《工程材料》課程改革與實踐

《工程材料》課程改革與實踐

　　《工程材料》課程改革與實踐
　　
　　張向陽　蔣慧瓊　崔慧敏 趙北龍
　　
　　摘要：《工程材料》是機械類專業的一門必修課，由于內容龐雜且理論實踐性較強，學生普遍感到難學，教師感到難教，影響學習積極性。針對這一問題，作者在多年的理論實踐中，對該課程進行深刻反思，在教學方法、教學手段、實驗教學和課程考核方式等方面進行了改革，取得良好教學效果。
　　
　　關鍵詞：工程材料課程改革教學方法教學手段
　　
　　《工程材料》是機械制造、機械設計、機械電子等機械類和近機械類各專業必修的一門重要的技術基礎課程。但多數學生反映該門課程比較難學，究其原因主要與這門課程的特點有關：
　　
　　首先，該課程知識內容廣泛，介紹的工程材料種類繁多，每種材料均涉及大量的術語和概念，給初學者帶來較大的難度；其次，該課程理論性強，相關理論自成系統，體系縝密；再者，該課程實踐性強，許多材料工藝直接與生產實踐掛鉤，有的甚至就是實際經驗的總結，這對實踐經驗和系統理論都欠缺的學生而言，進一步增大了學習的難度；再加之有些微觀結構看不見摸不到，學生感到該課程太抽象、枯燥乏味，學習熱情和積極性受到挫敗，影響教學效果。為提高教學質量，激發學生的學習熱情，本人在多年的理論實踐中對該課程進行深刻的反思，在以下幾個方面進行了教學改革探索，取得良好的教學效果。
　　
　　一、教學方法
　　
　　在教學過程中，實施一套行之有效的教學方法，通過歸納類比、啟發教學、課堂討論、實際案例等多元化教學方法，基礎理論知識教學環節的學習效果得到顯著提高。
　　
　�。ㄒ唬�歸納類比法
　　
　　由于《工程材料》課程的基本理論較深奧，學生之前的知識建構中沒有相應的認知同化點，需要理解記憶的概念定義很多，為了讓學生能在較短時間內掌握這些艱深的內容，進行“有意義學習”，在教學過程中采用了歸納類比法將教材中分散的內容進行了歸納、比較和總結，便于學生學習理解。譬如在學習鐵碳相圖，講解鐵碳合金組織和性能的變化規律時，為使學生在“成分一組織—性能”之間建立起聯系，畫出鐵碳合金的成分—組織一性能的對應關系圖表，通過圖表的介紹與講解，逐步歸納出三者間的內在聯系。
　　
　�。ǘ�）啟發教學法
　　
　　為啟發學生思考，使教與學同步有機地聯系起來，提高教學質量，根據教學內容適時進行啟發式教學。金屬的塑性變形是學生普遍反映難以理解的內容，在講授這部分知識時，采用了問答式啟發教學法。首先根據單晶體變形過程中的教學重點、難點及大綱要求將單晶體變形過程中的幾個重要內容化成幾個遞進式問題，引發學生思考，進而推進到多晶體的塑性變形．使學生的思維與教師同步，進而對該部分內容有一個清晰完整的認識。
　　
　�。ㄈ�）課堂討論式教學法
　　
　　課堂討論式教學法是在教師的指導下，以討論方式完成學生自學、自講的一種教學方法。在教學實踐中，主要是圍繞一些具有啟發性或爭論性的問題來進行課堂討論。在課堂討論過程中，教師會及時抓住學生討論時的閃光點加以鼓勵和評價，引導討論不斷深入，在傾聽完學生的討論后會及時進行總結點評。這樣的“教與學”能夠有效地開發學生的創新思維，增進學習交流，使學生真正成為學習的主人，有利于調動學生的積極性、培養學生獨立思考問題和解決問題的能力。而教師也在此過程中能夠發現學生學習中的疑難問題，從而使教學更有針對性。
　　
　�。ㄋ模�實際案例教學法
　　
　　工程材料課程是一門實踐性很強的學科，在教學過程中適當引入實際案例，縮短了理論與實踐的距離，讓學生切身感受到所學知識的重要性，激發學生的學習欲望。例如，以機械課程設計中比較典型的減速器為例，針對減速器中箱體、軸、齒輪、滾動軸承、鍵、螺栓、銷等不同零件的不同工況條件和使用性能要求，逐一分析其失效形式，并進行合理的選材，正確安排其熱處理工藝等，以達到學以致用的目的。
