［摘 要］ 結(jié)合學(xué)生專業(yè)課程自主學(xué)習(xí)積極性不夠高的特點(diǎn)，探索在金屬材料工程專業(yè)基礎(chǔ)課“金屬力學(xué)性能”的教學(xué)過(guò)程中建立線上資源庫(kù)。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，將課堂延伸到線上線下結(jié)合，增加隨時(shí)互動(dòng)、線上測(cè)試等功能。增加教師與學(xué)生良性互動(dòng)、思想交流和情感聯(lián)系，及時(shí)解答學(xué)生的學(xué)習(xí)困惑。探討如何利用網(wǎng)絡(luò)資源和信息技術(shù)工具檢索、分析、總結(jié)金屬材料研發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域的最新動(dòng)態(tài)和未來(lái)趨勢(shì)。以金屬材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中所發(fā)揮的核心作用，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)知，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)自豪感和使命擔(dān)當(dāng)。

［關(guān)鍵詞］ 金屬力學(xué)性能；教學(xué)改革；強(qiáng)化過(guò)程考核；提升專業(yè)自豪感

［基金項(xiàng)目］ 2022年度上海市高地大項(xiàng)目“卓越創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系建設(shè)——上海市市級(jí)一流課程建設(shè)（金屬力學(xué)性能）”（N.13-G311-23-229）

［作者簡(jiǎn)介］ 張 梅（1967—），女，上海人，工學(xué)博士，上海大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院高級(jí)工程師，博士生導(dǎo)師（通信作者），主要從事金屬材料強(qiáng)韌化研究。

2017年，教育部提出了助力高等教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)的新工科建設(shè)方針，引導(dǎo)高校面向未來(lái)，培養(yǎng)工程和創(chuàng)新能力強(qiáng)、有全球視野、能支撐和引領(lǐng)未來(lái)戰(zhàn)略布局的全面發(fā)展的復(fù)合型工程科技人才［1］。我國(guó)近期的工程教育改革方向是新工科教育，以立德樹人引領(lǐng)，培養(yǎng)創(chuàng)新型的多元化卓越工程人才，主要路徑是交叉融合、繼承創(chuàng)新、協(xié)調(diào)共享［2］，是對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的主動(dòng)響應(yīng)?！半p一流”高校的新工科建設(shè)包括：對(duì)標(biāo)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)新設(shè)置的工科專業(yè)，以及對(duì)已有傳統(tǒng)工科專業(yè)的轉(zhuǎn)型優(yōu)化和升級(jí)［3］。

工科課程知識(shí)點(diǎn)多，有理論計(jì)算及公式推導(dǎo)，也有偏重應(yīng)用的實(shí)操訓(xùn)練，學(xué)時(shí)緊、內(nèi)容多［4］。在互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展下，越來(lái)越多的高校不斷嘗試教學(xué)改革和創(chuàng)新，新工科專業(yè)課程更多傾向于采用線上線下混合教學(xué)或線上教學(xué)，使學(xué)生對(duì)較枯燥的專業(yè)知識(shí)產(chǎn)生興趣，在學(xué)習(xí)中實(shí)現(xiàn)能力提升［5］。本科教學(xué)轉(zhuǎn)為以學(xué)生為中心，重塑教學(xué)新體系，注重多元化、個(gè)性化育人，注重產(chǎn)教融合、科教融合和學(xué)科交叉，以產(chǎn)業(yè)發(fā)展及國(guó)家重大需求為導(dǎo)向，制訂多學(xué)科專業(yè)交叉融合、柔性化、個(gè)性化創(chuàng)新型專業(yè)人才培養(yǎng)方案。以新理念、新形態(tài)、新方法，不斷加強(qiáng)專業(yè)內(nèi)涵，培養(yǎng)具有基礎(chǔ)寬、厚廣博、學(xué)科交叉融合、創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力、跨界跨文化交流能力、引領(lǐng)未來(lái)的卓越工科人才［3］。

一、工科課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.課程教學(xué)內(nèi)容和主題單一。當(dāng)前，高等院校教師在教學(xué)過(guò)程中普遍存在教學(xué)主題內(nèi)容缺少?gòu)V度且偏陳舊，嚴(yán)重滯后于行業(yè)工藝技術(shù)的發(fā)展，與實(shí)際生產(chǎn)脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)效果不理想［6］。

