工程材料線下一流課程建設實施探索

胡雪 魏敏 葛云 胡蓉 夏博 張立新

摘? 要：工程材料線下一流課程建設融入“中國制造2025”戰略思想和課程思政教育理念，幫助學生在學習過程中增強獲得感，建立達成高效的課程培養目標的教學模式。工程材料線下一流課程建設過程中，創建新型課堂結構、教學方式、教師教法和學生學法，采用“四步走”教學法，充分調動學生參與研究、討論和深入分析工程案例的積極性，提高學生分析和解決實際問題的能力。設置與生產實際相結合的工程案例，引導學生思考工程材料在機械制造過程中的重要性和基礎性，激發學生的學習興趣，提高學生的學習效果和工程素養。

關鍵詞：工程材料;一流課程;課程建設

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）04-0027-04

Abstract： The offline first-class course construction of Engineering Materials integrates the strategic thought of "Made in China 2025" and the ideological and political education concept of the course to help students enhance the sense of acquisition in the learning process and establish an efficient teaching mode to achieve the training objectives of the course. And we build up the new class mode or teaching strategies by these theories. Specifically， we use the "4-steps" way to mobilize students to joining into research， discuss and analyze the given engineering examples. And we expect that students could improve their abilities in resolving actual problems. Meanwhile， we also set up the engineering examples related to practical working to stimulate students thinking about the importance and foundations in the field of mechanical manufacture， arousing their interests and updating the final teaching effects and attainments.

Keywords： Engineering Materials; first-class offline course; course construction

一、課程簡介

工程材料是機械設計制造及其自動化專業必修的一門專業基礎課。本課程包括工程材料化學成分、組織結構、加工工藝與使用性能之間關系的基本理論。工程材料課程內容體系復雜，涉及較多材料科學與工程專業的理論和概念，課程理論性較強，知識點繁雜，學生往往難以理清主線，無法抓住知識主干內容，教師往往難以激發學生積極性，提升學生的課堂參與度，獲得理想的教學效果。此外，課程評價方式單一，僅僅通過考試和平時作業，學生無法將理論與實踐相聯系，難以提高學生的工程素養。因此，結合“中國制造2025”[1-2]、課程思政[3-4]建設、“專業認證”[5]理念，構建探究型課程教學模式。在課堂結構、教師教法和學生學法上不斷創新，最終保證學生能夠正確表述機械設計和制造工程問題，具備合理的選材能力、制定零件加工工藝路線和熱處理工藝規范的能力，能夠全面提升學生的工程實踐能力，引導學生樹立為兵團工業化建設服務的新理念。

二、教學內容

本課程的教學內容如圖1所示，包括材料的性能、材料的結構、材料的凝固與相變、金屬的塑性變形、鋼的熱處理、常用工業用鋼及鑄鐵、材料的選擇與應用分析七個章節。課程組織實施方案如圖2所示。結合“中國制造2025”和課程思政建設理念，構建探究型課程教學模式，在課堂結構、教學方式、教師教法和學生學法上不斷創新，最終保證學生能夠正確表述機械設計和制造工程問題，具備合理的選材能力，識別和判斷工程材料選擇與應用的關鍵參數，具備制定零件加工工藝路線和熱處理工藝規范的能力，全面提升學生的工程實踐能力，引導學生樹立為我國新型工業化建設服務的新理念。為了達到上述教學課程目標，工程材料課時安排及配套資源見表1。

三、教學改革

基于“中國制造2025”和課程思政建設理念，鼓勵學生樹立為我國工業化建設服務的新理念。作為機械設計制造及其自動化專業的專業基礎課，工程材料課程的教學改革顯得尤為重要。此外，課程評價方式也比較單一，僅僅通過考試和平時作業，學生無法將理論與實踐相聯系，難以提高學生的工程素養。

