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工程材料教學(xué)論文
第一篇：職業(yè)教育機(jī)械工程材料課程教學(xué)效果提升策略
摘要：在職業(yè)教育中，《機(jī)械工程材料》課程的教學(xué)效果很不理想，本文旨在通過(guò)深入分析找出影響因素，并提出措施，以提高教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞：工程材料；教學(xué)效果；教學(xué)內(nèi)容整合
《機(jī)械工程材料》課程是工科院校機(jī)械類專業(yè)中一門十分重要的專業(yè)基礎(chǔ)課�！稒C(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械制造技術(shù)》、《鉗工工藝》、《焊接工藝》等很多課程的學(xué)習(xí)需要以它為基礎(chǔ)。同時(shí)，學(xué)生將來(lái)從事機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、加工、維修、營(yíng)銷等諸多領(lǐng)域的工作時(shí)，需要懂得機(jī)械工程材料及其成型方面的知識(shí)，應(yīng)予以重視�！稒C(jī)械工程材料》很有難度，學(xué)生普遍感到難度大，教學(xué)效果不理想，學(xué)生應(yīng)用也不理想。那么應(yīng)如何提高《機(jī)械工程材料》課程的教學(xué)效果？對(duì)此，我系專門組織教師對(duì)該課題進(jìn)行研究，并將該課題申請(qǐng)為新疆高職專業(yè)基礎(chǔ)課教改資助項(xiàng)目。
一、《機(jī)械工程材料》學(xué)習(xí)效果不理想的原因分析
對(duì)于一門課，如果能知道它的教學(xué)效果不理想的原因所在，就能夠采取相應(yīng)措施，改善教學(xué)效果。筆者憑借多年教授《機(jī)械工程材料的》的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，分析發(fā)現(xiàn)《機(jī)械工程材料》課程教學(xué)效果不好的原因主要有以下幾個(gè)方面：
�。ㄒ唬┱n程學(xué)習(xí)難度大《機(jī)械工程材料》課程學(xué)習(xí)難度大，這主要表現(xiàn)在1.抽象難理解的知識(shí)較多。相當(dāng)多的章節(jié)充斥著抽象難理解的知識(shí)，如在金屬晶格這一章節(jié)里，金屬晶格的缺陷，以及晶格缺陷對(duì)金屬材料機(jī)械性能的影響，在鐵碳合金相圖這一章節(jié)里，各種成分的鐵碳合金在冷卻結(jié)晶時(shí)組織隨溫度的變化，鐵碳合金隨碳含量的變化，其組織與性能的變化，在金屬材料的熱處理這一章節(jié)里，不同熱處理時(shí)鐵碳合金金相組織與性能的變化，在常用金屬材料這一章節(jié)里，各種類型牌號(hào)的金屬材料的性能、熱處理等，因?yàn)槌橄箅y以理解，成為學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。2.概念性的知識(shí)多�！稒C(jī)械工程材料》這門課概念性知識(shí)很多，如相、固溶體、鐵素體、珠光體、馬氏體、過(guò)冷度、淬透性等，后續(xù)知識(shí)都是建立在這些概念上，掌握不好，就不易理解，概念本身的抽象性，成為《機(jī)械工程材料》難學(xué)的重要原因。3.缺少見(jiàn)習(xí)與實(shí)訓(xùn)。身處小型市、縣的職業(yè)院校的機(jī)電類專業(yè)很多會(huì)碰到這樣的尷尬情況，所在地區(qū)缺少較具規(guī)模的鋼鐵企業(yè)、機(jī)械加工企業(yè)，造成學(xué)生不能實(shí)地見(jiàn)習(xí)、實(shí)訓(xùn)。
�。ǘ┤鄙儆行У慕虒W(xué)手段《機(jī)械工程材料》課程中抽象難理解的知識(shí)多，目前的教學(xué)現(xiàn)狀是很多教師只是通過(guò)一些圖片和講解進(jìn)行教學(xué)，教學(xué)中缺少相應(yīng)的flash動(dòng)畫，比如熱處理這部分內(nèi)容，學(xué)生不能到現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)習(xí)，又沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)錄像資料可看，從而獲得感性知識(shí)，例如，焊接應(yīng)力的知識(shí)，如果沒(méi)有flash動(dòng)畫來(lái)模擬，很難讓學(xué)生想象焊接應(yīng)力所造成的變形，認(rèn)識(shí)到焊接應(yīng)力的存在。
�。ㄈ⿲�(duì)該課程的重視不夠不少人對(duì)《機(jī)械工程材料》存在錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為它沒(méi)有機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制造技術(shù)等課程重要，認(rèn)為學(xué)習(xí)它就只是背背材料牌號(hào)、課時(shí)安排偏少。
