基于机械工程材料的教学改革探索——以九江学院为例

马世方，余健，李养良，杜大明，孙国栋

（九江学院 材料科学与工程学院，江西九江 332005）

随着我国经济结构转型和产业升级发展，各行业对应用型人才需求量增大，导致出现应用型人才紧缺的状况。为此，我国引导一部分本科院校向应用型方向转型。2018 年，九江学院明确了应用型大学的发展思路，2021 年，进一步明确了建设高水平应用型大学的办学目标，积极推进应用型大学建设。

机械工程材料是机械类及近机械类专业必修的基础课程[1-2]，主要研究材料的化学成分、组织结构、加工工艺与性能之间的关系[3-4]。传统的课程教学以教师讲授为主，概念、术语多，定性描述和需要记忆的内容也较多[5-7]，导致学生在学习过程中缺乏对材料性能变化的感性认识，易感到枯燥乏味[8]，学习兴趣不高。

为了实现应用型大学建设目标，满足国家对应用型人才的需求[9-10]。本文从教学内容与方法、实践教学、考核方式及它们之间的关系出发，探索以实践促教学的方法，旨在提高教学质量，促进理论联系实际，培养能运用相关知识解决实际工程问题的应用型人才。

1 机械工程材料教学内容

该课程的培养模式为“教学—科研—应用能力—创新意识”，目标为培养学生理论联系实际、分析和解决问题的能力[11-12]。机械工程材料课程是由材料学科多门专业课程糅合而成的一门专业课程，这就导致该课程的概念多、术语多、定性描述多、需要记忆的内容多。例如，讲授低碳钢的应力—应变曲线时，涉及屈服强度、抗拉强度、塑性、弹性等术语和概念；铁碳合金相图中涉及铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体等术语和概念。这些抽象的概念导致学生的学习兴趣不高，教学效果差[13-14]。

2 机械工程材料现有的理论教学方式

尽管现在的教学方式多种多样，线下教学可借助多媒体，线上教学可采用腾讯会议、腾讯课堂、钉钉直播等工具，线下+线上混合式教学的工具有雨课堂、学习通、超星等平台，但由于大多数教师只是把教学内容搬到多媒体或线上平台，本质上与传统的板书式教学相差不大，学生学习兴趣难以被有效激发，学生学习效果不佳。

3 机械工程材料现有的实践教学方式

实践是检验理论教学效果的有效途径，是机械工程材料课程教学的重要环节。现有的实践教学多以验证型的实验为主，学生在实验的过程中只是按照实验指导书开展相应实验，机械式地重复实验，理论与实践未充分结合，导致学生的实践能力较差。这种实践方式偏离了机械工程材料“教学—科研—应用能力—创新意识”的培养模式。

4 机械工程材料现有的考核方式

当前机械工程材料的考核方式以考试为主，试卷的内容以单选、名词解释、填空、判断、简答为主，案例分析和综合分析类试题中能考查学生综合运用理论知识、理论联系实践能力的题目较少[15]。这种考核模式不利于学生实践能力的培养，不符合国家培养应用型本科人才的要求。

5 教学改革内容

5.1 理论教学改革

在理论教学的过程中，教师应在讲授概念、术语时结合具体案例，使用视频、动画等形式使学生对抽象的知识有一个感性的认识，加深对理论知识的理解。此外，理论教学应改变传统的教学模式，从教师的“深度教学”模式转到学生的“深度学习”模式，坚持以学生为本，引导学生主动学习。

5.2 实践教学改革

实践教学是机械工程材料课程教学过程中的重要环节，是将理论知识实际应用的重要途径，是培养应用型人才的基础。目前的实验课程多以简单的验证型实验为主，学生没有真实参与到整个实践环节。为使实验能够更好地促进学生实践能力的培养，不仅要丰富实验课程内容，还应丰富实践活动形式（校外实训、社会调查、课程设计等），旨在实现以实践促进教学的目标。具体内容如下。

