针对学生对“专业性、实用性、高阶性”学习体验的迫切需求，该成果以学生为主体，做好课堂创新，让课堂知识“活”起来，将知识转化成摸得着看得见的学生作品，提高学生独立思考能力、深度学习能力、动手能力、团队协作能力和综合素质，培养学生工匠精神、敬业精神、爱国精神和奉献精神。
教学模式创新 构建了基于“物（课前课中以物引问启发）-- 研（课中课后融入科研反哺高阶）-- 赛（课外赛教结合巩固课堂内容）-- 创（创新驱动教与学）”为基本构架的多元化教学模式。以常见实物引出课程知识，增强趣味性；将生产实境引入课堂教学，让学生眼见为实；以最新学科进展反哺教学，提高教学内容高阶性；以课外实践大赛为契机，引导学生将知识活学活用；适时引入大国重器，增强家国情怀；教学一体，学用一体，培养学生创新思维。
教学设计创新 为了将课程抽象知识具体化、形象化和趣味化，精心做好课堂教学设计，把与课程内容相关的实物（如发动机缸套、锯条、削笔刀、曲别针、缝衣针等）带到课堂上来，让同学们在看得见摸得着的实物身上寻找相关热处理工艺，启发学生提问。结合课程基础知识和应用背景，分析问题，解决问题。解决问题不是课堂最终目标，还需要进行总结和反思，将课堂内容进行凝练和升华。因此，该教学设计模型本质是以应用问题为导向，形成有问有答有反思的闭环学习系统。
课程作业创新 课程作业模块化，比如将热处理后观察到的显微组织参加电子显微大赛和金相显微组织大赛，将热处理后的器件作品参加课外学术竞赛，通过学生之手，知识转化成看得见摸得着的竞赛作品或学术作品，在极大提高学生获得感的同时，提高学生综合素质。与此同时，教师也从学生作品中受到启发，继续挖掘创新内容，达到教学相长的目的。
