基于数字化时代职业教育背景下《金属材料热处理及加工 应用》课程“三教”改革的探索与实践论文

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　　摘要 ：针对当前《金属材料热处理及加工应用》课程 教学过程中存在的问题， 开展了课程教学改革研究与实践， 利用数字化技术，构建课程教学新体系，将传统教材内容 重组为知识模块，重构了教学内容，建立了教师创新团队， 构建了视觉效果更强的说明书式实训指导书，融入了螺 旋式课程思政内容，采用了“做、教、学、评”四位一体的 教学模式及综合性质量评价体系。通过上述教学设计与实 施，显著提升了教师的教学效果和学生的实操能力。

　　党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央高 度重视职业教育，并在宏观政策和具体要求方面出台了 法律和一系列政策推动职业教育高质量发展。2022 年施 行的《中华人民共和国职业教育法》，明确“职业教育与 普通教育具有同等重要地位的教育类型，高等职业学校 要推动职业教育高质量发展”，显著提升了职业教育的地 位。中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于推动现 代职业教育高质量发展的意见》(以下简称《意见》)，要 求加快构建现代职业教育体系步伐，为全面建设社会主 义现代化国家提供有力人才和技能支撑。国务院发布的 《关于加快发展现代职业教育的决定》指出，“全面实施素 质教育，科学合理设置课程，将职业道德、人文素养教育 贯穿培养全过程”。

　　教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》指 出，把思想政治教育贯穿于人才培养体系， 全面推进高校 课程思政建设， 发挥好每门课程的育人作用， 提高高校人 才培养质量。中共中央、国务院印发的《深化新时代教育 评价改革总体方案》，提出“改进结果评价，强化过程评 价，探索增值评价，健全综合评价”等改革指向。这些政 策都为现代职业教育的改革和发展指明了方向。
 

　　《金属材料热处理及加工应用》课程是高职院校的一 门专业基础课，具有理论性强、实践性强、系统性强等特 点。学生对该课程理论知识的学习效果及实践操作的掌握 程度对后续学习专业课及毕业后从事与金属材料加工、热处理相关工作具有重要影响。

　　为此，许多院校都对该课程开展了多种多样的教学改 革，以提高该课程的教学效果。为适应现代职业教育的要 求，本文瞄准该课程教学过程中存在的问题，对课程内容 进行了重构，搭建形成了教学模块，开发了活页式教材与 实训指导书，并在授课过程中融入了课程思政内容，设计 了综合性评价考核方式，开展了全方位的课程设计与实 践， 以期为现代高职课程高质量发展及形成完善的课程体 系提供支撑。

　　1 《金属材料热处理及加工应用》课程教学现状

　　1.1 教师知识层次缺乏多维度

　　数字化技术高速发展的今天，高职院校教师作为传播 知识的主体，面临以下几点问题。首先，教师大多数是从 高校毕业，缺乏企业实践经验。其次，教师在讲授《金属 材料热处理及加工应用》课程内容知识片面化，学生无法 系统掌握知识点， 接受效率降低， 学习动力下降。

　　1.2 课程教材缺乏直观性

　　《金属材料热处理及加工应用》课程传统教材分为钢 铁材料生产简介、金属的力学性能、金属的晶体结构与结 晶、铁碳合金、钢的热处理等内容，每部分单独成章节， 内容之间衔接不够紧密。学生学习中经常需要前瞻后顾， 尤其在学到钢的热处理章节， 时常需对课程内容进行前后 练习。例如，45 钢的力学性能、铁碳合金相图中结晶过程 等，由于原有教材不直观性，造成学生在学习热处理之前 并没有打好基础， 最终导致产生困惑以至对课程学习产生 厌倦。

　　1.3 课程教学方法缺乏新颖性

　　本课程实训课程内容相对较少，不能覆盖大多数课程 内容， 实现理实一体化比较难。同时， 课程实训场地有限， 学生不能真正达到理论与实训相结合的学习， 学生仅能对 少量学习内容从感官和体验方面学习，学习效果不好，评 价信息不客观、不全面， 缺乏公平性。

　　2 融合数字化资源，实施课程“三教”改革

　　2.1 组建基于数字化课程教师创新团队

　　在教学过程中，团队围绕“信息技术如何应用、数字 化教学资源建设、数字化教学设计、线上线下混合式教学 实施设计”几个方面，通过校企合作、职教集团等多种方 式，以工作过程为基石，工作任务为导向，集体统筹、集 中备课、分工协作从课程目标、课程任务等多角度搭建课 程体系。

