應(yīng)用型本科高校金屬學(xué)與熱處理課程“兩性一度”建設(shè)思考

摘 要 高校“一流課程”建設(shè)是深化教學(xué)改革和推進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的重要推手，其內(nèi)涵主要包括課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度。文章以應(yīng)用型本科高校金屬學(xué)與熱處理“一流課程”建設(shè)為例，結(jié)合應(yīng)用型本科高校專業(yè)培養(yǎng)方案和課程大綱，闡述了課程內(nèi)涵建設(shè)的必要性，課程特色的專業(yè)性、學(xué)科交叉性和工程實(shí)用性，“兩性一度”的建設(shè)措施，課程評價(jià)的內(nèi)容與方式。通過全過程課程建設(shè)，提升學(xué)生的學(xué)成度和獲得感，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際工程復(fù)雜問題的能力。

關(guān)鍵詞 應(yīng)用型本科高校；一流課程；金屬學(xué)與熱處理；兩性一度；課程建設(shè)

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.20.042

Construction of "Two Characteristics and One Challenge" in the Curriculum

of Metallurgy and Heat Treatment in Applied Undergraduate Universities

ZHANG Yaocheng， GUO Guolin， ZOU Lin

（School of Automotive Engineering， Changshu Institute of Technology， Changshu， Jiangsu 215500）

Abstract The construction of "first-class courses" in undergraduate universities is an important driving force for deepening teaching reform and promoting innovation and entrepreneurship. Its basic connotation characterization mainly includes the high-level， innovative and challenging nature of the curriculum. In this paper， the construction of "first-class courses" "Metallurgy and Heat Treatment" in applied undergraduate universities was taken as an example， combined with the professional training program and curriculum outline of applied undergraduate universities， expounding the necessity of curriculum construction， the professionalism， interdisciplinary nature， and engineering practicality of the curriculum， the construction measures， and the content and methods of curriculum evaluation. Through the entire process of curriculum construction， it is attempted to enhance students' academic achievement and sense of achievement and cultivate their ability to analyze and solve complex engineering problems.

Keywords applied undergraduate university; first-class curriculum; metallography and heat treatment; two characteristics and one challenge; curricula construction

1 應(yīng)用型本科高校“一流課程”內(nèi)涵建設(shè)的必要性

應(yīng)用型本科高校的教學(xué)以行業(yè)需求和產(chǎn)學(xué)研為導(dǎo)向，注重學(xué)生的應(yīng)用實(shí)踐能力提升和職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成，旨在培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才，以滿足社會發(fā)展的需要[1]。應(yīng)用型本科高校應(yīng)緊密圍繞行業(yè)需求，根據(jù)產(chǎn)業(yè)和行業(yè)的發(fā)展趨勢和人才需要靈活調(diào)整專業(yè)設(shè)置和課程內(nèi)容，確保兩者的緊密銜接。教師在教學(xué)過程中要注意理論和實(shí)踐的結(jié)合，通過大量的實(shí)習(xí)和實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握實(shí)際操作的專業(yè)知識和技能。通過與行業(yè)和科研機(jī)構(gòu)的合作培養(yǎng)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研的有機(jī)融合，使學(xué)生了解實(shí)際工程項(xiàng)目和科研課題的具體內(nèi)容，提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識，從而為學(xué)生職業(yè)道德和職業(yè)規(guī)范等方面的養(yǎng)成打下基礎(chǔ)[2]。

