黃根哲 宋善女

摘要：調研目的是發(fā)現《工程材料與機械制造基礎》系列課程長期發(fā)展后，目前存在的主要問題和原因，以形成解決這些問題的基本思路和相應的措施。調研采取了實地考察、交流、收集資料、完善數據等形式。調研結果表明，部分院校該系列課程在學期安排上缺乏科學性；新材料、新技術、新工藝內容不斷增加和學時不斷縮減的矛盾比較突出；工科院?！爸乩碚撝R傳授、輕實踐能力培養(yǎng)”的錯誤觀念還有待扭轉。

關鍵詞：實地考察；教學理念；創(chuàng)新能力；工程材料與機械制造基礎系列課程；工程實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）23-0154-04

《工程材料與機械制造基礎》系列課程是我國工科院校最重要的技術基礎課之一，具有知識面寬，受益面大，理論與實踐密切結合，實踐性、創(chuàng)新性強，要求會動手、能操作等特點，是工科學生素質培養(yǎng)、能力提高、加強通識、銜接社會、實現寬口徑專業(yè)教育的重要教學環(huán)節(jié)之一。該系列課程經歷了緩慢而堅韌的“六五”至“八五”15年間（1981—1995年）的改革與發(fā)展過程。后來，教育部“世界銀行貸款”項目的啟動和實施，后期實施的“211工程”和“985工程”項目以及連續(xù)多年的本科教學水平評估，使得該系列課程改革從工程實踐教學基地的大跨度變革開始，逐步深入到系列課程建設、教材建設、師資隊伍建設、教育技術建設和教學管理等各個層面。此調研目的是找出《工程材料與機械制造基礎》系列課程長期發(fā)展后，目前存在的主要問題和原因，以形成有效地解決這些問題的基本思路和相應的措施。

一、調查方法和具體舉措

調研范圍為：華北地區(qū)7所高校，包括清華大學、北京航空航天大學、北京工業(yè)大學、北京科技大學、北京理工大學、北京化工大學、內蒙古科技大學；華東地區(qū)8所高校，包括山東大學、南京航空航天大學、南京理工大學、東南大學、河海大學、上海交通大學、上海理工大學、華東理工大學；東北地區(qū)6所高校，包括吉林大學、長春工業(yè)大學、長春大學、長春理工大學、北華大學、東北電力大學；西北地區(qū)6所高校，包括蘭州交通大學、蘭州工業(yè)大學、西安交通大學、西安理工大學、西北工業(yè)大學、西安工業(yè)大學。被考察對象既有“985”、“211”工程院校還有一般院校。調研方式采用了以實地考察，與所在高校教學院長和相關任課教師直接談話交流，當場填寫調研報告以及收集《工程材料與機械制造基礎》系列課程的教學文件為主，以隨后電話、郵件資料證實和補充為輔的形式進行。其中調研報告內容具體包括：系列課程的上課學期，系列課程的理論學時數，系列課程規(guī)劃教材采用情況（包括“十五”、“十一五”以及“十二五”國家規(guī)劃教材），在系列課程講授內容中“新材料、新技術、新工藝”內容反映的比例，系列課程開設的實驗項目數（包括設計型或綜合型實驗項目數）以及系列課程的建設情況等內容。