　　
　　二、教學手段的改革
　　
　　傳統的教學方式在許多方面已不能很好地適應現代教學需求，通過引進多媒體和建立QQ交流群等教學手段，教學效果能得到進一步的提升。
　　
　�。ㄒ唬┮�進多媒體教學
　　
　　對于材料的微觀結構及一些動態演變過程，用傳統的板書很難直觀表述出來，而多媒體教學，則能把一些利用陳述性表達無法取得滿意效果的教學內容生動形象、新穎直觀地展示出來，既激發了學生的學習興趣，加深了學生對基本理論的理解，又節省了教師的書寫時間。另外，對于一些實踐性較強的知識，由于學生缺乏相應的實踐經驗，學起來會感到比較吃力。但通過多媒體教學可以使狹小的教室空間得到廣闊的延伸，使學生不出教室便可置身于實驗室和工廠車間中，所學的知識更貼近生產實踐，易于知識點的理解與記憶。
　　
　�。ǘ�）建立《工程材料》QQ群
　　
　　在信息時代，QQ聊天已成為人們交流聯系的一種重要方式。由于網絡可以突破時空界限，延伸課堂空間，我利用QQ組建了《工程材料》群。建立《工程材料》QQ群既可以解疑答惑，加強師生間交流，利于加深師生情誼，激發學生的學習熱情。另外，學生還可以在這里交流學習心得，或是對某一知識點發表自己的見解。特別是一些已經畢業的學生提出的一些材料在應用中遇到的問題，會引發大家的積極討論，進一步激發了學生的學習積極性。
　　
　　三、實驗教學的改革
　　
　　實驗教學是學生理論聯系實際的重要紐帶和橋梁，也是培養具有開拓性和創新性人才的重要課堂。以往的教學過程中由于存在重理論輕實踐的現象，使得實驗教學長期處于從屬于理論教學的地位。為此我們對實驗教學進行了以下幾個方面的改革探索：
　　
　�。ㄒ唬┚�選實驗內容。在實驗學時數有限的情況下，本人依據“實驗個數不在多而在精”及“實驗內容由淺入深”的原則精心設計編排實驗內容。除了選擇一些最基本的實驗，還把一些相關的實驗進行組合，如將硬度、碳鋼的基本熱處理操作及熱處理后顯微組織觀察三個實驗有機組合起來，使學生既能了解碳鋼的基本熱處理工藝方法和實際操作，又能進一步加深對熱處理工藝、組織、性能三者之間關系的理解，開拓了學生思路，培養了學生分析、解決問題的能力和實際操作技能。 （二）利用視頻進行實驗演示。對于學時數有限的《工程材料》課程來講，利用視頻做好演示實驗也是一個事半功倍的舉措。在做實驗之前讓學生觀看演示實驗，節省了教師做演示實驗的時間，使學生做實驗的時間更加充裕：而且還克服了教師演示實驗時部分學生看不好聽不清的缺點：另外，還可以了解一些教學環節沒有安排的實驗內容，拓寬學生的知識面。
　　
　�。ㄈ�）改革實驗考核方式。由于學生較多且考核時間有限，實驗的考核不可能讓每個學生通過操作來進行，故一般都是以實驗報告來考核。為了真正考核每個學生對實驗的的掌握程度，我們采取的筆答或口述形式將實驗操作過程詳細陳述出來，然后根據學生作答情況來進行評分。這種考核方法，既鼓勵了學生平時做實驗的熱隋，又能真實反映每個學生的實驗操作能力。
　　
　　四、結論
　　
　　通過多年的教學實踐，課堂上死氣沉沉、學生學習興趣不濃的現象已經得到一定的改觀，并已取得了良好的教學效果。課程改革不是一項短期工程，在今后的教學實踐中，仍需不斷探索新的教學方法與教學手段，進一步提高教學質量。 （作者單位：張向陽蔣慧瓊：武昌工學院；崔慧敏：中國環境管理干部學院：趙北龍：河北建材職業技術學院）

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