本課程教學方法改革如圖2所示，詳述如下：

1. 本課程組針對部分知識點“檢測-作業-協作-展示”四步走的教學法，基于問題導向的教學模式，充分調動學生參與研究、討論和深入分析工程案例的積極性，提高學生分析和解決實際問題的能力。

2. 結合雨課堂、微課等教學資源，做到課前小測驗、課后知識回顧，爭取讓學生體驗學習的成就感，根據學生課前測驗和網上作業得分情況，有針對性地開展教學工作，并進行有效評價，提高課堂時間的利用率和課堂教學質量。

3. 與生產實際相結合，帶學生參觀工程試驗中心的農機設備和機械設備，引發學生思考工程材料在機械制造過程中的重要性和基礎性，引發學生深入思考工程材料與機械制造之間的關系，調動學生的自主學習能力，激發學生的學習興趣，提高學生的學習效果。

4. 設計課程配套的練習冊，幫助學生夯實專業基礎知識，穩扎穩打，為后續課程的學習打下堅實基礎。本課程配套練習冊的編寫主要運用“最近發展區”的教學理念，盡量探究學生在自己認知結構中能夠解決的邊界問題，再進一步打破舊的認知結構，創建新的認知結構。練習冊中的題型主要包括基礎知識題、分析題、綜合題、拓展思考題，旨在拓寬學生的視野，能夠靈活運用所學的理論知識解決實際工程問題，進一步提高工程素養。

在上述課程組織實施方案中提出的“四步法”教學，如圖3所示，指的是進一步內化知識、拓展學生能力的教學方法。其中，“四步”教學分別指的是“檢測”“作業”“協作”“展示”的教學方法。其中，“檢測”環節并非是為了讓教師了解學生的學習情況，而是鼓勵學生獲得學習的成就感，該環節題目難度不宜過大，主要以選擇題和判斷題為主;“作業”環節則是為了檢測進階學習過程，要求學生在課堂內完成作業，運用“最近發展區”的理念，打破學生的學習舒適區，在基于學生掌握少量解題策略的情況下，讓學生突破已有認識，構建一種新的認知結構;“協作”環節主要通過協作探究的學習方式，針對具體的工程項目展開團隊合作，共同解決項目難題，旨在培養學生的團隊協作意識，發展學生的創新思維能力;“展示”環節主要的目的是幫助學生形成高效學習策略，教師鼓勵學生采用“問題引導”的展示方式，采用“展示-質疑-闡釋”一體化的課堂展示模式，充分發揮學生的學習能動性，提高學生的課堂參與度，激發學生的學習興趣。

四、結束語

本課程組成員根據“專業認證”要求，在建設工程材料線下一流課程時，側重過程考核，增強學生學習過程中的獲得感，建立多樣化的教學模式。本課程主要融入“中國制造2025”戰略思想和課程思政教育理念，創建新型課堂結構、教學方式、教師教法和學生學法，采用“四步走”教學法，充分調動學生參與研究、討論和深入分析工程案例的積極性;設置與生產實際相結合的工程案例，進而引發學生思考工程材料在機械制造過程中的重要性和基礎性，提高學生分析和解決實際問題的能力，激發學生的學習興趣，增強學習效果，培養機械制造及其自動化專業學生的工程素養。

參考文獻：

[1]周濟.智能制造——“中國制造2025”的主攻方向[J].中國機械工程，2015（17）：2273-2284.

[2]王喜文.中國制造2025解讀：從工業大國到工業強國[M].北京：機械工業出版社，2015.

[3]高德毅，宗愛東.從思政課程到課程思政：從戰略高度構建高校思想政治教育課程體系[J].中國高等教育，2017（1）：43-46.

[4]高德毅，宗愛東.課程思政：有效發揮課堂育人主渠道作用的必然選擇[J].思想理論教育導刊，2017（1）：31-34.

[5]李志義.解析工程教育專業認證的成果導向理念[J].中國高等教育，2014（17）：7-10.