1. 引言
工程材料作为现代工业发展的基石，支撑着众多行业的高质量发展，是机械类专业的专业基础课[1]-[3]。随着产业技术的飞速发展，特别是近年来新能源汽车产业的迅猛崛起，对高性能、轻量化、环保型的工程材料的需求日益增长，极大地推动了工程材料科学技术的快速更新迭代。以新能源汽车产业为例，不仅要求新能源汽车结构材料具备高强度、高韧性，特殊应用场景下还要求具备优异的导电性、耐热性和可回收性，这些工程材料应用创新都对工程材料教学提出了新的挑战与机遇，传统的课程实践教学模式难以适应工程应用高素质人才的培养需求[4]-[6]。在此背景下，工程材料课程必须紧跟时代步伐，通过实践教学改革，培养能够适应未来产业发展需求的高素质人才[7] [8]。“产学研赛”融合是一种集教学、科研、产业实践与竞赛活动于一体的新型教学模式，赋予工程材料教学实践改革新的活力。
2. “产学研赛”融合对工程材料课程实践教学改革的意义
2.1. 工程材料课程实践教学的要求
实践教学是培养具有实践能力和创新精神工程材料应用人才的关键环节，使学生通过参与、操作、实验，深入理解工程材料的性能与应用场景，从而增强实践能力，这种教学模式有助于理论与实践相结合，让学生在解决实际问题的过程中，锻炼创新思维和问题解决能力。基于“产学研赛”融合模式规划工程材料课程实践教学，能够促进教学内容与产业需求紧密对接，通过企业实习、项目合作、竞赛活动等多种方式互相融合，让学生在多个实践环节中掌握最前沿的材料制备、性能测试及应用开发技术，提升其解决实际问题的能力，推动工程材料课程的实践教学环节与产业发展全方位融合。
2.2. 工程材料课程实践教学现状以及存在不足
当前，工程材料课程实践教学普遍存在理论与实践脱节、教学内容滞后于产业技术发展、缺乏足够的实践平台和资源等问题，比如新能源、汽车、半导体及交通运输等高新技术行业的快速发展，相应的工程材料也日新月异，如锂离子电池的正负极材料、燃料电池的质子交换膜、轻量化车身材料等，这些都对工程材料的教学实践提出了明确的导向，但由于传统教学模式的滞后性，理论知识、实践教学等方面均落后于产业技术发展，导致人才培养与产业需求出现了脱节现象[1] [3]。传统的实验课程往往侧重于基础理论的验证，忽视了对学生创新思维和动手能力的培养，存在以下不足：
(1) 实践资源有限
由于经费、场地等限制，一些高校在工程材料实践教学中面临实验设备不足、材料种类有限的问题，难以覆盖所有重要材料的特性和应用，限制了学生的实践机会。部分实践教学内容未能紧密衔接理论知识，导致学生难以将课堂所学应用于实际操作中，影响了知识的内化和深化。
(2) 实践教学方法单一
传统的实践教学往往侧重于验证性实验，缺乏设计性和创新性实验，缺少多元化的实践环节，难以激发学生的创新思维和问题解决能力[9]。
(3) 实践教学内容相对落后于产业发展
实践教学未能充分与工程实际和行业需求对接，导致学生难以了解最新的工程材料技术和发展趋势，影响了其实践能力和职业素养的提升。此外，与企业合作的深度和广度不足，导致工程材料实践教学难以真正反映行业现状和技术前沿。
(4) 评价体系不完善
践教学效果的评价往往侧重于实验结果和报告，而忽视了学生在实践过程中的学习态度、团队协作、创新表现等综合素质的评价，难以全面反映学生的实践能力和发展潜力。
3. 基于“产学研赛”融合的工程材料课程实践教学创新和探索
3.1. 基于“产学研赛”融合的工程材料课程实践教学体系构建
基于“产学研赛”融合的工程材料课程实践教学体系，是从产业人才需求出发，结合科研前沿和竞赛要求，设计多元化的实践教学内容[9] [10]。产业实践环节可通过与企业共建实习实训基地，让学生亲身体验材料制备与应用的全过程；科研环节则依托学校或科研机构的科研项目，鼓励学生参与课题研究，提升科研能力；竞赛环节则通过组织学生参加国内外高水平的创新创业比赛，激发学生的创新思维和团队协作能力。
首先，结合产业需求设计课程内容，邀请企业专家参与教学，确保理论与实践的紧密结合。其次，通过立项科研项目，设立学生参与的科研项目小组，引导学生参与材料研发项目，培养科研能力。同时，组织参加国内外材料类竞赛，激发学生的创新思维和团队协作能力。最后，通过企业实习、项目实践等方式，让学生在真实工程环境中应用所学知识，全面提升工程应用能力。
