摘要：在新工科背景下，地方高校智能制造工程专业的人才培养目标随着国家战略需求和行业、企业用人需求发生变化，其课程教学内容也应该及时调整。机械工程材料作为一门专业基础课程，其课时少、内容多、理论性强，学生在学习过程中难以掌握其知识点。本文结合地方高校智能制造工程专业在机械工程材料课堂教学过程中的问题，从教学内容、教学方法、考核评价等方面提出教学改革，期望提高课程教学效果。

关键词：新工科；地方高校；智能制造工程；工程材料；教学改革

一、引言

随着新一轮科技革命和产业变革的到来，我国未来在智能制造、新能源、新材料等战略必争领域的工程型人才需求量急增，导致出现工程型、应用型人才短缺，智能制造工程专业在此背景下应运而生[1]。湖南科技学院作为湖南省地方高校之一，近年来，为服务中国制造2025、湖南省“三高四新”发展战略、地方企业经济转型等发展输送工程型人才。智能制造工程专业作为交叉融合度高的新工科专业，与人工智能、制造技术、物联网、新材料等学科关系紧密，因此，对智能制造工程专业机械工程材料的教学改革探索，对服务国家发展战略需求，助力新材料与智能制造产业转型升级具有重要意义[2][3]。在智能制造工程专业人才培养方案中，机械工程材料起着承上启下的作用，其课程目的是培养学生在对机械零部件设计过程中，掌握常见机械工程材料的牌号、热处理工艺、组织及性能之间的关系，是一门重要的专业基础课程，其课堂教学和实践教学是传授材料科学理论知识、培养动手能力的关键[4][5]。

二、课程教学现状及存在的问题

对地方高校智能制造工程专业机械工程材料课程的课堂教学和实验教学过程中的学情进行分析，总的来说，在教学过程中，学生在学习过程中有以下几个问题。

（1）专业术语较多，学生理解困难

机械工程材料是由机械工程学科和材料学科融合而成的一门专业课程，开设在大二上学期，是后续专业课程的先行基础课程。这就导致了在该课程授课时，学生没有一定的专业基础知识，且课程中概念多、专业名词多、需要记忆的内容多，学生难以理解且感觉到枯燥乏味。例如，在讲授铁-碳合金相图中的铁素体、奥氏体、马氏体以及合金的平衡结晶过程时，学生感到晦涩难懂，学习兴趣不高，教学效果较差。

（2）教学内容陈旧

随着材料科学的发展和国家对工程型人才的需求变化，传统的机械工程材料课程的教学内容不再适用于智能制造工程专业。在现有的教学内容中，很多内容相对陈旧，没有及时更新迭代，与当前材料科学发展和企业需求脱节。例如目前智能制造工程专业在各高校所使用的机械工程材料教材，其教学内容重点是围绕金属材料展开，对于高分子材料、复合材料、新型功能材料等内容涉及较少，导致智能制造工程专业毕业生在去到新材料领域等工作岗位时，会与实际工程应用相脱节。

（3）课时量缩减

智能制造工程专业人才培养方案中的机械工程材料课程总课时为32课时，其中实验课时4课时。相较于机械专业，智能制造工程专业的总课时缩减了16课时，这导致智能制造工程专业的学生在学习过程中，部分教学内容要进行删减。在理论教学过程中，往往只能讲授到铸铁材料这一章节时就结束了，而课程实验只有2个，相关的热处理实验和金相样品的制备与观察实验没有学时来进行。不论是从理论教学还是实验教学来看，总课时量的减少，导致只能对原有的教学内容进行删减，增加了学生对这门课程内容的理解难度。

三、机械工程材料课程教学改革探索

针对地方高校智能制造工程专业在机械工程材料课程教学过程中存在的问题，提出以下几点改革措施。

（1）课程教学内容更新、优化

在新工科建设要求下，要对智能制造工程专业机械工程材料课程的教学内容进行梳理、更新，不能按照机械工程专业的“金属材料-热处理-非金属材料-其他材料”这种教学思路去授课，而是要将课程内容重构。结合新工科对人才的需求，对工程材料教学内容优化，按照材料的“成分-组织-工艺-性能”的思路组织教学内容。智能制造工程专业的工程材料实验设置为金相试样的制备与观察实验和钢的热处理及硬度测试实验。对于金相试样的制备与观察实验，实验内容中既包含了金相试样的制备，也用到了光学显微镜对其观察。而钢的热处理及硬度测试实验，既进行了热处理实验，也分别对钢在热处理前后进行硬度测试。