二、實地調查結果與分析

圖1表示各地區(qū)《工程材料與機械制造基礎》系列課程的具體上課學期。由圖1（a）、（b）可知，各地區(qū)《工程材料》課程和《材料成形工藝》課程的上課學期基本在第4學期或第5學期。個別院校把這兩門課程開在了第6學期或是第3學期，甚至是第2學期或是第1學期。由圖1（c）可知，各地區(qū)的《機械制造基礎》課程基本是在第6學期上課，個別院校安排在第5或第4學期。眾所周知，《工程材料》和《材料成形工藝》課程屬于機械類專業(yè)基礎課，應該以金屬工藝學、大學物理、工程圖學、機械工程導論以及金工實習等公共通識課程和金工實踐課程為前期基礎課程。這些先修課程是學生學好《工程材料》和《材料成形工藝》課程的核心和基礎，而《工程材料》和《材料成形工藝》課程的學習又反過來從工程應用角度鞏固所學的基礎理論知識。因此，《工程材料》和《材料成形工藝》課程安排在第4或第5學期符合學生專業(yè)知識和能力的建構規(guī)律，而第6學期、第3學期，甚至是第2學期或是第1學期的課程安排就缺乏理論依據。而且，根據“認知實習—理論學習—實踐—再學習—再實踐—探索性認知實踐”這一工程知識認知和掌握的基本規(guī)律[1-3]，《工程材料》和《材料成形工藝》理論課程也應該安排到金工實習（一般都在第2或第3學期進行）之后。產生這一問題的主要原因是個別院校的課程體系構建缺乏工科人才培養(yǎng)的頂層設計，還有一個原因是“各自為政”的教學管理體制約束課程設置。例如，一些院校機械專業(yè)的《工程材料》課程是由材料學院的材料學專業(yè)課教師講授，《材料成形工藝》基礎課程是由材料加工專業(yè)的教師講授。這樣就產生了由于行政所屬不同造成的課程設置缺乏統(tǒng)一和科學管理問題。

圖2所示為各地區(qū)《工程材料與機械制造基礎》系列課程的理論課學時數。由圖2（a）、（b）可知，華東地區(qū)和東北地區(qū)的《工程材料》和《材料成形工藝》課程的平均學時基本在30～40學時之間，而華北地區(qū)和西北地區(qū)這兩門課程分散在22～50學時之間。另外，4個地區(qū)的《機械制造基礎》課程的平均學時基本維持在50～60學時。總之，各地區(qū)《工程材料》、《材料成形工藝》以及《機械制造基礎》課程的平均學時分別為37.6學時、37.2學時、49.5學時。與“十一五”之前相比，系列課程的理論課學時明顯減少了，這與國家教育部提出的培養(yǎng)學生“厚基礎、寬口徑、強素質、高能力”要求下的縮減專業(yè)課學時、拓寬知識體系是相一致的。但問題的關鍵是如何解決“新材料、新技術、新工藝”內容不斷增加，而學時卻不斷縮減的矛盾。這就要求每位任課教師要認真分析總結該系列課程的知識體系和能力體系在工科人才培養(yǎng)中的地位和作用，采用創(chuàng)新的教學理念、教學方法和手段去解決相關的矛盾。例如，如何處理好精講與以點代面的關系、課內教師講授與課外學生自學關系、MOOC與反轉課堂的關系等。

圖3所示為各地區(qū)《工程材料與機械制造基礎》系列課程的規(guī)劃教材采用情況。東北地區(qū)和西北地區(qū)的《工程材料》課程基本都采用了國家級規(guī)劃教材（“十五”、“十一五”和“十二五”國家規(guī)劃教材），而華北地區(qū)和華東地區(qū)的《工程材料》課程少有采用國家級規(guī)劃教材，圖3（a）所示。在《材料成形工藝》課程上，全國各地采用國家級規(guī)劃教材的比例相對要少，圖3（b），在調查的16所高校中只有6所院校采用了國家級教材，僅占37%。另外，各地區(qū)《機械制造基礎》課程基本都采用了國家級規(guī)劃教材。因為教材建設是課程建設的重要一環(huán)，所以以精品課程建設為龍頭的高校基本都采用自編公開出版的規(guī)劃教材或選用優(yōu)秀的規(guī)劃教材。部分高校沒有采用規(guī)劃教材的主要原因是通過使用自編或一般教材，無論從教學內容的難易程度上，還是在編排順序上都符合本校的實際狀況。另外，《工程材料與機械制造基礎》系列課程的教材種類與數量的快速增加，給不同地區(qū)、不同層次的高校提供了優(yōu)越的可選范圍，也反映出不同院校的專業(yè)特色與側重點的不同。