　　企业一线人员提供常见金属材料的热处理新工艺，同时，进行双向化的产教培训，让企业一线人员对基本的授 课方式有一定的理解 ;教学一线人员融入教学资源转化， 走访对口企业开展科研项目，与企业创建《金属材料热处 理及加工应用》省级在线精品课平台 ;工作经验丰富的毕 业学生提供宝贵的经验总结，打造专兼岗位互通、产教流 程互融的“双师型”教师队伍。

　　2.2 编制基于数字化时代职业教育的课程教材改革

　　2.2.1 开发活页式新教材教学内容，实现数字化与纸质化无缝衔接

　　(1)多种形式电子资源融入活页式新教材。《金属材 料热处理及加工应用》教材采用活页式教材中利用学银在 线资源、课程实录资源和真实案例等以电子资源形式嵌入 教材当中。同时，教材中还设置了游戏模式电子资源，例 如铁碳合金相图拼图电子拼图。每项任务以活页式为主， 可以任意取放，每项任务中包括了任务思维导图分析、任 务导入、任务准备、任务实施、任务评价和学生作品展示。 最终学生将所实施任务结果黏贴在学生作品展示中， 教材 不仅是学材， 还成为学生的“作业本”。

　　(2)与在线资源紧密相扣，数字化教材体系重构。现代职业教育高质量发展还要求完善职业教育教材的编写、 审核、选用、使用、更新、评价监管机制，引导地方、行业 和学校按规定建设地方特色教材、行业适用教材、校本专 业教材。《国家职业教育改革实施方案》也提出，在职业教 育中倡导使用新型活页式教材。新型活页式教材不是对现 有教材装订方式的简单改变，其“新”还体现在教材中加 入了课程思政的内容， 具备立德树人的教育功能。

　　传统教材大多以知识体系为主线构建教学内容，强调 知识体系的系统性、完整性和连贯性，培养学生扎实的理 论功底。活页式教材以单个任务为单位组织教学，以活页 的形式将任务贯穿起来， 强调基于对知识理解与掌握的实 践和应用，培养学生在掌握一定理论的基础上，练就较强 的实践能力。这种教材适用于以学生为中心的教学模式，更多体现学生在教学中的主体思想， 实现教材和学习者之 间的深层次互动。

　　首先，统筹原有教材内容，从学生的认知逻辑出发， 将原有教材的章节内容转化为系统化的课程模块。经过 重构后的课程模块为金属材料的发展史、通晓性能， 紧握 材料脉搏、金属材料的心脏—铁碳相图、浴“火”百热成 钢 -- 热处理工艺、知识拓展五个部分。其次，设计若干学 习任务， 包含任务导入、任务实施和成果展示及成果评价 等方面。在课程内容中， 打破原有教材开篇讲授材料力学 性能的传统，引入材料发展史，先提出材料分类，让学生 先融入金属材料的基本分类概念。并在其导引下， 针对金 属材料开始探索，讲解材料性能的宏观判断(材料力学性 能)。再次，以本课程的核心——铁碳相图为学习目标进 行金属材料微观分析，探讨铁碳合金相图中材料基本单 元由晶胞组成， 引发晶胞类型的分类概念、实际晶体的缺 陷，进而引出为了改善材料的内部组织，需要进行结晶。 联系前面学习的铁碳合金相图中的基本单元，分析相图 中的结晶过程，由教师讲解用“三步法”构建铁碳合金相 图及结晶过程。最后，结合铁碳合金相图讲解浴“火”百 热成钢——热处理工艺、知识拓展(铸锻焊) 模块。每个 教学模块内容后都有相关任务，为学生加深理解和学用 结合奠定基础。

　　(3)潜移默化地“螺旋式”课程思政融入数字化教材。 同时，全面推进课程思政建设，将价值观引导寓于知识传 授和能力培养之中，帮助学生塑造正确的世界观、人生观 和价值观，重构“螺旋式”课程思政内容，将思政模块分 为五个部分。模块一，家国情怀(不同方式演绎材料历史 和材料分类思维导图) ;模块二，精益求精(材料力学性 能及指标测试计算) ;模块三，勇于创新(教师讲解学习 铁碳合金相图， 创新学习铁碳合金相图的方法) ;模块四， 激荡青春(不同材料的热处理工艺设计及解决方式) ;模 块五，材料工匠(结合铁碳合金相图和热处理工艺，针对 不同材料铸、锻、焊工艺进行工艺路线设计)。课程中融入 了中国特色社会主义和中国梦、社会主义核心价值观、法 治、劳动、心理健康、中华优秀传统文化等类别思政内容， 使思政内容有效地发挥了课程的衔接点和枢纽作。