“一流課程”建設(shè)是為貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于教育的重要論述和全國教育大會精神，將深化教育教學(xué)改革落實(shí)到課程建設(shè)上而實(shí)行的課程研究、建設(shè)、實(shí)踐。“一流課程”建設(shè)旨在建設(shè)適應(yīng)新時(shí)代要求的一流本科課程，讓課程優(yōu)起來、教師強(qiáng)起來、學(xué)生忙起來、管理嚴(yán)起來、效果實(shí)起來，形成中國特色、世界水平的一流本科課程體系，構(gòu)建更高水平人才培養(yǎng)體系。“一流課程”的基本內(nèi)涵可概括為“兩性一度”，即課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度[3]。課程通過“兩性一度”建設(shè)，可以激勵(lì)教師采用新的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法更有效地傳遞知識，激發(fā)教師的教學(xué)熱情和創(chuàng)新精神；培養(yǎng)學(xué)生的高級思維、綜合能力和解決復(fù)雜問題的素質(zhì)；激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)生的自我驅(qū)動(dòng)力，深化其對課程內(nèi)容的理解和掌握。課程“兩性一度”建設(shè)體現(xiàn)了教育對未來社會的適應(yīng)和前瞻，使學(xué)生成為具有社會責(zé)任感和創(chuàng)新精神的未來人才[4]。

2 金屬學(xué)與熱處理課程的特色

金屬學(xué)與熱處理課程為機(jī)械工程學(xué)科材料成型及控制工程專業(yè)的核心課程，具有較強(qiáng)的專業(yè)性。隨著新技術(shù)、新工業(yè)、新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和涌現(xiàn)，本課程強(qiáng)調(diào)引入新材料、新工藝和先進(jìn)材料加工技術(shù)最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，以及本學(xué)科和本專業(yè)最新技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)[5]。課程內(nèi)容涉及的專業(yè)性知識主要包括晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、金屬及合金的凝固、相圖和鐵碳合金相圖、相變、金屬及合金的塑性變形、金屬及合金的強(qiáng)度和塑性變形、金屬的熱處理原理和熱處理工藝等。課程知識點(diǎn)繁多且分散、理論性強(qiáng)、概念抽象、邏輯性不強(qiáng)，導(dǎo)致本課程一直存在“教師難教、學(xué)生難學(xué)”的問題。

金屬學(xué)與熱處理課程與多學(xué)科有交叉體現(xiàn)。本課程中涉及金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)、相變等原理，與物理學(xué)中的固體物理等有密切的聯(lián)系。在金屬熱處理過程中，金屬的合金化、氧化、腐蝕等問題與化學(xué)密切相關(guān)，合金的設(shè)計(jì)和優(yōu)化需要學(xué)生深入理解元素化學(xué)性質(zhì)及其相互作用。金屬材料的力學(xué)性能是其最重要的性能之一。金屬學(xué)與熱處理課程中涉及金屬的彈性、塑性、斷裂韌性等力學(xué)性能，與力學(xué)學(xué)科中的固體力學(xué)、材料力學(xué)等有緊密的聯(lián)系。課程中的熱處理工藝、金屬材料的應(yīng)用等都與實(shí)際的工程技術(shù)問題密切相關(guān)，需結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行學(xué)習(xí)和應(yīng)用。

金屬學(xué)與熱處理課程的授課內(nèi)容具有極強(qiáng)的工程實(shí)用性。本課程所教授的知識和技能在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。例如，熱加工變形被廣泛應(yīng)用于提高金屬材料的性能，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和壽命。通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解和掌握這些技術(shù)，為將來在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域工作打下基礎(chǔ)。課程中涉及的金屬材料的性能、組織結(jié)構(gòu)、熱處理工藝等內(nèi)容，可以用來解決工程實(shí)際問題。學(xué)生通過學(xué)習(xí)了解金屬材料的性能優(yōu)化方法，為未來的產(chǎn)品研發(fā)和創(chuàng)新工作提供思路和支持，分析并解決金屬材料在加工、使用過程中的問題。金屬材料是眾多行業(yè)的基礎(chǔ)材料，如機(jī)械、汽車、航空航天、電子等。金屬學(xué)與熱處理課程所教授的知識，不僅適用于材料科學(xué)與工程領(lǐng)域，還可應(yīng)用于其他相關(guān)行業(yè)中，從而拓寬學(xué)生職業(yè)發(fā)展的道路。

3 金屬學(xué)與熱處理課程“兩性一度”建設(shè)

