以学生为中心的机械工程材料课程教学改革初探

作者：柴蓉霞，张传伟，郭卫，杨满芝 来源：《教育教学论坛》 2018年第17期

一、引言

随着高校改革的发展，高教的理念逐渐从“以教师为中心”转化为“以学生为中心”，尽管只有两个字的转化，但是这个却是教育核心的转变，大学生在高校短短几年的时间，不仅要有高品质的学生生涯，即能够高质量地学会所学的内容，同时还要养成终身学习的理念。这是高等教育发展的必然。具体到工科院校的某门专业基础课程而言，比如机械工程材料课程，该课程是高校机械类专业本科生的一门必修专业基础课，该课程理论性很强，内容抽象，知识点多，通常的教学模式主要是以教师讲授为中心。该课程的上课时间处于大学第三或者是第四学期，学生对专业知识的概念比较模糊，还没有建立起专业的概念，相应在“以学生为中心”的背景下，要考虑让学生主动学习，而且有质量、可持续性地学习，可以对该课程的讲述方式进行适当变革，以便学生在学习过程中能够发挥积极主动的作用。现在相关学者对该课程也进行了很多改革和探讨，包括理论教学和实践教学，比如倪卫华等采用启发式、多媒体动画、师生互动等多种方式相结合的教学方法，进行了机械工程材料教学方法的改革，以此激发学生的学习兴趣；樊湘芳等利用数字化教学平台，运用启发式+问题式教学法，开设实验、技能竞赛等形式提高学生的能力，培养学生的创新意识；罗洪峰等针对目前机械类专业工程材料教学中的常见问题，从教学内容、教学方法、实验教学等方面进行改革，激发学生的学习兴趣，提高课程的教学质量；李燕等针对机械工程材料教学实践中存在的问题，分析原因，并通过现场演示与多媒体结合的方式，采用启发式和问题式教学方法，提高了该课程的教学效果，并提高了学生的学习兴趣；王晓欢等通过课堂内容设计要具有逻辑性、精心设计课程的导言与总结、课堂学习兴趣激发等方面探讨了工程材料课堂教学方法的改革，以此来提高该课程的教学质量。现有的改革通常都是基于教师的讲授为中心的改革模式，学生一般作为辅助，而本文针对机械工程材料课程教学过程中现存的一些问题进行总结，提出以学生为中心的课堂教学方式，使学生真正在有限的课堂上掌握该课程的核心知识，并提高学习兴趣。

二、现有课堂教学的特点及不足

机械工程材料属于机械与材料相交叉的一门学科，该课程一般开设在大学的第三或者是第四学期，学生处于刚接触专业知识的阶段，而该课程作为一门专业基础课，对学生以后专业知识的学习和运用具有重要作用，同时该课程内容比较枯燥、抽象，学生在学习过程中对知识的掌握有一定难度，进而容易导致学生学习效果较差，知识掌握不好，目前该课程的课堂教学现状主要有以下几方面。

1.教学方式比较单一，缺乏对学生兴趣的激发。目前尽管多媒体已经是上课过程中必备的一个工具，但是由于大多数老师依旧是把多媒体转换成了不用擦、不用写的黑板，把书本知识全盘搬到多媒体上，学生在学习过程中，逐渐产生视觉疲劳，不能激发学生的学习兴趣，导致学生在学习过程中注意力不集中，缺乏主动性。

2.实践与理论结合性不强。现在好多学校在安排实践课程的时候，与理论课程的教学不相配，也就是实践有实践的老师、实践的时间安排，授课教师不能参与实践课程的教学活动，而且实践的时间安排与理论课的时间安排不吻合，导致应该通过实践来熟悉的知识点学生并不能很好地掌握，同时由于条件限制，实践环节也不能保证每个学生都有动手机会，最终使得实践的作用发挥不充分。

3.评价方式比较单一。评价方式作为课程教学效果的检测手段，在每门课程的教学过程中都是不可缺少的，而目前该课程大多数采用传统的开卷或者闭卷考试，学生为了能够通过考试，只能熟记书本内容，如果实在记不住，就会出现考试违规的现象，使评价方式不能很好地指导该课程的教学环节。

三、机械工程材料课程教学改革建议

1.发挥以学生为中心的重要作用，增强学习主动性。该课程的主要内容是机械工程材料的基础知识，以材料力学性能指标为线索，通过微观结构的变化来展现宏观的性能变化，运用宏观强化手段，达到微观组织的变化来提高宏观的力学性能指标，整体来说内容不算很难，因此在讲课过程中可以抽取一部分知识，让学生来讲述。目前我们课题组尝试对钢的热处理章节的内容通过让学生分组讨论，然后每组派代表上讲台讲述的方式，使学生的学习兴趣得到一定的提高，加强了学生的学习主动性。学生上讲台讲述的过程，学生为了准备这节课，也花费了不少精力，有些学生运用多媒体的形式，有的使用板书，把课程内容用图片和文字的形式表达出来，还有学生为了上好这节课，把之前的知识都挖出来展示，可见学生为了上好该课程，也算是费了好大力气，效果还是比较明显。在学生讲课过程中，听讲学生也比较认真，及时跟进教材内容，并消化、掌握。在学生讲完后，老师对学生没讲到的内容进行补充，对学生表示鼓励，使得学生的兴趣渐浓。

2.实践环节与理论相结合。物理实验测试环节。机械工程材料课程的实践环节与理论相关性比较大，比如材料力学性能实验，需要学生知道力学性能实验过程、数据来源等，还有材料微观组织观测，也需要学生掌握一定的理论知识，因而需要学生在学完相应理论知识后，进行实践环节的实验过程，以更好地巩固专业知识。理论教师与实践教师提前沟通，争取能够在理论课内容刚讲完的时候对学生进行实践教学，同时尽量使每个学生都能够参与实践环节，可以把一个实验分为几部分，实践组内每个学生都能负责一块，最后把所做实验汇总，不仅考核了学生的动手能力，而且还锻炼了学生的团队精神。

以实物为测试对象。本课程主要讲述材料的微观组织与性能之间的关系，学生通过了解材料微观组织的特征、变化等内容，可以知道材料的力学性能变化趋势，因此可以取某一机械零部件，让学生根据该零部件的机械性能，推测该零部件的微观组织特征，并通过实际观测来验证推测结果。

3.评价环节灵活变通。评价环节作为了解学生课程掌握情况的一种手段，其重要性自不必说，另外，评价还对教学具有重要的指导作用，可以说是教学的“指挥棒”，因此评价手段、评价效果很重要。对该课程，可采取让学生用半开卷的形式，即想让学生把所学知识点汇总起来，考试的时候只带学生汇总内容，这样可以起到让学生把所学知识贯穿一遍的作用。另外，可以采取以具体零部件的性能要求为目的，让学生从选材、微观观测、热处理工艺制定等入手，把该课程内容直接串起来。同时应该注重学生平时的课堂表现，评价环节对在课堂教学中进行积极讲课、提前复习的学生给予鼓励并加分。在开课之前就确定该课程的评价方式，以便使学生能够以达到评价标准为目标，从而提高学习效果，激发学生的学习兴趣。

四、结论

以学生为导向，关注学生的发展，是未来高等教育的核心，本文以机械类专业基础课程机械工程材料为研究对象，进行该课程的教学改革探讨，基于激发学生学习主动性、联系生产实际，对教学方法、实践过程、评价环节进行了改革，以此来激发学生的学习兴趣。