�。ㄋ模┙虒W(xué)課時(shí)少教育部提出了職業(yè)教育實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)比例不低于5：5的要求，工程材料課程學(xué)時(shí)更是壓縮。教學(xué)內(nèi)容多而難與較少的教學(xué)學(xué)時(shí)形成矛盾，不能系統(tǒng)、全面、深入的學(xué)習(xí)，不能遴選必須的、重要的內(nèi)容。
二、提高《機(jī)械工程材料》教學(xué)效果的措施
《機(jī)械工程材料》為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，又是將來(lái)從事機(jī)械領(lǐng)域工作不可缺少的知識(shí)，那么如何提高《機(jī)械工程材料》課程的教學(xué)效果呢？
（一）采用各種有效的教學(xué)手段
《機(jī)械工程材料》課程中抽象難理解的知識(shí)多，采用flash動(dòng)畫、錄像，就能顯著降低學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)生興趣。比如鐵碳合金相圖這一章節(jié)里，將各種成分的鐵碳合金在冷卻結(jié)晶時(shí)組織隨溫度的變化，用flash動(dòng)畫演示出來(lái)，會(huì)讓學(xué)生更易理解；比如講合金的鑄造性能時(shí)，縮孔縮松、氣孔、拔模斜度、澆不足這些內(nèi)容采用了flash動(dòng)畫演示出來(lái)，再比如熱處理這一章節(jié)，將各種熱處理生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的錄像或?qū)嶒?yàn)錄像讓學(xué)生反復(fù)看，增進(jìn)理解，從而獲得好的教學(xué)效果。
�。ǘ┲匾晫�(shí)驗(yàn)、見(jiàn)習(xí)、實(shí)訓(xùn)等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)
《機(jī)械工程材料》課程有很強(qiáng)的實(shí)踐性，鐵碳合金相圖、熱處理、材料成型工藝等都和實(shí)踐密切相連，若和課程基本原理、工藝參數(shù)等內(nèi)容脫離，實(shí)際工藝過(guò)程就無(wú)法真正有效地講授，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)、見(jiàn)習(xí)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)作為輔助，不能獲得好的效果。應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，安排學(xué)生做實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)，獲得感性知識(shí)，強(qiáng)化記憶。
�。ㄈ┖侠淼卣辖虒W(xué)內(nèi)容
再多的教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件，沒(méi)有合理的整合安排，沒(méi)有脈絡(luò)，沒(méi)有主次，都不會(huì)取得好的教學(xué)效果，因此對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行合理的整合至為重要�！稒C(jī)械工程材料》課程知識(shí)內(nèi)容龐雜，它包括材料學(xué)、金屬熱處理、鋼鐵材料、鑄造、鍛壓、焊接等多個(gè)專業(yè)學(xué)科方面的知識(shí)，不僅如此，各部分內(nèi)容信息量大，講解很深入，難度大。怎樣整合內(nèi)容，為后續(xù)其他課程的學(xué)習(xí)奠定好基礎(chǔ)，為將來(lái)職場(chǎng)的工作奠定知識(shí)基礎(chǔ)呢？對(duì)《機(jī)械工程材料》課程內(nèi)容進(jìn)行整合必須以教育部對(duì)職業(yè)教育基礎(chǔ)理論教學(xué)提出的“要以應(yīng)用為目的，以必需、夠用為度，以掌握概念，強(qiáng)化應(yīng)用為教學(xué)重點(diǎn)”的原則為指導(dǎo)思想，經(jīng)過(guò)整合使課程教學(xué)總體上各章節(jié)的關(guān)系脈絡(luò)清晰，主次分明，各章節(jié)講授做到重點(diǎn)突出，主次分明，該講的講，詳略得當(dāng)。在此將本人多年來(lái)的從教經(jīng)驗(yàn)做一陳述：
1.必須確定《機(jī)械工程材料》課程教學(xué)總體脈絡(luò)和各章節(jié)主次�！稒C(jī)械工程材料》課程主要是由材料學(xué)、金屬熱處理、鋼鐵材料、鑄造、鍛壓、焊接六個(gè)部分組成，五個(gè)部分都用到了材料學(xué)的相關(guān)知識(shí)，它是后五個(gè)部分知識(shí)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，而金屬熱處理、鑄造、鍛壓、焊接五個(gè)部分基本各成體系，所以材料學(xué)部分是本課程第一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容；金屬熱處理部分在后續(xù)其他課程學(xué)習(xí)中用到的很多，所以要作為第二個(gè)重點(diǎn)來(lái)講；鋼鐵材料部分，在其他課程中的應(yīng)用也很多，同時(shí)，學(xué)生應(yīng)該懂得鋼鐵材料的牌號(hào)、成分、性能、用途等常識(shí)性知識(shí)，所以這部分可作為第三個(gè)重點(diǎn)來(lái)講；鑄造、鍛壓、焊接這三部分可以根據(jù)專業(yè)的就業(yè)方向來(lái)確定其重要性，通常情況下，焊接部分知識(shí)由于在實(shí)踐中應(yīng)用得很多，又考慮到機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生將來(lái)要取得焊接職業(yè)資格證書，這部分內(nèi)容往往也會(huì)作為一個(gè)重點(diǎn)，成為第四個(gè)重點(diǎn)。