基于創新實踐的《工程材料與成型工藝》課程教學模式研究與實踐

孫方紅，王昱翔，唐義慶，張子陽，徐萃萍

（遼寧工程技術大學創新實踐學院，遼寧阜新 123000）

《工程材料與成型工藝》課程是機械類和近機類專業的必修課程，涉及工程材料、金屬學原理以及材料成形方法等相關知識。通過該課程的學習，使學生理解工程材料及成型工藝的基本理論、基本知識、并了解工程材料分類的基本方法；掌握常用工程材料的化學成分、組織結構、力學性能及熱處理之間的關系；掌握鑄造、鍛造、 焊接等熱加工方法； 為零件的設計提供正確選材、合理選擇毛坯、正確制訂毛坯生產和熱處理工藝的基本知識和能力； 為學習其他有關課程及以后從事涉及機械設計和加工制造方面的工作奠定必要的基礎。該課程目前存在敘述性內容多，內容繁雜，廣而不深，系統性差和推理性內容少，易懂難用等問題[1]。如何激發學生學習的興趣和主觀能動性，提高學生的自主學習性和分析問題、 解決問題的創新實踐能力是目前普通高等學校授課教師研究的熱點問題。

1 課程目標和存在的問題

1.1 課程目標

該課程的總體目標是“熟悉一個過程，構建兩個平臺，培養創新實踐意識和能力”，具體如圖1所示。通過學習該課程，全力推進該校創新實踐教育，營造“大眾創業、萬眾創新”校園文化氛圍，使創新實踐活動在師生中形成一種學習常態，形成一種文化和精神[2]。

1.2 課堂教學過程中存在的主要問題及原因

目前，大學生在學習該課程的過程中存在“學而不習、知而不識、文而不化”的現象。具體表現如下：學生課堂缺課率高，學生玩手機，打游戲，看電影，對教學內容不聞不問、不學不思的情況相當普遍；學生學習不預習和不復習的學習風氣普遍存在的問題； 學生被動接受知識，沒有真正轉化和吸收知識的問題；不能將知識內化為精神和素質的問題； 很多學生上課只為考試通過，而通過考試的一個省力的辦法是在考試前突擊復習，臨時抱佛腳，考試后機械記憶的知識迅速遺忘等等[3]。

圖1 課程目標

這樣的學習狀態如何保證基本的教學質量和學習效果？分析其原因，這種狀況的產生一部分在于學生的學習動機下降，一部分在于理論課教學模式本身存在不足。因此，作者開始了長達數年的“基于創新實踐的《工程材料與成型工藝》課程教學模式研究與實踐”，激發學生的主動性，提高學生的參與度，加強生生、師生之間的討論，有利于學生對所學知識的建構，促進學生隱性知識的獲得，提高學習效果和教學質量。

2 課程教學模式研究與實踐

課程實行“先預習后教，教后學生內化，最后隔堂討論”的教學模式。具體是指先讓學生預習課程內容，然后利用課堂的一部分時間教師講授，一部分時間分配給學生討論（隔堂討論），在隔堂討論之前，須給學生布置課外作業，作業是隔堂討論的主要內容。在這個過程中鼓勵自主性學習，強調生生互動、師生互動，促進學生隱性知識的獲得，提高學生分析問題、解決問題能力。課題具體實施過程如圖2所示。

此外，通過多種教學方法的靈活運用提高其教學效果，且充分利用互聯網，建立了課程的在線學習、考核模塊。具體包括：學生簽到（二維碼掃描）、作業（可以網絡評判）、課程資源、討論區等。通過線上學習和線下學習相結合的教學方法，保留傳統教學精華而又吸納網絡時代的新技術，深受學生歡迎。

2.1 預習提問法，解決學生課前不預習的問題

每節課下課之前，給學生布置下節課上課內容，讓每個學生提前預習相關內容，并提出一個問題，上課之前上交，根據學生提出問題的難易程度，給予學生一定分數。通過這種方法，養成學生課前預習的好習慣，促進學生自主學習。

2.2 精講法，解決課堂灌輸式過多，學生參與式過少問題

在課堂教學中，利用一小節課的時間，教師精講知識系統的主干，學習內容的重點、難點，幫助學習形成知識的框架，推薦課后閱讀的材料。講授的內容與接下來的內化和討論過程直接相關。如果學生不認真聽教師的講授，后續過程將遇到更多困難。因此這種教學模式要求教師不必事無巨細地把所有知識都教給學生，而是引導學生去學他們應該學的知識，解決課堂灌輸式過多，學生參與式過少的問題[5]。

