產(chǎn)教融合背景下工程材料基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的探討

文 靜 鄭樹彬 孟曉亮 翁 琳 鐘倩文

（上海工程技術(shù)大學(xué)城市軌道交通學(xué)院 上海 201620）

1 概述

近年來，教育部和國務(wù)院辦公廳相繼發(fā)布通知，要求高等教育要與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系[1]，推進(jìn)產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)。近幾年來，國內(nèi)高校也都在積極探索產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)模式。以上海工程大學(xué)為例，為了適應(yīng)中國城市軌道交通發(fā)展的需要，加快城市軌道交通專業(yè)人才的培養(yǎng)，上海工程技術(shù)大學(xué)和上海申通地鐵集團(tuán)有限公司建立產(chǎn)學(xué)研合作聯(lián)盟，目前已形成了特色鮮明的產(chǎn)學(xué)合作教育模式。

工程材料這類基礎(chǔ)課程作為機(jī)械類本科的必修課程，依然存在“重知識傳授，輕能力培養(yǎng)”的突出問題，高校培養(yǎng)的學(xué)生基本素質(zhì)與用人單位實(shí)際需求之間存在著矛盾，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決實(shí)際問題的能力存在明顯短板[2]。因此，工程材料這類基礎(chǔ)課程需要及時調(diào)整教學(xué)方法和教學(xué)策略，以滿足產(chǎn)業(yè)、企業(yè)和市場對人才的需求。

2 工程材料在課程體系中的定位和當(dāng)前教學(xué)中存在的問題

工程材料是面向城市軌道交通學(xué)院城市軌道交通車輛工程專業(yè)學(xué)科的專業(yè)必修課程，其任務(wù)是讓學(xué)生做到“知材、懂材”并能合理使用材料，為學(xué)生今后從事軌道車輛技術(shù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，一方面，學(xué)生應(yīng)初步掌握常用工程材料在成分—組織—結(jié)構(gòu)—性能方面的內(nèi)在關(guān)系，學(xué)會常用工程材料的基礎(chǔ)知識；另一方面，能夠運(yùn)用所學(xué)的工程材料基礎(chǔ)知識，解決實(shí)際工程中的材料和工藝相關(guān)問題，同時具有不斷地擴(kuò)展知識面、獲取新知能力。作為傳統(tǒng)的基礎(chǔ)專業(yè)課程，工程材料在實(shí)際的教學(xué)過程中仍然存在著諸多問題。

（1）教學(xué)內(nèi)容有待根據(jù)專業(yè)發(fā)展和最新需求進(jìn)行優(yōu)化。工程材料涵蓋材料領(lǐng)域的基本知識和基礎(chǔ)理論，涉及材料類型眾多，且各類材料在成分、組織結(jié)構(gòu)、加工工藝、性能特點(diǎn)和應(yīng)用范圍均不相同。此外，新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)并應(yīng)用在相關(guān)產(chǎn)業(yè)中。在教學(xué)過程中，授課老師要根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和行業(yè)需求，合理優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在有限的課時內(nèi)，既能較系統(tǒng)地掌握工程材料相關(guān)理論和基礎(chǔ)知識，又具備一定的分析、解決實(shí)際工程問題的能力。

（2）教學(xué)方法有待進(jìn)一步改進(jìn)。工程材料涉及的知識體系繁雜，基本概念多且分散，授課老師在課堂上主要采用“老師講、學(xué)生聽”的方式進(jìn)行輸入式教學(xué)，整個教學(xué)過程中學(xué)生往往處在被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)。由于工程材料的基礎(chǔ)知識和理論比較抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中很容易感到枯燥，學(xué)習(xí)效果不理想。因此需要改進(jìn)教學(xué)方法，以學(xué)生為中心，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)到主動學(xué)習(xí)，積極參與到整個課程的學(xué)習(xí)。

（3）考核方法有待優(yōu)化。目前很多高校的專業(yè)基礎(chǔ)課總成績一般由平時成績和期末考試成績構(gòu)成[3]。平時成績一般占總分?jǐn)?shù)的30%，采用平時作業(yè)和課堂考勤作為評定依據(jù)；期末考試一般占總分?jǐn)?shù)的70%，采用統(tǒng)一試卷進(jìn)行閉卷或開卷考試。平時成績整體分?jǐn)?shù)偏高，且不能科學(xué)地體現(xiàn)學(xué)生之間的差異；期末考試考核結(jié)果滯后于教學(xué)過程，對教學(xué)的促進(jìn)作用沒有發(fā)揮出來；此外，此種考核方式無法真實(shí)呈現(xiàn)學(xué)生的綜合能力水平，例如分析、解決工程實(shí)際問題的能力、團(tuán)隊意識、溝通協(xié)調(diào)以及持續(xù)學(xué)習(xí)的能力等。

（4）實(shí)踐教學(xué)體系有待完善。工程材料是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)過程中，一般將實(shí)驗室試驗作為課堂教學(xué)的補(bǔ)充。然而，在產(chǎn)教融合背景下，高等教育必須要滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。因此，除了實(shí)驗室實(shí)踐教學(xué)外，還需引導(dǎo)學(xué)生將理論知識運(yùn)用到實(shí)際的工程案例中，提升學(xué)生的綜合工程實(shí)踐能力。