鑄造、鍛壓相對(duì)其他部分重要性要低些，可以作為一般性的知識(shí)做個(gè)介紹。
2.《機(jī)械工程材料》各章節(jié)內(nèi)容的整合。
�。�1）材料學(xué)部分內(nèi)容的整合。材料學(xué)部分是《機(jī)械工程材料》課程里最重要的部分，比較重要的知識(shí)作為重點(diǎn)多講，后四個(gè)部分涉及不多的就簡(jiǎn)講，沒(méi)有涉及的知識(shí)可以不講。材料學(xué)部分主要包括金屬材料的力學(xué)性能、金屬及合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶兩部分。因?yàn)橹v材料的性能主要涉及的就是材料的力學(xué)性能，所以金屬材料的力學(xué)性能部分要作為重點(diǎn)，如果在學(xué)習(xí)之前已經(jīng)開(kāi)設(shè)過(guò)《工程力學(xué)》課，這部分可簡(jiǎn)單講解，如果沒(méi)有開(kāi)設(shè)過(guò)《工程力學(xué)》課則要詳細(xì)講解。在金屬及合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶部分里，重點(diǎn)內(nèi)容包括：①晶格類型、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)化；②晶體缺陷所造成的力學(xué)性能的變化、晶粒大小對(duì)合金機(jī)械性能的影響及晶粒大小的控制；③固溶體、固溶強(qiáng)化；④鐵碳合金的相鐵素體、奧氏體、滲碳體，珠光體；⑤鐵碳合金相圖中鋼部分。這些內(nèi)容在后續(xù)章節(jié)當(dāng)中都用到，這五個(gè)內(nèi)容要詳細(xì)講解。鐵碳合金相圖中鐵的部分盡管教材一般編寫得都很詳盡，但因鐵本身使用價(jià)值不高，并且在后續(xù)課程中用的不多，所以僅做個(gè)簡(jiǎn)單介紹即可。
�。�2）金屬熱處理部分內(nèi)容的整合。金屬熱處理部分主要包括鋼的熱處理原理、鋼的整體熱處理、鋼的表面熱處理及熱處理工藝設(shè)計(jì)四個(gè)部分。其中鋼的熱處理原理、鋼的整體熱處理是重點(diǎn)，鋼的表面熱處理簡(jiǎn)單做講解即可，如果是高職班，熱處理工藝設(shè)計(jì)也應(yīng)是重點(diǎn)。在講解時(shí)，首先要把鋼的熱處理原理這部分重點(diǎn)講透，把鋼的整體熱處理中的三個(gè)熱處理退火、正火、淬火分清楚，鋪墊好了，鋼的整體熱處理就好講了。講鋼的整體熱處理時(shí)，退火、正火可講的簡(jiǎn)單些，淬火部分，將重點(diǎn)放在其產(chǎn)物馬氏體上，最后回火要重點(diǎn)講，因?yàn)榇慊鹬笠话愣家鼗稹?/p>
�。�3）鋼鐵材料部分內(nèi)容的整合。鋼鐵材料部分主要包括鋼的分類、其他元素對(duì)鋼的影響、非合金鋼、低合金鋼、合金鋼等五個(gè)部分。要清楚類別，所以鋼的分類是重點(diǎn)知識(shí)。鋼中除了鐵和碳以外還會(huì)有其他元素，在學(xué)習(xí)非合金鋼、低合金鋼、合金鋼的時(shí)候都要用到，所以要作為一個(gè)重點(diǎn)單獨(dú)講解清楚。非合金鋼、低合金鋼、合金鋼部分也是重點(diǎn)，很多教材編寫很詳盡，內(nèi)容多、龐雜，在講解時(shí)講講它們中各類常用鋼材的牌號(hào)、性能、用途、熱處理即可，熱處理部分簡(jiǎn)單講講即可。經(jīng)過(guò)這樣整合后，沉重的鋼鐵材料部分大為輕松，并且還學(xué)到了關(guān)鍵部分。
三、結(jié)語(yǔ)
《機(jī)械工程材料》是專業(yè)基礎(chǔ)課，為后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，所以應(yīng)努力提高該課程的教學(xué)效果。獲得好的教學(xué)效果的關(guān)鍵在于課程教學(xué)內(nèi)容的整合，使學(xué)生在短的教學(xué)時(shí)間內(nèi)真正學(xué)到有用的知識(shí)，其次要有足夠多的輔助教學(xué)的教學(xué)手段，講究，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，給學(xué)生安排自學(xué)任務(wù)促進(jìn)學(xué)習(xí)，非常必要。
參考文獻(xiàn)：
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第二篇：機(jī)械專業(yè)工程材料教材建設(shè)思考
