高職院校《工程材料》課程教學模式探索

方琴 陳庚 李艷麗 苗景國 李志宏 王新穎

摘要：《工程材料》是我院材料專業學生必修的一門專業基礎課，旨在讓學生掌握工程材料性能、金屬材料的結晶與晶體結構、鋼的熱處理、工程用鋼和鑄鐵的牌號、種類及性能等知識，知識點繁多，內容抽象，學習難度較大。通過一系列教學模式探索，提升了學生的學習興趣和解決問題的能力，縮短了理論知識與生產實踐的距離，改善了教學質量。

關鍵詞：《工程材料》；教學模式；高職院校

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）02-0249-02

《工程材料》課程是四川工程職業技術學院（以下簡稱我院）材料專業學生必修的專業基礎課，學生通過學習本課程，掌握常用工程材料的基本理論知識，對后續專業課的學習非常重要，起到“承上啟下”的作用[1，2]。但本課程具有“內容多，知識點廣、難度大”等特點，尤其是本課程開設在大學一年級的上學期，學生在中學打下的基礎薄弱，個別學生尤其是文科生，使得掛科率常年高居不下，故在教師的教學和學生的學習過程中，雙方都覺得頭疼。針對這種局面，本課程的專任教師經過長期協作，相互交流教學心得，對《工程材料》教學模式進行了一系列的改革探索，取得了一定的成效，供大家參考交流。

一、量身訂制教學內容，及時更新教學大綱

目前，國內本專科院校使用的《工程材料》課程教材多達數十種，根據我院學生的基本情況，結合多年的教學經驗，針對課程的難易程度、學生的基本功以及當前行業的需求，對教材進行了篩選，選定凌愛林主編的《工程材料》（天津大學出版社）作為教學用書。全書共四部分（十章），包括基礎模塊部分、核心模塊部分、拓展模塊部分以及實驗模塊部分，其中基礎模塊部分分為三章，分別講解了工程材料生產、工程材料性能和金屬材料的結晶與晶體結構知識，是本課程最基本的內容，為后續課程的學習打下了堅實的理論基礎；核心模塊部分分為四章，分別講解了鋼的熱處理、工業用鋼、工程鑄鐵和工程材料知識的應用，作為目前最常用、最成熟的知識，應當重點學習和掌握，是課時主要分配的部分；拓展模塊部分分為三章，分別講解了非鐵金屬材料與粉末冶金材料、非金屬材料與新型材料以及表面處理，這部分內容主要針對正在快速發展但相對應用范圍較小的材料與工藝；實驗模塊部分包括拉伸實驗、硬度實驗、沖擊實驗、鐵碳合金平衡組織觀察以及熱處理實驗等內容，旨在讓學生通過動手操作切實了解所學的理論知識。

根據教學大綱的要求，本課程總學時為64學時，但縱觀全書，僅僅64學時是不可能完成所有知識點的學習的，考慮到企業的現實需求，結合當前材料發展趨勢和教學內容的難易程度，對本課程教學內容進行了針對性的刪減工作，基礎模塊和核心模塊部分全部保留，其中重點講解工程材料性能、金屬材料的結晶與晶體結構知識、鋼的熱處理三大章節內容；拓展部分以學生自主學習為主，難點內容穿插教師講授；實驗模塊部分由學院檢驗檢測中心指導教師專門負責。此外，緊跟時代發展，把握與時俱進的原則，針對不同階段材料發展需求對教學大綱進行更新調整，同時豐富、完善人才培養體系。

二、優化教學手段

從內容上來看，《工程材料》圍繞著一條主線進行講授，即“成分—組織—性能—用途—改性處理”[3]，其中重點結合“一張相圖、三種材料（合金鋼、非合金鋼、工程鑄鐵）、四把火（退火、正火、淬火、回火）”進行講授。在教學過程中，教師應當緊跟大綱、抓牢主線進行備課，同時在課堂上要學會靈活運用新科技、新手段輔助授課。