2.教學(xué)方式單一。以下是當(dāng)代高校的常規(guī)教學(xué)方式：由教師先進(jìn)行傳統(tǒng)方式理論講授教學(xué)，之后學(xué)生完成課后作業(yè)、輔以課外知識(shí)的拓展及實(shí)驗(yàn)，同時(shí)教師在課堂內(nèi)給學(xué)生答疑，這種教學(xué)方式難以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和能動(dòng)性，因此教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效率相對(duì)低下［7］。

3.考核方式較單一。工科課程的傳統(tǒng)考核包括：出勤、平?；?dòng)表現(xiàn)、作業(yè)、期中或期末考試等。通常平時(shí)占三成、期末占七成。缺少過(guò)程考核及答辯環(huán)節(jié)，以區(qū)分個(gè)性化成果是否由學(xué)生自己獨(dú)立完成，且成果難以真實(shí)評(píng)價(jià)學(xué)生的能力和綜合素養(yǎng)［7］。

針對(duì)以上種種問(wèn)題，工科課程教學(xué)改革的重要性不言而喻。重點(diǎn)要在知識(shí)傳授中融入能力培養(yǎng)和價(jià)值塑造，將思政教育元素潤(rùn)物無(wú)聲地融入工科專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)過(guò)程中。

二、新工科課程的教學(xué)方法改革

1.教學(xué)模式設(shè)計(jì)。由于工科專業(yè)課程知識(shí)點(diǎn)多、計(jì)算公式復(fù)雜深?yuàn)W，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較枯燥，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不濃。當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)科技迅猛發(fā)展、線上資訊及信息內(nèi)容豐富多彩，對(duì)學(xué)生有強(qiáng)烈的吸引力，且可以24小時(shí)在線自主學(xué)習(xí)與評(píng)價(jià)，因此嘗試充分利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)科技的優(yōu)勢(shì)，探索了采取線上線下相結(jié)合的混合教學(xué)模式，以達(dá)到更佳的教學(xué)效果。

我們?cè)凇敖饘倭W(xué)性能”課程教學(xué)模式設(shè)計(jì)中，以及線上線下混合式教學(xué)過(guò)程中，不但考慮了培養(yǎng)學(xué)生夯實(shí)理論基礎(chǔ)，還注重了實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`教學(xué)，采用了混合教學(xué)模式。既要發(fā)揮線下課堂授課時(shí)師生面對(duì)面交流方便、學(xué)生注意力集中的優(yōu)勢(shì)，也要發(fā)揮線上教學(xué)的靈活機(jī)動(dòng)、資源豐富、教師可隨時(shí)獲得學(xué)生的線上學(xué)習(xí)進(jìn)度數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)難點(diǎn)等諸多優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，無(wú)論線上線下課堂，都給學(xué)生留出提問(wèn)、解答和探討交流、思想碰撞的時(shí)間。以“金屬力學(xué)性能”課程為例，課前：在超星平臺(tái)發(fā)布教學(xué)任務(wù)和相應(yīng)的文檔資料、視頻、動(dòng)畫、鏈接等資源，資源涉及內(nèi)容包括上節(jié)課的抽象定義、知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)解析、課前思考題以及練習(xí)題等。課中：在講授理論知識(shí)過(guò)程中，計(jì)算公式的原理、假設(shè)和推導(dǎo)，采用板書和PPT等相結(jié)合的形式，使學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)具體化，能夠更形象地理解抽象知識(shí)。課后：利用網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)課后交流與難點(diǎn)解答，增加拓展任務(wù)，使學(xué)生充分掌握課程的知識(shí)點(diǎn)，除了鞏固知識(shí)，也注重能力培養(yǎng)及綜合素養(yǎng)的提升。

2.教學(xué)方式改革。學(xué)習(xí)過(guò)程中，線下課堂的教學(xué)是最重要的環(huán)節(jié)。提高課堂學(xué)習(xí)效率，對(duì)學(xué)習(xí)整體效果的作用不言而喻。學(xué)生有課內(nèi)注意力不集中、時(shí)而神游課外的情況，由于教學(xué)進(jìn)度很快，學(xué)生注意力一旦不集中就跟不上教學(xué)節(jié)奏，導(dǎo)致學(xué)生后續(xù)時(shí)間更易產(chǎn)生煩躁情緒。所以，使學(xué)生的注意力從神游萬(wàn)里變?yōu)榫窀叨燃?，與教師的良性交互、思維碰撞，是課堂需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題［8］。