【摘要】根據(jù)多年工程材料課程的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國(guó)工程材料教材的現(xiàn)狀,提出我校機(jī)械專業(yè)教材建設(shè)的改革建議，優(yōu)化教材結(jié)構(gòu)；教材形式應(yīng)多元化；教材內(nèi)容方面應(yīng)注重學(xué)用結(jié)合，重視綜合性與應(yīng)用性。
【關(guān)鍵詞】工程材料；機(jī)械專業(yè)；教材建設(shè)
《工程材料》是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生必修的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程之一，它主要講述機(jī)械制造所用材料的基本知識(shí)。它既是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入專業(yè)領(lǐng)域的入門課程，又是使學(xué)生掌握基本原理的理論課程，也是綜合培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生自學(xué)能力、獨(dú)立分析能力的課程。課程內(nèi)容豐富，理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，涉及的知識(shí)面非常廣，信息量大[1]。隨著材料科學(xué)與材料工程技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)專業(yè)計(jì)劃的不斷修改，該課程學(xué)時(shí)數(shù)大大減少，在總學(xué)時(shí)越來(lái)越少，工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的新材料、新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)的情況下，工程材料課程改革是擺在我們面前的一個(gè)重要課題。而課程的改革首先涉及到教材的改革，必然面臨以下幾個(gè)問(wèn)題：
�。�1）怎樣解決學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多的矛盾,學(xué)科內(nèi)容的更新、改造如何進(jìn)行；
�。�2）怎樣處理好基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和較高層次概念之間的關(guān)系；
�。�3）怎樣體現(xiàn)素質(zhì)和能力教育，通過(guò)適量的學(xué)習(xí)，達(dá)到提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。目前，機(jī)械類專業(yè)開(kāi)設(shè)的《工程材料》課程是與眾多專業(yè)課有著密切聯(lián)系的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，如《金屬工藝學(xué)》、《材料成型基礎(chǔ)》等。然而，目前使用的《工程材料》教材理論性較強(qiáng)，內(nèi)容繁雜、抽象和枯燥。不同版本教材基本延續(xù)傳統(tǒng)教學(xué)模式和內(nèi)容，在內(nèi)容上追求的大而全，重點(diǎn)相對(duì)不突出。因此，教材內(nèi)容的選擇與教學(xué)大綱的制定要充分體現(xiàn)高等技術(shù)師范教育的層次規(guī)格和教學(xué)特點(diǎn)，以專業(yè)群體對(duì)綜合能力的要求為依據(jù)來(lái)決定課程內(nèi)容的取舍，理論部分的內(nèi)容力求與今后工作中的實(shí)用性相結(jié)合，適當(dāng)?shù)滩闹羞^(guò)于深?yuàn)W的理論，簡(jiǎn)化繁雜的公式推導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)其實(shí)用性、加強(qiáng)學(xué)生實(shí)際能力的培養(yǎng)[2]。
1改革工程材料教材內(nèi)容，加強(qiáng)綜合性與應(yīng)用性
多年的教學(xué)實(shí)踐和我國(guó)機(jī)械專業(yè)工程材料課程教材的現(xiàn)狀證明，傳統(tǒng)的《工程材料》教材內(nèi)容的組織與安排不能滿足選材、用材、正確選擇加工方法并制定加工路線的教學(xué)目的要求。隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，陳舊的知識(shí)必將不斷被淘汰。編者要總結(jié)過(guò)去、著眼當(dāng)前、預(yù)測(cè)未來(lái)，要正確處理好繼承與更新的關(guān)系。要分析研究教材的現(xiàn)有內(nèi)容和體系，講述工程材料的基本理論，主要介紹材料的結(jié)構(gòu)與性能以及材料組織與性能的控制，解決材料成分組織變化規(guī)律及性能之間的關(guān)系，在保證必需的基本概念與基本理論的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)簡(jiǎn)化處理晶體學(xué)知識(shí)（如晶面、晶向指數(shù)、過(guò)多的位錯(cuò)理論）、相圖知識(shí)等。第三部分講述零件的失效、強(qiáng)化、選材及用材知識(shí)。