学科竞赛助力“材料科学基础实验”教学改革的探索

［摘 要］ 近年来，在提倡“大工科”、创新创业、工程教育认证与本科评估加强教育质量要求的形势下，高校组织和参与了很多学科竞赛。着眼于基础学科竞赛，将学科竞赛的模式引入材料科学基础实验教学，采用ISO 9000标准构建质量管理体系的理念进行流程标准化建设。数年的创新实践研究表明，将学科竞赛模式纳入基础实验课程环节提升了实验课程的考核质量，提高了学生的学习兴趣和动力，践行了“以赛促学”和质量管理体系的理念，也契合了“以学生为中心”的现代教育理念。

［关键词］ 学科竞赛；实验教学改革；以赛促学；质量管理体系

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）05-0125-04

近年来，随着我国高校教学改革的步伐加快以及对培养学生创新能力的重视，各类大赛纷纷涌现。各高校也意识到这些大赛对提高学生的动手实践能力、自主学习能力、综合技能、创新创业能力起到了积极的效果，将比赛与课程教学相结合成为许多学校课程改革的重点［1-3］。

“以赛促学”的字面意思可理解为通过比赛增强教师教学和学生学习的效果［4］。这种教学模式是将竞赛与课程学习紧密结合，将学与赛融为一体，以竞赛为契机，提高参赛学生的学习兴趣、专业技术水平及创新能力、动手能力，从而实现大学生专业理论知识水平与专业实践能力的整体提高，培养学生较强的工程实践能力。同时，许多高校以大赛为基础和依托，将竞赛融入课程，调整修订相关课程的教学实践大纲或人才培养方案，提高大学生在“第二课堂”的实践时间，也将切实提高学生的综合能力［5-8］。哈尔滨工程大学、河海大学、天津大学等高校纷纷以全国金相大赛为契机，对本校的金相实验课程进行教学改革，并已在实践过程中取得了不错的效果［9-11］。

一、“材料科学基础实验”教学的现状

传统的实验教学通常以教师课堂讲解理论知识与学生课堂分组实践相结合的模式进行，而实验课程的考核成绩多数仅依靠学生提交的实验报告［11］。考核模式简单、实验学时数少、实验场地和设备有限的现状导致在实验课程的教学过程中学生学习的目标性不足、实践机会少。课程的最终成绩只由实验项目的考勤和实验报告决定的传统方式也无法体现学生对实验项目内容的真正理解和掌握。近年来，随着工程教育认证等的推行，从知识培养转变为能力培养，考核知识转变为考核能力的现代教育理念得到了普遍认同。因此，相应的实验教学改革势在必行。

二、竞赛模式纳入实验课程教学改革的实践

我校的“材料科学基础实验”课程（2018版本科生培养计划）是在材料类专业“材料科学基础”等几门基础课程内容的基础上设置的一门基础实验课程，32学时，包括12个实验项目。金相试样的制备及金相显微观察实验项目是整个课程的基础项目，金相技术也是材料科学研究的基础实验。一直以来，实验课程考核以学生提交的实验报告为主，我校自2018版培训方案和课程大纲修订起，对“材料科学基础实验”课程的考核进行了改革调整，将考核成绩的组成修改为实验过程表现和考勤、实验报告以及课程闭卷考试成绩。自2020年开始，又将金相大赛的模式引入了课程闭卷考试的范围内，把实践动手的最后考核纳入课程考试中。

全国大学生金相技能大赛是自2012年起举办的全国材料类专业技能大赛，2020年起进入中国高等教育学会全国普通高校大学生学科竞赛排行榜。我校在2015年获得教育部高等学校材料类专业教学指导委员会发文认定，成为大赛的主办单位。我校自2013年第二届起至今，已连续参加了12届，每年参赛前都会在校内举办校赛进行选拔，这项赛事在学校内已有一定的知名度和影响力，参赛学生不仅限于材料专业，还有机械、化工等专业。

金相技术作为材料学专业学生的必修实验项目，每年有近200名学生的教学任务量。基于实验教学改革考虑，自2020年将这种竞赛模式纳入考核环节，除了每年的校赛培训和比赛外，我们扩展了竞赛式考核，将“材料科学基础实验”课程考试中的最后一部分设置为实践考核环节。课程考试试卷按百分制计分，理论闭卷部分内容为50分，最后一部分实践考核环节50分，按照竞赛模式进行，约200名学生分组依次完赛，统一评分给出成绩。

三、竞赛模式的组织标准化建设

在将全国金相大赛的竞赛模式纳入实验课程的教学改革并进入考核环节时，针对其组织流程的设置，又采用了ISO 9000质量管理体系建设的理念进行了相应的考核流程标准化。