3.1 “兩性一度”實(shí)施措施

課程改革中的“兩性一度”可培養(yǎng)學(xué)生的高級思維、綜合能力和解決復(fù)雜問題的素質(zhì)；鼓勵(lì)教師采用新的教學(xué)方法更有效地傳遞知識，同時(shí)也能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)動(dòng)力，深化其對課程內(nèi)容的理解和掌握；“兩性一度”也體現(xiàn)了教育對未來社會的適應(yīng)和前瞻，使學(xué)生成為具有社會責(zé)任感和創(chuàng)新精神的未來人才。應(yīng)用型本科高校金屬學(xué)與熱處理課程的“兩性一度”建設(shè)可從以下方面實(shí)施和開展。

教學(xué)改革的高階性體現(xiàn)：強(qiáng)化課程的理論基礎(chǔ)，引入更多高階概念和原理，使學(xué)生對該領(lǐng)域的理解更加深入。將金屬學(xué)與熱處理領(lǐng)域的最新研究成果和發(fā)展趨勢引入課程，擴(kuò)大和夯實(shí)學(xué)生的學(xué)成度。如講授金屬斷裂機(jī)制時(shí)，引入難熔金屬斷裂韌性的最新成果。盧艷[6]等基于晶體材料裂紋尖端位錯(cuò)成核的經(jīng)典理論，在原子尺度原位動(dòng)態(tài)觀察了BCC難熔金屬裂紋擴(kuò)展過程，成功揭示了金屬M(fèi)o裂紋脆性擴(kuò)展與塑性擴(kuò)展交替出現(xiàn)，為設(shè)計(jì)和開發(fā)具有高耐久性和抗斷裂性的BCC金屬提供了重要參考。在講授金屬塑性變形時(shí)，引入塑性變形方法制備純金屬的新進(jìn)展。盧柯院士團(tuán)隊(duì)[7]通過嚴(yán)重塑性變形方法（如等通道擠壓、疊軋等）制備納米晶銅，利用快速升溫可以在納米晶銅中引入退火孿晶，提高納米晶的熱穩(wěn)定性。在講授固態(tài)相變時(shí)，引入純鐵同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變新進(jìn)展。劉永長[8]等確認(rèn)了純鐵中的異常奧氏體→鐵素體相變過程，其相應(yīng)的相變機(jī)理將從多峰不連續(xù)轉(zhuǎn)變逐漸過渡為單峰連續(xù)轉(zhuǎn)變。

教學(xué)改革的創(chuàng)新性體現(xiàn)：采用項(xiàng)目教學(xué)、線上線下混合式教學(xué)、云班課的頭腦風(fēng)暴等創(chuàng)新教學(xué)方法，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索、創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。結(jié)合學(xué)科最新研究進(jìn)展，根據(jù)每一章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，引入最新的金屬材料、金屬材料加工、金屬材料強(qiáng)化的相關(guān)科研成果，確保學(xué)生在學(xué)習(xí)和掌握專業(yè)培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱規(guī)定的基礎(chǔ)知識外，還能接觸和了解到最前沿和最具創(chuàng)新性的學(xué)科研究成果。在引入課程相關(guān)的拓展內(nèi)容時(shí)，著重介紹和展示自黨的十八大以來，國家在深入推進(jìn)黨的建設(shè)新的偉大工程中取得的重大成果和巨大成就。

教學(xué)改革的挑戰(zhàn)度體現(xiàn)：在課程授課過程和考試中，增加一些具有挑戰(zhàn)性的難題和復(fù)雜案例，檢驗(yàn)學(xué)生對高階內(nèi)容的掌握情況。鼓勵(lì)學(xué)生參與金屬材料相關(guān)的學(xué)科競賽和科研項(xiàng)目，這不僅提高了課程的挑戰(zhàn)度，也鍛煉了學(xué)生的研究能力，提升了學(xué)生的獲得感。除了“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽，以及“創(chuàng)青春”全國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽，本課程相關(guān)的大學(xué)生學(xué)科競賽主要包括全國大學(xué)生金相技能大賽、中國大學(xué)生機(jī)械工程創(chuàng)新創(chuàng)意大賽—材料熱處理創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)賽等。通過本課程的學(xué)習(xí)，可為大學(xué)生參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目和科研項(xiàng)目打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。鼓勵(lì)學(xué)生參與國家級、省級以及校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。依托本課程建設(shè)，團(tuán)隊(duì)教師出版新形態(tài)教材2部，指導(dǎo)學(xué)生完成省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目4項(xiàng)，學(xué)生以第一作者發(fā)表或參與的科研論文12篇。指導(dǎo)學(xué)生參加全國大學(xué)生學(xué)科競賽獲得團(tuán)體二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，學(xué)生個(gè)人獎(jiǎng)13項(xiàng)，優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎(jiǎng)9項(xiàng)，省級學(xué)科競賽個(gè)人獎(jiǎng)17項(xiàng)。