重點(diǎn)從機(jī)械設(shè)計(jì)與制造角度出發(fā)，介紹零件在不同的服役條件下的失效方式及其對(duì)性能的要求，確定零件抵抗失效的性能指標(biāo)，結(jié)合常用材料基本特性，進(jìn)而合理地選擇材料、使用材料。改革后的教學(xué)內(nèi)容在適度保證了材料學(xué)科理論性與系統(tǒng)性的基礎(chǔ)上，突出加強(qiáng)了運(yùn)用材料知識(shí)解決設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題[3]。教材的基本內(nèi)容應(yīng)該是全國(guó)大多數(shù)院校、學(xué)生在規(guī)定的課時(shí)內(nèi)能真正掌握的。這里要正確處理數(shù)量和質(zhì)量的關(guān)系。精選內(nèi)容也是要少而精。往往不是教師教得愈多,學(xué)生也掌握得愈多。由于學(xué)時(shí)有限，學(xué)得過(guò)多往往會(huì)消化不良，甚至連最基本的東西也沒(méi)能掌握。教材編者應(yīng)在精選內(nèi)容上把好關(guān)。一本教材不能面面俱到,而應(yīng)當(dāng)削枝強(qiáng)干，詳略得當(dāng)�？捎锌蔁o(wú)的次要內(nèi)容和枝節(jié)問(wèn)題，一律刪去，盡量讓學(xué)生學(xué)起來(lái)線索清楚。為體現(xiàn)教材內(nèi)容的先進(jìn)性，就必須充分重視新材料、新技術(shù)、新工藝的引入。
2優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)與教學(xué)體系
《工程材料》課程內(nèi)容豐富，理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，涉及的知識(shí)面非常廣，信息量大。此外，課程內(nèi)容龐雜，概念、名詞術(shù)語(yǔ)繁多，且內(nèi)容分散，系統(tǒng)性不強(qiáng)。加上學(xué)生從中學(xué)到大學(xué)已習(xí)慣于基礎(chǔ)課的模式，對(duì)于《工程材料》中那些接近工程實(shí)際的問(wèn)題較為生疏，結(jié)果學(xué)生普遍感到難以理解，主次難分，枯燥乏味，難以聯(lián)系實(shí)際。皮亞杰說(shuō)“教師不應(yīng)企圖將知識(shí)塞給學(xué)生，而應(yīng)找到能刺激學(xué)生、引起學(xué)生興趣的材料，然后讓學(xué)生自己去解決問(wèn)題�！惫P者認(rèn)為，要想提高本科生學(xué)習(xí)本門課程的興趣，導(dǎo)入案例式教學(xué)是非常應(yīng)該采用的。所謂案例式教學(xué)，就是將日常生活中的和材料有關(guān)的現(xiàn)象或工程實(shí)踐中的實(shí)例與工程材料學(xué)課程里抽象的概念對(duì)應(yīng)起來(lái)。如在工業(yè)用鋼選擇及舉例的內(nèi)容中，零件的種類和復(fù)雜程度選擇了各類機(jī)械中最具代表性的復(fù)雜件，如減速箱體、機(jī)床床身、發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體等，以此強(qiáng)調(diào)工程背景，并正確處理質(zhì)量、生產(chǎn)率與成本之間的關(guān)系，其目的是在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。通過(guò)這樣的實(shí)例教學(xué)，就會(huì)使學(xué)生很容易建立起塑性變形工藝和熱處理工藝與組織、性能間的關(guān)系，并激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，在主要章節(jié)后,均有類型豐富的綜合性課后作業(yè)題。
3總結(jié)
《工程材料》是機(jī)械類專業(yè)的比較重要的基礎(chǔ)課程之一，教學(xué)內(nèi)容的組織應(yīng)緊緊圍繞專業(yè)需求，內(nèi)容的選擇既要有代表性又應(yīng)結(jié)合當(dāng)前工程材料的應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)，體現(xiàn)出明顯的專業(yè)針對(duì)性，同時(shí)研究相應(yīng)的教學(xué)方法，以便學(xué)生快速準(zhǔn)確的掌握相關(guān)知識(shí)。
【參考文獻(xiàn)】
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第三篇：工程材料學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思考
摘要：本文分析了工程材料學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的常見(jiàn)問(wèn)題，提出了一種綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，并探討了這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)施和成效。實(shí)踐表明:綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)能充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，從而培養(yǎng)具有專業(yè)素養(yǎng)的高層次創(chuàng)新型復(fù)合人才。