教學(xué)方式改革主要是增加案例教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目研究式教學(xué)和探索交互式教學(xué)等。啟發(fā)式教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的興趣和潛力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)—分析—解決問(wèn)題的綜合能力，通過(guò)自學(xué)及實(shí)踐，掌握知識(shí)。團(tuán)隊(duì)借助板書、教具和多媒體教學(xué)，增大課堂教學(xué)信息量，加強(qiáng)課堂教學(xué)內(nèi)容的直觀性和易學(xué)性。遵循價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)、知識(shí)傳授統(tǒng)一原則，圍繞以學(xué)生為中心，調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性［9］。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)凝練了“金屬力學(xué)性能”課程相關(guān)的重大需求項(xiàng)目主題，展開項(xiàng)目研究式教學(xué)，激勵(lì)學(xué)生進(jìn)行研究拓展，學(xué)生幾人一組，針對(duì)特設(shè)主題或自選主題，自主或小組協(xié)同，針對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題分析原因，并進(jìn)行深入的交流討論，給出解決問(wèn)題的可能路徑以及優(yōu)化方案。隨后，在教師或行業(yè)專家主持下，進(jìn)行研究成果的展示與答辯，實(shí)現(xiàn)深度交流和討論（線上或線下），使學(xué)生多方面能力得到培養(yǎng)和鍛煉。

3.加強(qiáng)課后自學(xué)輔導(dǎo)?；ヂ?lián)網(wǎng)教育平臺(tái)高速發(fā)展，為學(xué)生提供了更廣闊、更多樣化的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)方式，為師生交流提供了新的途徑。例如，學(xué)生在課后復(fù)習(xí)過(guò)程中遇到問(wèn)題［8］，可在超星等平臺(tái)的討論模塊留言，進(jìn)行師生互動(dòng)和生生互動(dòng)。師生對(duì)討論模塊里學(xué)生對(duì)所留思考題的答復(fù)，或?qū)W生在知識(shí)拓展之后提出的新問(wèn)題，或教師對(duì)某特定工程應(yīng)用問(wèn)題的分析及相應(yīng)的對(duì)策和思路，都踴躍到網(wǎng)上進(jìn)行詳細(xì)的回復(fù)，展開熱烈的討論交流。良性的師生互動(dòng)、生生互動(dòng)可以讓學(xué)生在得到啟發(fā)、指點(diǎn)的同時(shí)，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，提升對(duì)課程的好感度［8］。

4.完善課程考核評(píng)價(jià)體系。有效的教學(xué)評(píng)價(jià)是教學(xué)質(zhì)量的保障?！敖饘倭W(xué)性能”課程教學(xué)圍繞以學(xué)生為中心，替代了之前以教師為中心的教學(xué)模式，教學(xué)改革的實(shí)施，促進(jìn)了教學(xué)模式和教學(xué)評(píng)價(jià)方式的改革［10］。

在“金屬力學(xué)性能”課程考核評(píng)價(jià)中，教師團(tuán)隊(duì)注重強(qiáng)化過(guò)程考核，涉及線上學(xué)習(xí)進(jìn)度、討論交流、課內(nèi)互動(dòng)（線上課堂及線下課堂）、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐表現(xiàn)、項(xiàng)目拓展、課程小論文、PBL任務(wù)進(jìn)展等一系列過(guò)程考核，借助網(wǎng)絡(luò)資源和信息技術(shù)工具，培養(yǎng)并提升學(xué)生綜合能力素養(yǎng)。學(xué)生自由組隊(duì)分成若干小組，針對(duì)設(shè)定及自選的十余個(gè)典型“金屬力學(xué)性能”主題，展開資料檢索，提煉核心問(wèn)題，分析問(wèn)題原因，給出優(yōu)化解決方案，進(jìn)而總結(jié)金屬材料研發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域的最新動(dòng)態(tài)和未來(lái)趨勢(shì)。以金屬材料在日常生活到上天入地諸多領(lǐng)域的重大需求中所發(fā)揮的核心作用，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)知，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)自豪感、大國(guó)工匠精神和使命擔(dān)當(dāng)。