3 工程材料教學(xué)改革的思考

（1）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置符合產(chǎn)業(yè)需求的教學(xué)內(nèi)容。伴隨著新材料、新工藝的不斷涌現(xiàn)，工程材料這門課程除了包含眾多傳統(tǒng)的基本知識和基礎(chǔ)理論外，課程內(nèi)容也隨著時代的發(fā)展更加豐富多樣。作為授課老師就必須考慮如何讓學(xué)生在有限的學(xué)時內(nèi)學(xué)習(xí)到更加符合產(chǎn)業(yè)需求的知識。以城市軌道交通車輛工程專業(yè)為例，除了傳統(tǒng)的基本知識和基本理論外，授課老師還應(yīng)結(jié)合當(dāng)前軌道交通車輛常用材料及未來發(fā)展趨勢對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和聚焦。例如，聚焦軌道交通車輛常用材料（鋁合金、不銹鋼等）的性能及工藝特點(diǎn)，在課堂上結(jié)合實(shí)際工程案例，重點(diǎn)講述相關(guān)材料的基礎(chǔ)知識和基本理論；介紹軌道交通行業(yè)相關(guān)材料、工藝標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)學(xué)生從行業(yè)應(yīng)用角度學(xué)習(xí)相關(guān)知識；工程材料作為一個發(fā)展非常迅速的學(xué)科領(lǐng)域，新材料、新工藝也不斷應(yīng)用在城市軌道交通車輛上，例如碳纖維車體、碳纖維轉(zhuǎn)向架等，因此授課老師必須根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展持續(xù)更新教學(xué)內(nèi)容。

（2）改進(jìn)教學(xué)方法，以老師為主導(dǎo)，以學(xué)生為中心，讓學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)到主動學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中，授課老師需積極調(diào)動學(xué)生的積極性，除了使用板書、電子課件講授課程的基本知識和基礎(chǔ)理論外，在課堂上由授課老師或者由學(xué)生通過課后查資料的方式引入專業(yè)實(shí)際案例，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合課堂單元知識點(diǎn)進(jìn)行問題導(dǎo)向的互動式研討。例如，針對城市軌道交通車輛在維保過程中常見的材料工藝問題，組織學(xué)生進(jìn)行集體或者分組討論，最后由老師進(jìn)行歸納總結(jié)并給出正確結(jié)論；積極發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，根據(jù)授課內(nèi)容在課堂上播放視頻資料，例如材料典型失效案例分析、材料制造工藝、新材料研發(fā)和應(yīng)用現(xiàn)狀以及行業(yè)重大進(jìn)展等相關(guān)視頻；充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，授課老師根據(jù)授課內(nèi)容在課前準(zhǔn)備互動話題，課堂上學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺與老師進(jìn)行話題互動，授課老師通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺強(qiáng)大的學(xué)情分析功能可以實(shí)時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時調(diào)整授課策略。

（3）結(jié)合產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，優(yōu)化考核方法，全面考核學(xué)生的知識、素質(zhì)和能力。產(chǎn)教融合背景下，課程考核需要對學(xué)生在基礎(chǔ)知識、基本理論、持續(xù)學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊協(xié)作意識、溝通表達(dá)能力、分析問題、解決問題等方面進(jìn)行全方位測評，并將各方面的能力要求細(xì)化到整個考核中?？己酥饕ㄈ齻€部分，每個部分又由多個模塊組成。第一個部分為基礎(chǔ)知識和基本理論的考核，通過課堂表現(xiàn)（聽課情況、出勤情況、課堂互動情況等）、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的在線測評/在線互動、課后作業(yè)三個模塊進(jìn)行評價；第二部分為綜合素質(zhì)測評，通過專題討論、專題論文、期末綜合考試三個模塊進(jìn)行考評；第三部分為實(shí)踐能力測評，通過實(shí)驗室試驗、企業(yè)工程實(shí)踐兩個模塊進(jìn)行評價。

（4）完善實(shí)踐教學(xué)體系，提高學(xué)生工程實(shí)踐能力。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，將工程實(shí)踐元素融入教學(xué)[4]，例如將工程材料課程相關(guān)的材料、工藝、制造、實(shí)驗、測試、驗收等方面的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)專業(yè)能力培訓(xùn)融入教學(xué)；結(jié)合產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，開設(shè)綜合性更強(qiáng)的校內(nèi)試驗，在試驗教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)課堂上學(xué)習(xí)到的材料成分—組織—結(jié)構(gòu)—性能方面的內(nèi)在關(guān)系，建立材料微觀到宏觀的聯(lián)系，逐步學(xué)會使用材料理論知識解釋生產(chǎn)、生活中的各類現(xiàn)象；除了校內(nèi)試驗外，在行業(yè)內(nèi)相關(guān)企業(yè)開展實(shí)踐教學(xué)，例如，通過對軌道交通車輛維保過程中典型的材料工藝案例（例如車體裂紋修復(fù)）的分析、現(xiàn)場操作觀摩和現(xiàn)場講解，讓學(xué)生將理論知識應(yīng)用到具體的生產(chǎn)工藝中，提升學(xué)生工程實(shí)踐能力。

4 結(jié)語

在產(chǎn)教融合背景下，工程材料作為機(jī)械類本科重要的基礎(chǔ)課程，其課程內(nèi)容理論性和工程實(shí)踐性較強(qiáng)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)策略不能滿足產(chǎn)業(yè)、企業(yè)和市場對人才的需求。本文從課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方法和實(shí)踐教學(xué)幾個方面，探討設(shè)置更符合產(chǎn)業(yè)需要的教學(xué)內(nèi)容，形成以老師為主導(dǎo)、以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，建立綜合考核方法以滿足對學(xué)生綜合能力考核的需求，完善實(shí)踐教學(xué)體系以提高學(xué)生工程實(shí)踐能力，為產(chǎn)教融合背景下工程材料這類基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革進(jìn)行了有益的探索。