3.2 課程建設(shè)的評價(jià)方式

課程“兩性一度”建設(shè)的評價(jià)方式主要包括定性評價(jià)和定量評價(jià)。定性評價(jià)主要依賴于觀察、分析和描述課程建設(shè)中的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的表現(xiàn)。可以通過觀察學(xué)生在課程中的參與度、創(chuàng)新思維的表現(xiàn)、解決問題的能力等，對課程的“兩性一度”進(jìn)行評價(jià)。定量評價(jià)通過收集和分析數(shù)據(jù)，對課程建設(shè)效果進(jìn)行量化評估。教師可以通過考試成績、項(xiàng)目完成情況、實(shí)踐報(bào)告等量化指標(biāo)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評價(jià)，從而反映課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，量化評價(jià)課程的“兩性一度”。

課程建設(shè)的評價(jià)要明確多樣化評價(jià)內(nèi)容。主要包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、教育引導(dǎo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容、課堂氛圍、學(xué)習(xí)興趣、啟迪思維、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)輔導(dǎo)、學(xué)習(xí)體驗(yàn)、學(xué)習(xí)效果等。學(xué)生根據(jù)教師的教授情況進(jìn)行打分評定。課程建設(shè)的評價(jià)也要注重評價(jià)方式的多元化，主要包括學(xué)生主觀評價(jià)以及課堂匿名評價(jià)。學(xué)生主觀評價(jià)通過學(xué)校教師教學(xué)評價(jià)系統(tǒng)相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。課堂匿名評價(jià)是在每一輪教學(xué)結(jié)束后，由學(xué)生自愿匿名對本課程的任一方面進(jìn)行評價(jià)，可以較為有效地補(bǔ)充學(xué)校教師教學(xué)評價(jià)系統(tǒng)不能體現(xiàn)的內(nèi)容，尤其是學(xué)生想跟教師交流的思想。經(jīng)過多輪教學(xué)，本課程在教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)方法改革等方面取得了顯著成效。這些評價(jià)證明本課程改革和建設(shè)取得了積極成果，對于本專業(yè)的發(fā)展和本課程的持續(xù)推進(jìn)起到了重要作用。

4 結(jié)語

高校“一流課程”的建設(shè)直接關(guān)系到課程內(nèi)容的學(xué)術(shù)質(zhì)量、課程體系建設(shè)和本科專業(yè)發(fā)展，影響到高校人才培養(yǎng)質(zhì)量和高校未來發(fā)展和建設(shè)。本文基于應(yīng)用型本科高校機(jī)械工程材料成型及控制工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課金屬學(xué)與熱處理，對“一流課程”的“兩性一度”內(nèi)涵建設(shè)的必要性、課程特色和課程建設(shè)的措施進(jìn)行了分析和討論。在課程建設(shè)過程中，應(yīng)堅(jiān)持以學(xué)生為中心，以學(xué)生的學(xué)成度和獲得感為導(dǎo)向，以專業(yè)產(chǎn)出為教學(xué)目標(biāo)進(jìn)一步加強(qiáng)教學(xué)思想、教學(xué)措施、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等內(nèi)容的凝練，并逐步合理提升課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，培養(yǎng)和提升學(xué)生分析和解決實(shí)際工程復(fù)雜問題的能力。

基金項(xiàng)目：2023年常熟理工學(xué)院一流本科課程建設(shè)“材料科學(xué)基礎(chǔ)”（JXK202344）。

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