（1）实验课程。现有的验证性实验导致教学效果差，学生知识综合应用能力差。为使实验课程更好地促进教学，应通过简单的验证性实验使学生掌握基本的实验操作技能及分析处理实验数据的能力，在此基础上，安排综合性的实验课程。学生根据所学知识拟定实验方案，任课教师审核无误后，学生即可开始相关实验，根据所学理论知识分析解释实验结果和实验中遇到的问题，加深对理论知识的理解，并完成实验报告。

（2）社会调查。社会调查是让学生从校园走向社会，有意识地利用所学知识对相关机械使用的材料进行调查、分析、研究。在社会调查环节，学生要走进市场，了解金属材料牌号，分析材料的使用性能、工艺性能和经济性，同时结合理论知识分析碳含量、合金种类及含量对钢强度、硬度、塑性、韧性、耐蚀性、耐热性等性能的影响。调研完成后，学生按照要求完成调研报告。通过调研，学生锻炼了沟通交流的能力、收集及分析处理信息的能力、报告撰写能力，还加深了对理论知识的理解。

（3）校外实训。校外实训一般安排在大三或大四集中进行，脱离了课堂教学，部分与机械工程材料有关的实训应紧接着课程教学进行。高校可通过校企合作的方式搭建实训教学基地，让学生有机会进入生产现场参观学习，了解工业用钢的生产工艺，以对生产工艺产生感性认识，并熟悉相关热处理设备。例如，参观低碳钢制造齿轮时，将每个生产环节与教材中的生产工艺对应，深刻认识每个生产工艺的目的及各个生产环节先后顺序安排的原因。

（4）课程设计。课程设计是培养学生知识技能的重要环节，既可以锻炼学生的专业综合技能，又能使学生加强对理论知识的理解，促进理论知识与实际操作能力的融合。在课程设计环节，学生通常需要组建小组，合作开展课程设计，进行组内讨论，自主选题，评估选题的可行性和实现过程中遇到的问题及解决方案，从而设计出能够满足课程任务的设计方案，经教师审核评估以后开展相应工作。学生在课程设计完成后需撰写报告并制作PPT 进行课程汇报。该过程不仅培养了学生的团队协作能力，还可给予学生一个展现才能的机会。课程设计的各个环节与创新型科学研究的过程类似，锤炼了学生的科研能力，也可借此机会鼓励学生积极参与科研创新项目。

（5）学科竞赛。学科竞赛可有效促进理论与实际应用相融合，激发学生的学习兴趣，培养学生通过实践发现问题并找到解决方法的能力，增强学生的学习自信心。学科竞赛涉及计划安排、文献查阅、实验设计及数据处理、问题解决预案等相关事宜。在此过程中，学生能得到多方面的锻炼。通过学科竞赛可以拓宽学生知识范围，拓展学生创造性思维，增强学生的实践能力及核心竞争力，同时，还可以培养学生的科研兴趣，提高学生的创新能力。因此，开展学科竞赛，不仅有助于培养学生的实践能力、团队合作精神以及解决实际问题的能力，还可以培养学生的科研能力，提高学生的就业竞争力。

根据理论教学大纲和培养方案的要求，教师可在以上列举的五种实践形式中选取几种合适的实践教学方式，将它们相互结合来实现实践教学的目的，最终达到应用型人才培养的目标。

5.3 考核方式改革

传统的考核方式中较少考核学生的综合应用能力，为此，教师应该对课程考核方式进行改革。首先是对总成绩占比的改革，应增加相应的实践课的成绩占比，更多考查学生灵活运用理论知识解决实际问题的能力；其次是考试内容的改革，减少单选、填空、判断等客观题，降低名词解释等综合性较弱的主观题的比例，增加案例分析、综合分析等考查学生综合能力的题型。

6 结语

实践是检验真理的唯一标准。针对机械工程材料课程目前在理论教学、实践教学和考核方式方面存在的主要问题，提出了实践教学改革方案。对教学内容，增加综合性的实验课程，对教学形式，除了课内实验课程外，还根据教学大纲和培养方案的设定增加社会调查、校外实训、课程设计、学科竞赛等多种实践活动形式，从而实现以实践促教学的目的，培养学生理论联系实际的能力，为我国培养学以致用的应用型人才。