關(guān)鍵詞：工程材料學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新型復(fù)合人才
工程材料學(xué)這門課程是機(jī)械類和材料類專業(yè)的一門專業(yè)主干課程，該課程一般安排在材料科學(xué)基礎(chǔ)、金屬熱處理二門課程之后，與材料力學(xué)性能課程同學(xué)期開(kāi)出，其教學(xué)思路一般為：機(jī)器、零件的工作狀況→主要失效方式與受載情況→需要什么樣力學(xué)性能能滿足該受載情況和抵御失效→引導(dǎo)出組織與鋼種選定→該類鋼的熱處理工藝及力學(xué)性能等。工程材料學(xué)教學(xué)內(nèi)容多、涉及知識(shí)面廣，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)該課程時(shí)內(nèi)容繁多和需要記憶部分太多[1]。若能走進(jìn)實(shí)踐中親眼看看這些機(jī)器零件，體會(huì)這些機(jī)器運(yùn)載方式，則學(xué)習(xí)起來(lái)事半功倍。目前，與之配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程一般為基礎(chǔ)性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，主要穿插在理論課程中，并且依附于理論教學(xué)的進(jìn)度[2]，例如常用合金鋼的顯微組織觀察和分析、熱處理工藝的制訂、布洛維硬度檢測(cè)等等。工程材料學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，但當(dāng)今大多數(shù)高校重理論輕實(shí)踐，導(dǎo)致實(shí)際教學(xué)中理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常無(wú)法有機(jī)結(jié)合，各實(shí)驗(yàn)課程間缺乏關(guān)聯(lián)性和整體性，造成學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃，更不利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力[3]。鑒于此，我校特對(duì)工程材料學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革，整合原來(lái)附屬于理論課程的單個(gè)實(shí)驗(yàn)，開(kāi)設(shè)專業(yè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以培養(yǎng)具有專業(yè)素養(yǎng)的高層次創(chuàng)新型復(fù)合人才。
1實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題
21世紀(jì)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才的關(guān)鍵時(shí)期，加強(qiáng)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革刻不容緩。實(shí)驗(yàn)教學(xué)相對(duì)理論教學(xué)更具直觀性、實(shí)踐性、綜合性和創(chuàng)新性，它具有課堂理論教學(xué)所不可替代的作用，并且能將所學(xué)理論知識(shí)充分運(yùn)用于實(shí)踐中。理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的不可或缺的重要方面。當(dāng)前，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中存在許多問(wèn)題亟須解決：從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面看，以驗(yàn)證性、演示性的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較陳舊；從實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念看，過(guò)分重視理論知識(shí)傳授、輕視動(dòng)手能力培養(yǎng)，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論教學(xué)的附屬品，使其機(jī)械依附于理論課程；從實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法看，實(shí)驗(yàn)方法比較落后，給予學(xué)生在自主方面的機(jī)會(huì)和空間很少，缺乏對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。
2實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的內(nèi)容
