专访：从一枚活塞到一堂好课——2026年度主题案例典型成果团队

（本网讯）近日，教育部学位与研究生教育发展中心公布2024年度主题案例结项评审结果，我校梁艳峰团队完成的《一代材料，一代装备——特种车辆发动机关键新材料及其制备技术》获评2026年度主题案例典型成果。

把一枚活塞的故事讲清楚，需要多长的时间？

对于科研人员，这背后是三十余年的研究积累；对于走进课堂的研究生，理解它，则可以从一个问题开始：为什么活塞材料的研发是特种车辆发动机的“卡脖子”技术？？

梁艳峰团队用了两年多时间把这个问题带进了教学案例。沿着它，学生将触及一段关键新材料自主研制的历程，也将面对科研人员曾经遇到的选择与难题。

故事从一枚活塞讲起

活塞藏在发动机内部，并不直接进入人们的视野，它的工况却十分恶劣：承受高温与高压，持续往复运动，还要经受摩擦和磨损。发动机性能每向前一步，对它的要求便更高一些。

上世纪90年代，我国第三代坦克柴油机研制面临活塞材料的制约。依赖进口，意味着成本和供应受到限制；沿用已有材料，又难以满足新的工作要求。烧蚀、剥落、拉缸等问题，使材料攻关成为绕不开的课题。

本案例依托的研究，正是在这样的背景下展开的。我校科研团队从材料成分设计与制备工艺优化着手，历经长期攻关，成功研发出活塞用高强耐热铝基复合材料。

到了团队编写案例时，这段历程又带来一个新的问题：面对多年的研究积累，应该从哪里讲起？

团队在特种车辆发动机活塞材料方向持续攻关多年，积累了大量组织照片、工艺参数、失败记录和工程数据。“这些东西放在实验室里是科研档案，放进课堂就是学生理解材料设计逻辑的最好教材。” 团队负责人梁艳峰说。

团队把入口放在活塞的工作环境上。先让学生看到材料在工作状态要承受什么，再讨论为什么需要它改变。这样一来，高温强度、耐磨性、热疲劳等专业概念，就有了具体的对应对象。学生面对的，也不再只是书本上某一种材料的性质，而是一个必须找到解决办法的实际问题。

“我们不希望学生学完一门课，脑子里只有几组数据、几张曲线图。”项目核心成员郭永春教授说，“材料是要用的，用在哪里、怎么用得住，这才是工科生该关心的事。

从装备需求进入专业知识，这枚活塞成为连接科研与课堂的线索。

把难题留给学生

谈及案例的开发过程，梁艳峰反复提到一个词：真实。案例中的问题不是编出来的，而是团队在长期科研合作中真实遇到、真实解决的。“有些技术细节涉及合作单位，我们不能照搬，但问题的逻辑、攻关的思路、失败的教训，这些是可以讲、也应该讲的。” 项目主要成员夏峰教授说。

在团队看来，一个教学案例最怕变成成绩汇报，“学生要看的是怎么想问题、怎么解决问题，不是获了多少奖、拿了多少荣誉”。在这套案例中，团队没有直接从材料的最终性能讲起，而是把研究中遇到的几个难点摆到了学生面前：不同增强颗粒进入铝合金的方式不同；有的颗粒能够生成，却难以在新的成分环境中保持稳定；即便解决了稳定性问题，工艺温度如何衔接、颗粒怎样分布均匀，仍要继续寻找答案。

这些环环相扣的困难，被保留在案例之中。学生需要跟着研究进程往前走：为什么选择金属化合物相作为增强颗粒？加入硼元素之后，TiC颗粒的稳定性发生了什么变化？后续搅拌工艺，又解决了前面尚未解决的什么问题？

显微照片和实验数据随之有了不同的用途。它们既记录研究结果，也为课堂上的追问提供依据。学生可以比较，可以提出解释，也需要判断自己的解释能否得到证据支持。

团队没有把复杂的科研过程压缩成几个等待记忆的结论，而是为学生留下了重新分析的空间。材料如何制备出来是一条线，科研人员如何一步步找到办法，则是另一条线。两条线交织起来，案例才有了可以讨论的内容。

一堂课还要走多远

有了可讨论的内容，还要让学生真正接手问题。

在梁艳峰团队设计的课堂方案中，讨论从活塞的服役环境逐步深入，最终延伸到生产成本和资源利用。学生不仅要理解一种方案为什么有效，也要考虑它在实际应用中是否合适。

搅拌时间就是一个例子。时间延长，颗粒分散可能得到改善，但熔体吸气、氧化等问题也可能随之增加。增加增强颗粒的含量，同样不意味着性能就能一直提升，还要看工艺能否保证分散效果。答案往往藏在几个因素的权衡之中。

围绕这些问题，团队安排了不同的小组任务：从材料设计出发的学生，需要解释增强颗粒的选择；关注工艺的学生，需要分析稳定性和参数控制；考虑工程应用的学生，则要把生产条件与经济性放进判断之中。

同一个案例，由此可以从不同方向打开。这种“打开”不仅发生在小组讨论中，也体现在课程落点上：在复合材料课程中讨论设计，在研究方法课程中分析表征证据，在界面课程中理解颗粒与基体之间的关系。

“答案不唯一，甚至可能没有标准答案，但这恰恰是工程教育的常态。”项目核心成员杨忠教授说。

从读懂一项成果，到尝试分析一个工程问题，案例教学所关注的能力培养，便落实在这些具体环节之中。

从一枚活塞到一堂好课，梁艳峰团队完成的不仅是一份教学案例，更是一次科研与育人关系的具体实践。正如“一代材料，一代装备”这句话所揭示的，材料人托举的是装备的底座，而教育托举的，是人的底座。两者都需要沉下心、坐得住，也都值得被看见。

文：张萌  图：受访者  审核：冯婷  编辑：张萌