三、“金屬力學(xué)性能”課程教學(xué)改革

1.課程建設(shè)發(fā)展歷程。金屬材料工程專業(yè)于2019年通過(guò)教育部工程教育認(rèn)證，“金屬力學(xué)性能”課程為OBE導(dǎo)向的專業(yè)主干課程之一。“金屬力學(xué)性能”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)從2002年開始教授該課程，2021年獲上海大學(xué)研究型挑戰(zhàn)性課程認(rèn)定，2022年獲上海市一流本科課程建設(shè)認(rèn)定。

2.課程與教學(xué)改革要解決的重點(diǎn)問(wèn)題。“金屬力學(xué)性能”課程教學(xué)要解決的重點(diǎn)問(wèn)題是：為理論教學(xué)提供貼合工程實(shí)際的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐和案例等場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)金屬材料工程專業(yè)人才的全流程創(chuàng)新和解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)和提升。強(qiáng)化學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，鍛煉其針對(duì)問(wèn)題分析原因、給出多種可行對(duì)策、采用優(yōu)選方案去解決金屬材料相關(guān)復(fù)雜工程問(wèn)題的綜合能力。

3.混合式教學(xué)設(shè)計(jì)?！敖饘倭W(xué)性能”課程連續(xù)多年采用了線上線下混合的教學(xué)方式，其中線下教學(xué)（含案例教學(xué)、校外專家講座等）部分以及學(xué)生知識(shí)拓展交流為主，線上教學(xué)包含豐富的網(wǎng)絡(luò)資源（如網(wǎng)絡(luò)課件、上課視頻、習(xí)題及思考題庫(kù)、學(xué)習(xí)討論交流園地、在線測(cè)試與分析、資源鏈接等）。（1）線上線下相結(jié)合的混合教學(xué)模式，教學(xué)方式更加靈活、有效。（2）結(jié)合“卡脖子”的工程問(wèn)題及科研成果提煉的案例教學(xué)，更加貼合重大社會(huì)需求。（3）校外專家授課，關(guān)注行業(yè)發(fā)展最新動(dòng)向，創(chuàng)造與業(yè)內(nèi)大咖接觸與交流的機(jī)會(huì)。（4）完善的網(wǎng)絡(luò)課件及豐富的教學(xué)視頻，全天候在線，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。（5）增加了線上測(cè)評(píng)考核，方便及時(shí)分析學(xué)生知識(shí)掌握程度。（6）教學(xué)園地的設(shè)立，問(wèn)題和難點(diǎn)及時(shí)反饋討論交流，架起教學(xué)相長(zhǎng)的橋梁。