（2）教学方法的改革

传统的教学模式是以教师为主体，在课程教学时以教师讲授为主，而学生只是被动地接受，这种“填鸭式”的教学模式，学生的学习兴趣较低，学习效果较差。不论是在课堂教学和实验教学中，都要以学生为主体，以学生真正掌握了知识点为主。在课堂教学过程中，可以借助信息化技术和任务驱动法进行教学。例如，在给学生讲授材料的晶格类型时，讲到面心立方晶格、体心立方晶格和密排六方晶格时，通过ppt上的图片很难对这些晶格类型有具体化、形象化的了解，可以结合相关的多媒体视频教学资源，以此呈现视听一体的课堂环境。其次，仅仅靠教师讲解书本上各知识点，这种教学效果较差。例如，在讲授工程用钢相关知识点时，要以实际的机械工程材料的选取、应用为导向，培养学生的选材能力和工艺设计能力，同时结合地方企业典型零部件加工生产过程，选取典型零部件的工艺作为教学案例。结合任务驱动教学法，先给出典型零部件加工工艺流程，让学生在课堂中为典型零部件选择正确的工艺流程，并说明原因。这样才会充分发挥学生的积极性，让其积极地参与到课堂教学中。

（3）考核方式的改革

传统的课程考核成绩是由70%考试成绩+20%实验成绩+10%平时成绩三部分构成。这种成绩占比导致了学生“重理论，轻实践”，对课程实验的重视程度不够，再者学生在考试时，仅仅是依靠记忆，对书本上的概念、知识点没有理解透彻，只是为了应付考试，学生对工程材料这门课程上术语、热处理流程，尤其是晶格类型、材料的强化机理等内容没有真正掌握。改革后的工程材料课程成绩由考试成绩、实验成绩和平时成绩三部分构成，但是各个部分的成绩占比与考核内容有所调整。

改革后的考试成绩占40%，实验成绩占40%，平时成绩占20%，考试成绩即为期末成绩，主要考查学生这一学期对工程材料课程的学习情况。实验成绩包括了课程实验和小组作业，这两项各占实验成绩的50%，在对课程实验进行评价时，要着重考查学生在实验过程中的实操能力，对其进行打分。可以通过划分学习小组，制定一个典型零部件的加工工艺任务，让学生以小组为单位去完成，让学生学以致用。平时成绩包含了上课积极回答问题、平时作业评价、课堂活动等。通过调整成绩比例和考察内容，弱化期末成绩占比，让学生对实验课程重视起来，以培养和锻炼学生的工程能力。

四、结语

通过采用以上几点教学改革措施，在课堂教学时，提高了学生的积极性，活跃了课堂氛围，主要的目的还是让学生掌握工程材料的课程内容。让学生既掌握了理论知识，又提高其工程能力，还要感受活跃的课堂氛围。在未来的教育教学过程中，要时刻结合国家发展战略和地方企业对人才的需求，及时调整课程的教学内容，为区域经济发展输送工程型人才。

参考文献

[1]林健.深入扎实推进新工科建设——新工科研究与实践项目的组织和实施[J].高等工程教育研究，2017，（05）：18-31.

[2]郭永春，梁艳峰，杨忠，等.“中国制造2025”背景下，高校“智造材料”创新人才培养体系的建立[J].高教学刊，2021，（11）：60-63.

[3]马世方，余健，李养良，等.基于机械工程材料的教学改革探索——以九江学院为例[J].创新创业理论研究与实践，2023，6（24）：43-45.

[4]何成刚，李鹏，刘吉华，等.基于创新实践能力培养的实验教学改革与探究——以机械工程材料及成形技术课程实验为例[J].大学教育，2023，（23）：59-62.

[5] 孟可可，刘文广，尚飞. 工程教育认证背景下面向机械专业的《工程材料》课程教学改革[J]. 教育进展，2022，12（1）：149-153.

基金来源：湖南科技学院2024年校级教学改革研究项目《新工科背景下智能制造工程专业实践教学体系的探索与实践》（项目编号：XKYJ2024002）