2.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革
我校將傳統(tǒng)的依附于理論教學(xué)的單一實(shí)驗(yàn)課程改革為綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)課程，具體思路如圖1所示。實(shí)驗(yàn)課上，教師提供給學(xué)生工程上常見(jiàn)的各類失效零件，學(xué)生自由分組討論本組的零件的失效形式，教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)可行性的鋼種并進(jìn)行熱處理工藝操作，最后檢測(cè)力學(xué)性能是否合格。另外，我們還提出了一個(gè)鋼種多種用途的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想。例如：GCr15一般用作軸承套圈，有時(shí)也用作沖模和量具。根據(jù)其不同工況條件，學(xué)生設(shè)計(jì)不同的熱處理工藝以滿足其性能要求。這種綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)遵循理論教學(xué)的基本思路，二者相互契合，能充分激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。學(xué)生能積極思考問(wèn)題，并運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。
2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革
(1)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法過(guò)于單一，通常是學(xué)生課前預(yù)習(xí)并完成預(yù)習(xí)報(bào)告，之后在規(guī)定的時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，教師進(jìn)行簡(jiǎn)單的講解后學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)講義一步一步完成實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間比較緊張，學(xué)生很難獨(dú)立思考，并且學(xué)生自由發(fā)揮的余地很少，因而很難提升學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，不利于培養(yǎng)具有專業(yè)素養(yǎng)的高層次創(chuàng)新型復(fù)合人才。我校通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍、整合實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備資源、全天候開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室并讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供了良好的實(shí)驗(yàn)條件，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性并培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。
(2)網(wǎng)上答疑。近年來(lái)，因高校連續(xù)擴(kuò)招和部屬院校歸地方管理等原因，導(dǎo)致教學(xué)投入不足，許多實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的技術(shù)性能低，實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段的陳舊、落后已經(jīng)是一個(gè)極其突出的問(wèn)題，已經(jīng)不能適應(yīng)創(chuàng)新教育對(duì)人才培養(yǎng)的要求。創(chuàng)新教育要求實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段要緊跟社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐，實(shí)驗(yàn)教學(xué)要與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合。我校將實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源整合，形成了一個(gè)信息化的網(wǎng)上互動(dòng)平臺(tái)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到任何問(wèn)題都可以適時(shí)與教師探討，學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主體而教師只需輔助學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。