　　2.2.2 说明书式“学材”交相呼应， 彰显职教改革的“活”而“新”

　　同时，开展实训教材的改革，将课程实训过程编成说 明书式实训指导书。以钢的洛氏硬度实训举例，传统实训 指导书只是从实训目的、实训原理、实训步骤和实训注意 事项进行文字讲解。书中没有体现实训设硬度计设备如何操作和实训过程具体怎样实施的视频及照片， 以及洛氏硬 度实训操作过程出现数据误差的修正、升降螺杆卡住等实 训问题怎样解决的内容，学生对所学知识处于表面化，没 有深层次理解洛氏硬度实训操作的关键所在。

　　因此，编制视觉感更强的实训指导书，拍摄相关实训 过程照片，将实训设备操作、典型实训任务操作过程都展 现在指导书中，并配备相应的实训视频。同时，利用实训 3D 打印设备开发铁碳合金相图拼图、金相制样磨具等教 学用具，这样可以大幅提高学生的学习兴趣，显著改善实 训效果。

　　2.3 实施基于数字化时代职业教育的新教学方法

　　2.3.1 教学设计“牵线搭桥”，突破课程“疑难杂症”

　　《金属材料热处理及加工应用》课程内容实施采用了 “做、教、学、评”四位一体的教学模式。以钢的退火为例， 教学环节分为以下几步。

　　做——课前垫基础。教师利用线上微课开展课前测试 (热处理原理知识掌握程度)，并根据课前测验结果设计如 何实施退火课程任务(例如刀、弹簧各用什么退火方式? 退火种类有哪些?)，同时发布各个小组任务。学习小组 认领任务、开展讨论等，根据线上学习内容及线下查阅资 料等途径，发挥自主意识，制定小组任务实施计划，努力 解决所遇问题。

　　教——课中垒基础。授课中，教师利用线上教学平台 资源，以及热处理虚拟仿真教学，组织学生对课程任务展 开讨论，讲解退火重、难点内容及实训操作要领。学生完 成听讲记录、分组讨论，针对所学知识修改前期制定的退 火工艺计划， 开展实训并进行总结等任务。

　　学、评——课后夯基础。课后，教师针对实训出现问 题进行线上答疑解惑、调整教学思路等工作，学生总结难 点、巩固实训知识、总结评价等。这种模式的实施，增加 了学生对知识的掌握程度，提高了学生解决问题的能力， 也为后续课程内容开展做了良好铺垫。
 

　　2.3.2 教学考核“自始至终”，构建多维度评价体系

　　建立综合性的课程质量评价体系，利用线上与线下考核相结合的考试方式， 考核成绩包括过程化考核和结果性 考核两部分。过程化考核中包括了学习态度(小组同学学 习主动性、任务分配合理性等)、学习纪律(小组同学是否 遵守纪律，按时上课、及时完成小组任务等)、学习责任 (小组同学是否能够有责任感，勇于承担小组任务)、协作 精神(小组同学之间是否能够很好开展每项任务) 等内容。 学生考核中组长认领任务、分配任务，小组成员经过讨论 后实施任务、总结任务。结果性考核包括了成果展示类 型、成果制作效果、成果讲解效果等，课程采用线下抽签 实训考试与在超星平台进行线上理论考试相结合的考核 方式。课程中尝试设计多角度的增值性评价(比如根据学 生学习主动性、掌握知识情况、学生在小组任务分配的表 现度、对知识探究能力等)，兼顾结果性评价的公正性和 公平性(教师在课堂上现场公布成绩，学生实训考试能力 通过现场直播等方式)，引入学校对教师和学生评价，企 业对教学和学生的评价，达到科学地、综合性评价学生的 综合能力。最终从“政治品格”“人文情怀”“工匠精神”“职 业行为”“身心素质”五个方面内容具体评价学生的职业 素养。

　　3 结语

　　基于现代高职教育高质量发展要求，结合《金属材料 热处理与加工应用》课程的内容和特点，根据多年来开展 专业课的教学实践经验，通过对当前教学现状的分析研 究，开展了以教学内容重构、说明书式实训指导书编制与 应用、课程思政内容融入、课程实施及新型考核方式采用 为主要内容的课程体系改革。该项教学改革的实施显著提 升了教学质量与水平及学生的学习效果与实操能力。

　　为实现现代高等职业教育高质量发展，高职课程改革 任务艰巨、时间紧迫。《金属材料热处理及加工应用》课程 改革，旨在为高效开展其他课程改革进行探索，尽快建立 符合新时代发展要求的高职教育课程体系。

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