1.充分利用現代教學工具，提升學生的學習興趣。教師在授課時摒棄傳統的黑板教學，轉而利用多媒體工具進行輔助，充分利用視頻、動畫、圖片結合文字進行授課，激發學生的學習積極性，使學習變得不枯燥。比如在講授淬火內容時，先放一段視頻，視頻中以古代兵器（刀、劍）作為切入點，對學生提出問題：這些刀、劍是怎么制作出來的？在制作過程中為何要反復錘打？把熾熱的刀、劍放進水中的目的是什么？對水有何要求？如何保證它們的使用性能？等等，讓學生各自發表自己的看法。再將知識點“淬火”引入教學中，這樣學生是帶著積極的心態去主動接受知識，而不是被動的學習，學習效果有了大大的提高。另外，課后讓學生合理借助各種網絡上的“微課”、“慕課”及“翻轉課堂”平臺，對所學知識進行鞏固，加深理解。

2.注重提升學生自主學習能力和團隊協作意識，縮短“理實差距”。學生光有學習興趣還不夠，要想更牢靠地掌握知識，具備較好的自主學習能力十分重要。俗話說：“滴水不成海，獨木難成林。”一個人的智慧是有限的，如果在學習中有他人幫助，往往會使雙方獲益匪淺。教師可以通過布置案例作業將學生進行分組，要求學生協作完成任務。例如，在講授合金結構鋼時，以校企合作單位的真實產品——“發電機轉子”（材質34CrMo1）作為學習對象，讓學生通過團隊合作，查閱資料，了解材質的用途、性能、生產加工工藝、晶相組織特征等，對發電機轉子的失效進行討論分析，將可能的原因進行匯總，以報告形式提交。在課堂上，小組成員對報告進行闡述，其他同學對小組成員進行提問。最后，教師對學生的討論、報告進行總結，分析學生的思路與企業實際生產中解決方案出現差異的原因，讓學生體會“理論—實踐”的差距。

3.吸收學生進入課題組，提升專業能力。在班級中吸收一些學習積極的學生加入課題組充當科研助手，讓學生體驗科研工作的魅力，豐富專業知識，鍛煉出一定的科研寫作能力，為以后的升本、讀研打下基礎。

4.加強實訓基地建設，提升實踐能力。為了進一步完善實訓條件，讓學生有更多機會直接接觸、參與到工程材料的性能檢測中，學院投入了大量資金建設實訓基地。除了擁有常規熱處理爐、硬度計和金相顯微鏡等設備外，近幾年新進引了不少先進檢測設備，包括電液伺服疲勞試驗機、高頻疲勞試驗機、微控電子萬能試驗機和高級金相顯微系統等，學生實踐能力得到了提升，專業知識掌握更加牢固了。

三、完善考評機制

以平時成績結合期末試卷成績進行綜合考評（比值4∶6），其中平時成績包含了常規項（考勤、課后作業完成情況、實驗報告質量等）和加分項（科研得分、筆記、自主學習能力等），充分調動學生的積極性，減輕學習壓力。

四、結語

通過對《工程材料》教學模式的探索，積累了不少經驗，對比近幾屆學生的考評來看，一方面平均分穩中有升，另一方面通過學生座談發現，學生的學習感觸有了轉變：從前幾屆的“茫然”、“不知所措”到如今的“心中有數”、“信心十足”，取得這樣的成績，離不開教師的無私付出，更離不開學生的積極配合。雖然取得了一定的成績，但并不意味著《工程材料》課程的教學模式就不需要進一步改革探索了，因為只有不斷緊跟社會發展，與時俱進，才能培養出更適合時下國家、社會、企業需求的“材料人”。

參考文獻：

[1]陳曦，彭光俊，王志海.《工程材料》課程部件的有序重構[J].理工高教研究，2006，25（6）：119-121.

[2]賀毅強，喬斌，尚峰.關于《工程材料》課程教學方法的研究[J].機械管理開發，2010，25（5）：174-177.

[3]謝志雄，談芬芳，羅平.《工程材料》課程教學方法的改革及應用[J].教育教學論壇，2016，（41）：200-201.

Abstract："Engineering Material" is a required professional basic course for students of material specialty in our college，it aims to make students master the properties of engineering material，the crystallization and crystal structure of metal materials，the heat treatment of steel，the knowledge of grades，types and properties of engineering steels and cast iron.However，the knowledge points are various，the contents are abstract，and it is hard to learn.Through a series of explorations of teaching methods，students' interest in learning and the ability to solve problems are improved，the distance between theoretical knowledge and production practices is shortened，and the quality of teaching is improved.

Key words："Engineering Material"；teaching mode；higher vocational college