(3)科研項(xiàng)目。科研項(xiàng)目一般是本行業(yè)相關(guān)的比較熱門和亟須解決的問(wèn)題。教師將科研項(xiàng)目分割成幾個(gè)不同的小實(shí)驗(yàn)，學(xué)生先了解相關(guān)研究背景，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，最后親自動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生既了解了相關(guān)行業(yè)的前沿科學(xué)問(wèn)題，又提升了動(dòng)手能力。
3實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)施與成效
實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目的是提高學(xué)生的動(dòng)手能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。通過(guò)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生根據(jù)自己的興趣選定不同的失效零件，依據(jù)已掌握的基本理論知識(shí)，進(jìn)行鋼種設(shè)計(jì)、熱處理工藝和實(shí)施方案設(shè)計(jì)及每個(gè)環(huán)節(jié)的獨(dú)立動(dòng)手操作等來(lái)完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，這樣就把學(xué)生推到了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前臺(tái)，使學(xué)生真正成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體。通過(guò)一系列的過(guò)程，學(xué)生能夠深刻體會(huì)材料—工藝—組織—性能之間的聯(lián)系，并且能運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)聯(lián)系操作過(guò)程來(lái)指出組織中的缺陷產(chǎn)生的原因并分析其對(duì)性能的影響。能把知識(shí)應(yīng)用到分析和解決問(wèn)題上，這才是學(xué)習(xí)的真正目的。通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生個(gè)性發(fā)展提供了自由空間，適應(yīng)了不同學(xué)生的興趣和需要。當(dāng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生濃厚的興趣時(shí)，他就能夠積極地思考，大膽地探索，變被動(dòng)為主動(dòng)。通過(guò)網(wǎng)上答疑，學(xué)生玩手機(jī)和電腦的時(shí)間大大減少，成績(jī)明顯比上一屆學(xué)生好。教師也能感受到學(xué)生的專業(yè)知識(shí)和動(dòng)手能力更加扎實(shí)。通過(guò)科研項(xiàng)目，學(xué)生能夠解決實(shí)際生產(chǎn)中的問(wèn)題。學(xué)生參加各類比賽能夠獲得獎(jiǎng)勵(lì)，畢業(yè)論文也能夠順利獲得省級(jí)優(yōu)秀論文，從而大大提升學(xué)生的成就感。
4結(jié)束語(yǔ)
綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生提出了更高的要求，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具有較高的綜合性和知識(shí)的滲透性，實(shí)驗(yàn)過(guò)程與解決實(shí)際科研問(wèn)題具有較高的相似性。綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠給學(xué)生提供一個(gè)良好的自我能力展示的機(jī)會(huì)，而且能夠鼓勵(lì)和幫助學(xué)生將自己的優(yōu)勢(shì)最大限度地發(fā)揮出來(lái)。另外，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不同于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和演示性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅要對(duì)相關(guān)專業(yè)知識(shí)有深入了解，而且對(duì)其他知識(shí)也必須有一定的了解，因而能夠拓寬學(xué)生知識(shí)面、提高其綜合素質(zhì)�？傊C合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)能充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，從而培養(yǎng)具有專業(yè)素養(yǎng)的高層次創(chuàng)新型復(fù)合人才。
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