ISO 9000质量管理体系是目前国际上用于质量管理认可度最高的系统工具，其最早主要用于工业生产行业。英国最早将该标准引入教育行业，随后美国的哈佛大学、哥伦比亚大学以及英国的剑桥大学、牛津大学等一大批知名院校通过了ISO 9000质量管理体系的认证［12］。我国高校引入该标准起始于一些海事大学，对海员教育的国际化和国际公约的要求使海事大学成为第一批急切需要用ISO 9000质量管理体系来管理的高校［13］。ISO 9000质量管理体系的首要管理原则是以顾客为关注焦点。在教育行业，通常认为“产品”指提供的教育服务，而“顾客”指学生，是接受教学服务产品的消费者，是“产品”的“直接顾客”。以“顾客为关注焦点”正是“以学生为中心”的现代教育理念的最好体现。ISO 9000标准的基本思想是过程管理和PDCA循环。过程管理即质量形成于产品实现的全过程，必须使影响产品质量的全部因素在产品实现的全过程中始终处于受控状态。PDCA循环又称“戴明环”，即为计划（plan）—实施（do）—检查（check）—处置（act）。

基于质量管理体系建设的理念，我校将“材料科学基础实验”课程的实践考核部分的流程进行了标准化建设，参照全国金相大赛的评分规则和基本流程，结合我校课程讲授的实际情况，将每年该课程考核的最后一部分的50分作为实践考核，选择20号钢、QT、纯铁等样品的金相制样作为考核过程。考核标准化流程如图1所示。

四、学科竞赛融入实验教学考核的实践成效

（一）竞赛式考核模式形成流程标准化

经过2020—2023四年的教改实践过程，竞赛式考核的模式初步形成，流程实现标准化。在考核计划阶段，按照学期教学安排，提前计划好时间考核日程。至少提前一周制订实践考核分组计划，公布分组时间安排、考核标准要求等，并在开考前一天完成实验耗材、实验设备等的调试和整理工作（考前准备见图2）。竞赛式考核当天，学生分组进入实验室进行考核，现场评委和镜下评分评委同时开展工作。全天考核完成后进行统计出分，整理记录文档（考中评审和考核记录整理见图3）。一轮课程完成后，全体授课教师再一起进行集体总结。

（二）竞赛式考核增强了对学生综合能力的培养

将竞赛式考核环节纳入基础实验课程的考核，增加更多的过程记录和结果考核，补充了原有课程考核环节中的缺失。传统的实验成绩评定仅以学生所交的实验报告为依据，造成学生上实验课时不认真［11］。部分学生对创新和实践并不感兴趣，对实验现象懒于思考，实验报告抄袭现象时有发生，有些学生根本不明白具体实验结果，少数学生甚至对实验过程不参与、不观察、不思考。目的性明确的竞赛式考核可以给学生更多的压力和动力，每名学生都需要完成最后的实践考核，需要学生在考核前进行大量的自主训练，增强学生的动手能力，在大量的自主训练过程中锻炼了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。三五同学一起结伴训练，互相间沟通并研讨问题，这锻炼了学生团队合作和互帮互助的能力。在为自己课程考核做准备的过程中，学生通过不断地进行实验训练，不仅对教师课堂上讲的理论知识有了更直观和深入的理解，也强化了创新和实践的能力。

自2020年起我校在“材料科学基础实验”课程考核中纳入竞赛模式，竞赛学生在2020年（211人）、2021年（199人）、2022年（161人）、2023年（201人）参与了该课程的实践考核，学生整体的学习态度与氛围得到提升。学生在实验课堂上的表现、师生互动与思考、学生动手能力等均得到了提升，竞赛式考核带来的压力使学生主动地参与到实验训练中，增加了更多主动学习的积极性，几年来的实验课程成绩表现也说明了这一点。

结语

以赛促学着眼于我校“材料科学基础”实验课程，将学科竞赛（全国大学生金相技能大赛）模式纳入实验课程的考核环节，并采用ISO 9000质量管理体系的理念对竞赛模式和考核过程进行流程标准化建设。通过几年的探索，逐渐完成了该门基础实验课程的教学改革，完善了实践教学考核模式的过程控制和结果考核，提高了学生学习兴趣与动力，实现了以赛促学的目标。

参考文献

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Experiment Teaching Reform on Fundamentals of Material Science Assisted by Discipline Competition

WU Qiu-jie， LI Jian-liang， LIU Ying， WANG Xiu-juan

（School of Materials Science and Engineering， Nanjing University of Science & Technology， Nanjing， Jiangsu 210094， China）

Abstract： In the present situation of general engeering major， promotion of innovation and entrepreneurship， engineering education certification and education quality emphasis in recent years， colleges and universities have organized and took part in many discipline competitions. This paper focused on the practical discipline competitions of universities. The discipline competition mode was employed in the experiment teaching and into the final examinations. ISO 9000 quality management system was constructed to standardize the management procedure of competitions. Several years’ practical research showed that the employment of discipline competition mode in the experiment teaching could effectively raise the quality of experiment courses examination， and enhance the study interest and motivation of students， attaining the aim of “promoting learning through competition” and accord with the “student-centred” education concept.

Key words： discipline competition; experiment teaching reform; promoting learning through competition; quality management system

［基金项目］ 2023年度江苏高等教育质量保障与评价研究课题“工程教育专业认证与江苏省高校专业评估标准衔接研究”（2023-Y17）

［作者简介］ 吴秋洁（1981—），女，浙江湖州人，博士，南京理工大学材料科学与工程学院讲师，主要从事实验教学及实验室管理研究。