3.2. 工程材料课程实践教学效果的评价标准
实践教学效果的评价应综合考虑学生的知识掌握程度、技能提升情况、创新能力及团队协作精神等多个维度。可采用项目报告、实物展示、口头答辩、同行评审等多种方式进行评价，确保评价的客观性和全面性。同时，建立反馈机制，及时调整教学内容和方法，以持续优化教学效果[5]。工程材料课程实践教学效果的评价标准可以参考以下几个方面：
(1) 实践操作的熟练度与准确性是衡量教学效果的重要指标。学生应能够熟练掌握各种工程材料的识别、性能测试及应用方法，并在实际操作中表现出高度的准确性，避免误操作导致的实验误差。
(2) 理论知识与实践能力的结合度。学生应能够将课堂上学到的理论知识灵活应用于实践操作中，通过实践加深对理论知识的理解，形成知行合一的学习效果。
(3) 创新能力的发挥也是评价实践教学效果的重要方面。在实践过程中，学生应能够独立思考，提出创新性的实验方案或解决问题的方法，展现出良好的创新思维和实践能力。
(4) 团队协作与沟通能力也是不可忽视的评价标准。在实践教学中，学生通常需要分组进行实验操作，这就要求他们具备良好的团队协作精神和沟通能力，以确保实验任务的顺利完成。
(5) 实验报告的撰写质量也是评价实践教学效果的重要依据。实验报告应详细记录实验过程、数据结果及分析讨论，反映出学生的实践操作能力、理论素养及科研思维。
如上所述，工程材料课程实践教学效果的评价标准应综合考虑学生实践操作的熟练度与准确性、理论知识与实践能力的结合度、创新能力的发挥、团队协作与沟通能力以及实验报告的撰写质量等方面，以全面、客观地评价实践教学效果。
3.3. 工程材料课程实践教学内容与方法
实践教学内容应涵盖材料制备、性能测试、结构分析、应用开发等多个方面，注重理论与实践的结合。教学方法上，可采用案例教学、项目驱动、翻转课堂等多样化手段，激发学生的学习兴趣和主动性。同时，引入虚拟仿真技术，模拟真实的工作环境，提高实践教学的效率和安全性[2] [7]。工程材料课程的实践教学内容与方法，旨在通过理论与实践的紧密结合，提升学生的专业素养和实际操作能力。在内容方面，工程材料课程实践教学涵盖了材料的识别、性能测试、加工处理及应用等多个环节。通过系统的实验项目，学生将深入了解各类工程材料的物理、化学及力学性能，掌握材料测试的基本方法和原理，同时实践教学还注重培养学生的创新思维，鼓励他们探索材料的改性方法，提升材料的性能和应用范围。在方法上，实践教学采用多样化的教学手段。一方面，通过实验室操作，学生可以在导师的指导下，亲自动手进行材料测试、加工和处理，从而加深对理论知识的理解和应用。另一方面，案例教学也被广泛应用于实践教学中，通过分析真实工程案例，学生可以了解材料在实际工程中的应用情况，提升解决实际问题的能力。此外，实践教学还注重培养学生的团队协作能力，通过分组实验和项目合作，学生可以学会与他人沟通、协作，共同完成任务。这种团队协作能力的培养，不仅有助于提升学生的综合素质，还能为他们未来的职业发展打下坚实的基础[6]。
4. “产学研赛”融合的工程材料课程实践教学保障体系建设
4.1. 产业实践教学基地建设
工程材料产业实践教学基地建设对于提升教育质量、促进产学研深度融合具有重要意义[4]。在快速发展的工程技术领域，理论知识与实践技能的结合是培养高素质工程人才的关键。实践教学基地不仅能够为学生提供真实的工程环境，使其将课堂所学应用于实际操作，还能增强学生的问题解决能力和团队协作精神，为其未来职业生涯奠定坚实基础。要促成与企业共建工程材料产业实践教学基地，首先需建立双方共赢的合作机制。高校应主动对接行业领军企业，明确双方在人才培养、技术研发、成果转化等方面的共同需求，设计合作框架。企业可通过提供实习实训岗位、技术支持和资金参与，获得优先挑选优秀人才、提升企业员工素质及推进技术创新的机会。同时，高校也应利用自身科研优势，为企业解决技术难题，助力产业升级。建设工程材料产业实践教学基地，是提升实践教学质量的关键。学校应积极与企业合作，共建实习实训基地，为学生提供真实的生产环境和操作机会。通过签订合作协议、共建研发中心等方式，深化校企合作，确保实践教学基地的稳定性和持续性。此外，政府政策的引导和支持也是不可或缺的一环。通过税收优惠、资金补贴等激励措施，鼓励企业积极参与实践教学基地建设，形成政府、学校、企业三方联动的良好局面。如上所述，通过深化校企合作、创新合作模式、争取政策支持，可以有效推动工程材料产业实践教学基地的建设，为培养适应时代需求的工程技术人才提供强有力的支撑。