圖2 教學模式實施過程

在講授完內容之后，留出3～5 min 時間，進行課堂提問。具體操作為：1～2 min：學生獨立思考教師剛才講授課程內容的收獲、疑問等；1～2 min：小組內對自己思考的收獲、 疑問討論等；1～2 min：隨機抽取1～2 個小組，講述討論的問題，跟其他同學進行分享。最后老師做以總結。

2.3 內化吸收法，解決學生被動接受知識，沒有真正轉化和吸收知識的問題

教師在課堂講授重點難點、內容知識框架后，給學生布置與實踐相關的課后作業。學生課后閱讀課本，學生需要根據教師的引導，記錄難點、疑點和問題，查找相關資料，將教師傳授的內容內化為自己的經驗，提高學生對知識的內化和吸收，完成作業。

作業內容分為兩部分：一部分是課程知識總結，強調學生對知識的理解、深化；另一部分是與實踐相關的問題，強調學生對知識的轉化。課程知識總結具體為：“收獲”——列出學習過程中自己感受最深、受益最大、最欣賞的內容等，至少一條，更多不限。“挑戰”——列出自己弄懂了，但是覺得別人可能存在困惑的地方，用來挑戰別人，至少3 個，更多不限。“求助”——列出自己不懂的問題，討論時求助別人，至少1 個，更多不限。

2.4 隔堂討論法，解決書本知識過多，實踐知識和解決問題的能力訓練過少問題

每個學生需要帶著課后作業或成果來參加隨后的課堂討論，內容包括科技競賽、企業項目、探究式作業等，充分調動了學生學習的自主性，促進課堂學習的投入性和課外學習的積極性，解決書本知識過多，實踐知識和解決問題的能力訓練過少問題。

具體做法如下：以學習小組為單位（5 人/組），首先進行小組內部討論，小組成員互相交流各自的學習體會和觀點，形成小組討論意見，其次是將各小組的討論結果進行全班意義上的對話、 交流，對于共性的問題可以通過與教師的溝通討論，獲得解決。討論過程中，根據學生討論過程表現，給予一定成績。另外，結合課程知識，讓學生提前預習上課內容，通過寫備課筆記和做PPT 課件，上課時隨機抽取某個學習小組成員，上講臺試講課程內容，該學生試講的成績，即為該學習小組的成績，提高學生對知識的理解程度、自主學習性和團隊協作精神。

表1 課程考核方式

2.5 全過程考核法，解決考試前突擊復習，臨時抱佛腳，考試后全忘光問題

講授第一節課時，明確告訴學生課程的考核方式，注重“理論與實踐相結合，過程與結果相結合”，激發學生學習熱情和主觀能動性，提高學生學習效果，解決考試前突擊復習，臨時抱佛腳，考試后全忘光問題。具體見表1。

2.6 在線學習法，解決課堂學生缺課率高，學生玩手機，聊天等問題

利用互聯網，建立《工程材料與成型工藝》課程的在線學習、考核模塊。具體包括：學生簽到（二維碼掃描）、作業（可以網絡評判）、課程資源、討論區等。節約了課堂點名時間，便于學生與教師及時交流、答疑、解惑等，解決課堂學生缺課率高，學生玩手機，聊天等問題。

2.7 教學模式應用與實踐

該課程教學模式主要應用于教校機械類或近機類14 屆、15 屆、16 級、17 級等學生，學生普遍反應：通過學習課程，受益匪淺。學生申請專利10 余項，獲批省級、校級等大學生創新創業訓練項目15 項，參加科技競賽獲國家級、省級獎等100 余項，有利地解決了學生課前不預習；課堂灌輸式過多，學生參與式過少；學生被動接受知識，沒有真正轉化和吸收知識；書本知識過多，實踐知識和解決問題的能力訓練過少；考試前突擊復習，臨時抱佛腳，考試后全忘光；課堂學生缺課率高，學生玩手機，聊天等問題，有利提高了學生的創新實踐能力。

3 結語

教學質量的高低影響學校培養人才的質量，課堂是教學改革的主陣地，教師是工作的核心舞臺，因此教師應根據科技發展、 社會需求等及時完善課程教學內容及模式[4]。通過這種教學模式，使教師和學生的角色發生變化，教師不再是一味地教，學生也不是一味地聽。教師作為“評價者”和“引導者”，學生作為知識的“發現者”和“交流者”，使思想從“以學為學，以學為本”轉變為“以學為用，以學為創”模式，讓學生真正成為課堂生活的主角，激發學生學習興趣和主觀能動性，提高學生分析問題、解決問題的創新實踐能力。