在各地區(qū)《工程材料與機械制造基礎》系列課程中反映“新材料、新技術、新工藝”內容比例的調查中可知（圖4所示），華北地區(qū)、華東地區(qū)和一部分西北地區(qū)的《工程材料》、《材料成形工藝》課程反映新材料、新技術、新工藝內容比例較高，華北地區(qū)有3所、華東地區(qū)有2所高校在教學內容上注入的先進知識體系超過30%，而東北地區(qū)教學內容的先進性一般低于10%。另外，在《機械制造基礎》課程方面，華北地區(qū)、東北地區(qū)和西北地區(qū)反映了一定的新材料、新技術、新工藝內容。但華東地區(qū)高校的教學內容中，反映先進教學內容的比例在5%～10%，相對低一些。在調查的所有院校中，絕大多數院?！豆こ滩牧稀泛汀恫牧铣尚喂に嚒返淖钚聝热莶蛔?%，圖4（a）、（b），而《機械制造基礎》課程的最新內容只有5%～10%。這個結論與當前國家提出“中國制造2025”的大工程背景下，工程領域對工科人才的先導性知識和能力體系要求有一定的差距，未來工科人才的創(chuàng)新潛力會出現一定程度的低靡現象，需要工科院校的教務部門、相關的任課教師與時俱進，緊跟時代的要求。

在各地區(qū)《工程材料與機械制造基礎》系列課程開設實驗項目數的調查中可知（圖5所示），《工程材料》和《機械制造基礎》課程的實驗項目基本在2～4項之間，但各地區(qū)《材料成形工藝》課程的實驗項目數非常分散，如圖5（b），有些地區(qū)高校的實驗項目達到了4項或6項，有些高校根本未開設實驗。另外，在被調查的東北地區(qū)4所工科院校中，無一所高校開設相關的實驗項目?？傊?，各地區(qū)《工程材料》、《材料成形工藝》以及《機械制造基礎》課程開設的實驗項目平均數分別為2.2項、1.7項以及2.6項。在開設的實驗項目中，體現培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的設計型或綜合型實驗項目數就更少。具體來說，《工程材料》的設計型或綜合型實驗項目在華北地區(qū)、華東地區(qū)、東北地區(qū)和西北地區(qū)分別為1項、0項、0項、2項；《材料成形工藝》的設計型或綜合型實驗項目在華北地區(qū)、華東地區(qū)、東北地區(qū)和西北地區(qū)分別為0項、0項、0項、1項；《機械制造基礎》的設計型或綜合型實驗項目在華北地區(qū)、華東地區(qū)、東北地區(qū)和西北地區(qū)分別為2項、2項、4項、0項。

清華大學基礎工程訓練中心傅水根教授在多次的報告中指出[4]，直到今天，在我國的高等工科教育中，“重理論輕實踐、重設計輕工藝、重軟件輕硬件”的傳統(tǒng)習慣勢力和偏見仍普遍存在。隨著國家提出大工程背景下的“中國制造2025”，“教育回歸工程，教學回歸實踐”成為當代高等工程教育改革的主流趨勢[5-7]。因此，我們應當擯棄“以理論教學為主、以實踐教學為輔”的落后于時代的教學理念[8]。《工程材料與機械制造基礎》系列課程是工科專業(yè)知識獲取和能力培養(yǎng)的最具代表性的系列課程，因此，該系列課程應該大力加強學生的實踐環(huán)節(jié)，其中很重要的一環(huán)就是加強學生的親自動手實踐能力，尤其是設計型或綜合型實驗的操作能力。但從目前的調查中可知，高校對工科院校實踐環(huán)節(jié)的重視程度還沒有達到國家對工科院校的期待水平。