4.2. 科研项目实施
科研项目实施能够将抽象的理论知识转化为具体的科研实践，帮助学生深入理解工程材料的性能、制备与应用，还能够激发学生的创新思维，培养其解决实际问题的能力。通过参与科研项目，学生能够在真实的研究环境中学习先进的实验技术和数据分析方法，为未来的科研工作和职业发展打下坚实的基础。
要促成高水平、高质量的科研项目，首先需加强科研团队建设。高校应引进和培养具有深厚学术背景和丰富科研经验的教师，构建跨学科的研究团队，提升整体科研实力。同时，鼓励团队成员积极参与国内外学术交流，拓宽研究视野，紧跟学科前沿。其次，需强化科研平台与设施建设。高校应加大对科研实验室的投资力度，引进先进的实验设备和仪器，为科研项目提供坚实的硬件支撑。同时，建立完善的科研项目管理体系，确保科研工作的规范性和高效性。此外，还需加强与企业、科研机构的合作。通过产学研合作，不仅可以获得资金和技术支持，还能够将科研成果转化为实际应用，实现科研与产业的深度融合。因此，通过加强科研团队建设、强化科研平台与设施建设、深化产学研合作，可以有效推动高水平、高质量的科研项目在工程材料课程实践教学中的实施，为培养具有创新精神和实践能力的工程材料人才提供有力保障。
4.3. 创新创业比赛
在工程材料课程实践教学中，学科竞赛为学生提供了一个将理论知识与实践操作紧密结合的平台，还激发了学生的学习热情和创新潜能，培养了他们的团队协作和问题解决能力。通过参与学科竞赛，学生得以在真实或模拟的工程项目中，深入了解工程材料的性能、制备与应用，从而加深对专业知识的理解，并提升解决实际问题的能力。为了组织学生参加高水平、高质量的学科竞赛，首先需要构建完善的竞赛培训体系。高校应设立专门的竞赛指导团队，由经验丰富的教师担任指导老师，为学生提供专业的培训和指导。同时，应定期举办校内选拔赛，选拔出具有潜力的学生团队，为他们提供更为深入的培训和资源支持。其次，加强与行业企业、科研机构以及兄弟院校的合作，共同举办或参与高水平的学科竞赛。这不仅能够为学生提供更多的竞赛机会，还能够促进学术交流与合作，提升学校的整体科研水平。此外，还应建立完善的激励机制，对在学科竞赛中取得优异成绩的学生和团队给予表彰和奖励，以激发学生的参赛热情，形成良好的竞赛氛围。通过构建完善的竞赛培训体系、加强合作与交流、建立完善的激励机制，可以有效组织学生参加高水平、高质量的学科竞赛，为培养具有创新精神和实践能力的工程材料人才提供有力支持。
5. 结语
工程材料作为现代工业基石，支撑着各行业创新发展。基于“产学研赛”融合的实践教学体系，是对传统实践教学的改革创新，结合产业需求、科研前沿和竞赛要求，设计多元化的实践内容，通过企业实习、科研项目、竞赛活动等方式，让学生在真实环境中掌握前沿技术，提升解决实际问题的能力。同时，实践教学效果的评价需综合考虑学生实践操作的熟练度、理论知识与实践能力的结合度、创新能力、团队协作及实验报告质量等方面，加强产业实践教学基地建设、促成高水平科研项目、组织创新创业比赛等措施，为工程材料课程实践教学提供了有力保障。
基金项目
广西高等教育本科教学改革工程项目(2023JGA388)——产业学院背景下工科类学科基础课促进学生工程应用能力研究与实践、广西科技重大专项(桂科AA24263002)——城市轨道交通隧道管片高效安全加固修复创新技术研发及应用。
NOTES
*第一作者。
#通讯作者。
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