4.課程教學(xué)內(nèi)容及組織實(shí)施情況。（1）教學(xué)設(shè)計(jì)上提供了由淺入深的問(wèn)題導(dǎo)向式、探究式、項(xiàng)目式、案例式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用已學(xué)到的金屬材料與工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識(shí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。將金屬材料的成分、工藝、組織、性能相關(guān)聯(lián)，將金屬材料工藝過(guò)程中的各影響因子及力學(xué)性能的關(guān)系轉(zhuǎn)化為全流程挑戰(zhàn)性教學(xué)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生不畏艱難、迎接挑戰(zhàn)的品質(zhì)，以及大國(guó)工匠精神與卓越工程師的使命感和責(zé)任擔(dān)當(dāng)。（2）教學(xué)團(tuán)隊(duì)針對(duì)如何解決復(fù)雜工程問(wèn)題，提煉出了金屬材料與工程專業(yè)十大典型工程應(yīng)用和國(guó)家重大需求，鍛煉學(xué)生針對(duì)特定應(yīng)用場(chǎng)景，分析金屬材料應(yīng)具備的主要力學(xué)性能指標(biāo)，分析其影響因素，提升分析問(wèn)題、解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。（3）結(jié)合豐富的教學(xué)資源，以SPOC線上教學(xué)為抓手、圍繞教師布置的關(guān)鍵點(diǎn)與難點(diǎn)，學(xué)生通過(guò)課前線上學(xué)習(xí)，配合線上交流互動(dòng)、課中師生面對(duì)面討論，以及在線或離線考核等形式展開教學(xué)。（4）根據(jù)學(xué)生線上學(xué)習(xí)情況反饋，教師加強(qiáng)答疑解惑和針對(duì)性教學(xué)，并聘請(qǐng)行業(yè)專家開展專題講座、案例教學(xué)與互動(dòng)交流等。（5）通過(guò)拉伸力學(xué)性能、硬度、沖擊、疲勞等性能指標(biāo)的測(cè)試與分析，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的提取、處理與分析，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其影響因素，不斷強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手能力和卓越工程師的基本素養(yǎng)。（6）結(jié)合各位任教教師最新科研成果（如高強(qiáng)塑積第三代汽車用鋼的研發(fā)；高性能大型船板鋼開發(fā)以及高強(qiáng)鋁合金的研制及其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用等），踐行科教融合和產(chǎn)教融合，不斷提煉出與課程內(nèi)容密切相關(guān)的典型案例，并進(jìn)行線下講解。同時(shí)，讓學(xué)生針對(duì)特定工程應(yīng)用需求，展開專題調(diào)研拓展、檢索、匯總、提煉、整理講稿，并進(jìn)行講解答辯與交流互動(dòng)，促使學(xué)生強(qiáng)化理論知識(shí)的應(yīng)用能力，進(jìn)一步提升分析與解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

5.課程考核方式改變。考核方式：過(guò)程考核（50%）+期末考核（考試）（50%）。過(guò)程考核（50%）：（1）作業(yè)（10%）——線下+線上；（2）實(shí)驗(yàn)（10%）——?jiǎng)邮帜芰皥?bào)告質(zhì)量；（3）平時(shí)表現(xiàn)（10%）——課堂表現(xiàn)與回答問(wèn)題互動(dòng)情況；（4）PPT（20%）——調(diào)研拓展總結(jié)、PPT展示及互動(dòng)。期末考核（50%）：閉卷考試。近三年的課程考核中，平時(shí)成績(jī)提高至50%，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、小組任務(wù)、專題研討、小組論文等不斷強(qiáng)化過(guò)程考核，注重能力培養(yǎng)和素質(zhì)提升。

結(jié)語(yǔ)

高校工科課程教學(xué)一般包括基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)、理論分析、推導(dǎo)計(jì)算與實(shí)際操作等，學(xué)習(xí)任務(wù)繁重且偏枯燥，因此造成許多學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和能動(dòng)性不足，對(duì)眾多的知識(shí)點(diǎn)難以做到深入理解和掌握。

結(jié)合新工科課程教學(xué)特點(diǎn)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在“金屬力學(xué)性能”課程教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，注重科教融合與產(chǎn)教融合，并充分利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的課堂互動(dòng)、線上測(cè)試分析以及實(shí)時(shí)互動(dòng)等功能，加強(qiáng)教師與學(xué)生的思想交流和情感聯(lián)系，及時(shí)解疑學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)。學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、學(xué)習(xí)效率得到了大幅度提升，教學(xué)改革效果顯著。

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The Importance of Teaching Methods Reform in New Engineering Courses Combined with the Course Mechanical Properties of Metals

ZHANG Mei， ZHANG Heng-hua， LI Jun-wan， LIAN Xin-tong

（School of Materials Science and Engineering， Shanghai University， Shanghai 200444， China）

Abstract： Combined with the characteristics of students’ insufficient enthusiasm for independent learning of professional courses for metal materials engineering major， we explore the establishment of online resource database in the teaching process of the basic course mechanical properties of metals. Through the internet platform， the classroom is extended to the combination of online and offline activities， increasing the functions of instant interaction， online testing and so on， enhancing the benign interaction between teachers and students， ideological exchange and emotional connection， timely answering students’ learning confusion. This paper explores how to use network resources and information technology tools to retrieve， analyzes and summarizes the latest trends and future trends in development and application field of metal materials. By experience accumulation of the key role of metal materials in the national economic construction， students can stimulate their professional cognition， enhance their professional pride and mission responsibility.

Key words： Mechanical Properties of Metals; reform of teaching methods; strengthening process assessment; enhance professional pride