圖6所示為各地區(qū)《工程材料與機械制造基礎》系列課程的建設情況。由圖可知，除了華東地區(qū)和東北地區(qū)的《材料成形工藝》課程還處于校級精品課或一般課程之外，全國范圍內的《工程材料與機械制造基礎》系列課程建設情況喜憂參半，即有不少國家級精品課程還有相當一部分的一般課程，但從該系列課程在工科人才培養(yǎng)中的重要作用和重中之重的基礎地位來看，課程建設力度還需要不斷加強。

三、結論

從以上實地調查中可知，盡管《工程材料與機械制造基礎》系列課程是工科學生素質培養(yǎng)，能力提高，加強通識，銜接社會，實現寬口徑專業(yè)教育的重要教學環(huán)節(jié)之一，但從以上各地區(qū)工科院校的實地調查中，可以得出如下的結論。

1.各地區(qū)部分院校的《工程材料與機械制造基礎》系列課程在學期安排上缺乏科學性。其主要原因是個別院校的課程體系構建缺乏工科人才培養(yǎng)的頂層設計，還有一個原因是“各自為政”的行政教學管理體制制約著課程設置的科學性。

2.針對新材料、新技術、新工藝內容不斷增加，而學時卻不斷縮減的矛盾，要求教學主管部門通過認真分析系列課程的知識體系和能力體系在工科人才培養(yǎng)中的地位和作用，采用創(chuàng)新的教學理念、教學方法和手段去解決相關的矛盾。

3.必須扭轉工科院?！爸乩碚撝R傳授、輕實踐能力培養(yǎng)”、“以理科的培養(yǎng)模式替代工科人才培養(yǎng)模式”的錯誤思想，強化學生的實踐環(huán)節(jié)。

此外，調研還存在不足和改進方向。此次調研是課題組在實地考查、分析、總結的基礎上完成的，因此在調研范圍內具有一定的數據可靠性。但調研院校只有21所，從全國范圍二百多所工科院校的角度來說，此次調研的數據還不夠充分。因此，今后的工作方向是進一步擴大調研范圍，把《工程材料與機械制造基礎》系列課程在全國范圍的發(fā)展情況分析做到更加有理、有據、翔實、信服，為該系列課程的發(fā)展提供更加客觀的數據。另外，有些調研內容的界定是課題組根據以往的經驗進行的，可能缺乏專業(yè)認同性。例如，如何界定“新材料、新技術、新工藝”教學內容，如何認定設計型或綜合型實驗項目等。因此，調研結果帶有一定的主觀性，這也是今后與相關專家進行探討的問題之一。

參考文獻：

[1]傅水根，武靜.深化工程實踐教學改革，全面促進可持續(xù)發(fā)展[J].實驗技術與管理，2008，25（1）：7-11.

[2]劉思嘉，王冬.高等工程教育實踐教學環(huán)節(jié)的意義與實施條件探究——于默會知識理論的視角[J].黑龍江高教研究，2011，（11）：179-182

[3]孫康寧，張景德，李愛菊.高校工程實踐教學改革的探究與實踐[J].山東高等教育，2015，（1）：38-43.

[4]傅水根，張學政，要家樞，張萬昌.論“工程材料及機械制造基礎”課程的深化改革與發(fā)展方向[C].探索工程實踐教育，2007：159-161.

[5]李志華，陳正偉，朱建華.德國“雙元制”模式在工程實踐教學中的應用研究[J].實驗技術與管理，2011，28（9）：172-174.

[6]周玲，孫艷麗，康小燕.回歸工程 服務社會：美國大學工程教育的案例分析與思考[J].清華大學教育研究，2011，32（6）：117-124.

[7]梁延德.我國高校工程訓練中心的建設與發(fā)展[J].實驗技術與管理，2013，30（6）：6-8.

[8]孫康寧，傅水根，梁延德，等.賦予實踐教學新使命 避免工科教育理科化[J].中國大學教學，2014，（6）：17-20.