用平时作业和课堂考勤作为评定依据；期末考试一般占总分数的70%，采用统一试卷进行闭卷或开卷考试。平时成绩整体分数偏高，且不能科学地体现学生之间的差异；期末考试考核结果滞后于教学过程，对教学的促进作用没有发挥出来；此外，此种考核方式无法真实呈现学生的综合能力水平，例如分析、解决工程实际问题的能力、团队意识、沟通协调以及持续学习的能力等。

（4）实践教学体系有待完善。工程材料是一门实践性很强的课程，在传统的实践教学过程中，一般将实验室试验作为课堂教学的补充。然而，在产教融合背景下，高等教育必须要满足产业发展需要。因此，除了实验室实践教学外，还需引导学生将理论知识运用到实际的工程案例中，提升学生的综合工程实践能力。

3 工程材料教学改革的思考

（1）优化教学内容，设置符合产业需求的教学内容。伴随着新材料、新工艺的不断涌现，工程材料这门课程除了包含众多传统的基本知识和基础理论外，课程内容也随着时代的发展更加丰富多样。作为授课老师就必须考虑如何让学生在有限的学时内学习到更加符合产业需求的知识。以城市轨道交通车辆工程专业为例，除了传统的基本知识和基本理论外，授课老师还应结合当前轨道交通车辆常用材料及未来发展趋势对教学内容进行优化和聚焦。例如，聚焦轨道交通车辆常用材料（铝合金、不锈钢等）的性能及工艺特点，在课堂上结合实际工程案例，重点讲述相关材料的基础知识和基本理论；介绍轨道交通行业相关材料、工艺标准，引导学生从行业应用角度学习相关知识；工程材料作为一个发展非常迅速的学科领域，新材料、新工艺也不断应用在城市轨道交通车辆上，例如碳纤维车体、碳纤维转向架等，因此授课老师必须根据产业发展持续更新教学内容。

（2）改进教学方法，以老师为主导，以学生为中心，让学生从被动学习转到主动学习。在教学过程中，授课老师需积极调动学生的积极性，除了使用板书、电子课件讲授课程的基本知识和基础理论外，在课堂上由授课老师或者由学生通过课后查资料的方式引入专业实际案例，引导学生结合课堂单元知识点进行问题导向的互动式研讨。例如，针对城市轨道交通车辆在维保过程中常见的材料工艺问题，组织学生进行集体或者分组讨论，最后由老师进行归纳总结并给出正确结论；积极发挥多媒体教学的优势，根据授课内容在课堂上播放视频资料，例如材料典型失效案例分析、材料制造工艺、新材料研发和应用现状以及行业重大进展等相关视频；充分利用网络教学平台，授课老师根据授课内容在课前准备互动话题，课堂上学生通过网络教学平台与老师进行话题互动，授课老师通过网络教学平台强大的学情分析功能可以实时掌握学生的学习情况，及时调整授课策略。

（3）结合产业特点，优化考核方法，全面考核学生的知识、素质和能力。产教融合背景下，课程考核需要对学生在基础知识、基本理论、持续学习能力、团队协作意识、沟通表达能力、分析问题、解决问题等方面进行全方位测评，并将各方面的能力要求细化到整个考核中。考核主要包括三个部分，每个部分又由多个模块组成。第一个部分为基础知识和基本理论的考核，通过课堂表现（听课情况、出勤情况、课堂互动情况等）、网络教学平台的在线测评/在线互动、课后作业三个模块进行评价；第二部分为综合素质测评，通过专题讨论、专题论文、期末综合考试三个模块进行考评；第三部分为实践能力测评，通过实验室试验、企业工程实践两个模块进行评价。

（4）完善实践教学体系，提高学生工程实践能力。在实践教学环节，将工程实践元素融入教学[4]，例如将工程材料课程相关的材料、工艺、制造、实验、测试、验收等方面的国家标准、行业标准、国际标准以及相关专业能力培训融入教学；结合产业特点，开设综合性更强的校内试验，在试验教学过程中，引导学生根据课堂上学习到的材料成分—组织—结构—性能方面的内在关系，建立材料微观到宏观的联系，逐步学会使用材料理论知识解释生产、生活中的各类现象；除了校内试验外，在行业内相关企业开展实践教学，例如，通过对轨道交通车辆维保过程中典型的材料工艺案例（例如车体裂纹修复）的分析、现场操作观摩和现场讲解，让学生将理论知识应用到具体的生产工艺中，提升学生工程实践能力。

4 结语

在产教融合背景下，工程材料作为机械类本科重要的基础课程，其课程内容理论性和工程实践性较强，传统的教学方法和教学策略不能满足产业、企业和市场对人才的需求。本文从课程教学内容、教学方法、考核方法和实践教学几个方面，探讨设置更符合产业需要的教学内容，形成以老师为主导、以学生为中心的教学方法，建立综合考核方法以满足对学生综合能力考核的需求，完善实践教学体系以提高学生工程实践能力，为产教融合背景下工程材料这类基础课程的教学改革进行了有益的探索。