“工程材料與熱加工”課程教學(xué)改革與實踐

李書偉　朱龍英　呂紅明

摘要 根據(jù)辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo),結(jié)合教學(xué)實踐,對“工程材料與熱加工”課程進行定位,分析研究課程內(nèi)容與特點,實施“以學(xué)生為本,突出應(yīng)用,注重工程意識、背景和能力的培養(yǎng)”的教學(xué)改革,取得初步成效。

關(guān)鍵詞 工程材料;熱加工;教學(xué)改革

中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)識碼:B 文章編號:1671-489X(2009)21-0043-02

Course Reform and Practice in Teaching “Engineering Materials and Hot-Work”//Li Shuwei, Zhu Longying, Lv Hongming

Abstract According to the education orientation and student training objectives while combined with the teaching practice, the course of “Engineering Materials and Hot-Work” is oriented correctly, then the course content and characteristics are analyzed. The proposed teaching reform of “Student-oriented, highlight application, value cultivating engineering awareness, background and ability” has achieved preliminary results.

Key words engineering materials; hot-work; teaching reform

Authors address School of Mechanical Engineering of Yancheng Institute of Technology, Yancheng, Jiangsu, 224051, China

“工程材料與熱加工”是鹽城工學(xué)院最早面向機械類專業(yè)開設(shè)的技術(shù)基礎(chǔ)課,本課程初為“金屬材料及熱處理”,隨著工程材料與工藝的發(fā)展,增加非金屬材料、功能材料、新材料新工藝、失效分析等內(nèi)容。后來根據(jù)國家教學(xué)指導(dǎo)小組的有關(guān)文件,為使學(xué)生建立材料及其使用的整體概念,把“機械工程材料”與“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”整合為一門課程。

近年來,課程組全體教師以課程建設(shè)為核心,團結(jié)一致,積極探索和采用各種教學(xué)方法,在教學(xué)過程中逐步建立起“以學(xué)生為本,突出應(yīng)用,注重工程意識、背景和能力的培養(yǎng)”的教學(xué)理念,進行課程教學(xué)改革實踐,取得較好的效果。

1 課程定位與目標(biāo)

本課程承擔(dān)了機械制造3大基礎(chǔ)(工程材料、熱加工工藝和機械加工工藝)中的2個方面,工程材料是產(chǎn)品的物質(zhì)載體和質(zhì)量保證,熱處理是關(guān)鍵,熱加工是重要手段。在工科院校機械類等專業(yè)課程配置中,本課程占有重要的位置,是應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)學(xué)生合理選材、正確用材應(yīng)用能力必修的重要課程,在專業(yè)知識結(jié)構(gòu)中具有承前啟后的作用。因此,鹽城工學(xué)院把本課程定位為機械類、近機類專業(yè)必修的學(xué)科基礎(chǔ)課,以應(yīng)用為本,理論以夠用為度,使學(xué)生掌握“適度、夠用”的材料及其加工理論基礎(chǔ)知識和能力。

課程目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生正確選用材料、合理加工材料的能力,熟悉常用材料的結(jié)構(gòu)特點和基本特性,了解材料的使用特性和分析方法,掌握合理使用常用材料的基本技能,根據(jù)零部件的工作狀況、失效形式、機械性能等因素,合理選擇工程材料及生產(chǎn)工藝,在知識結(jié)構(gòu)、分析問題能力、解決問題能力等方面進行素質(zhì)培養(yǎng),為后續(xù)有關(guān)課程學(xué)習(xí)和工作打好基礎(chǔ)[1]。

2 課程內(nèi)容與特點

本課程主要介紹材料的成分、組織、結(jié)構(gòu)、性能、用途及其熱處理和鑄、鍛、焊等熱加工工藝等方面的基本知識。課程的重點是常用工程材料、常用加工方法的基本知識和能力,材料的環(huán)境友好選擇和加工使用。課程的難點是材料的組織轉(zhuǎn)變,常用材料的熱處理和熱加工工藝。主要知識模塊有:1)材料的基本理論和基本知識,包括材料的性能、材料的結(jié)構(gòu)、材料的凝固與結(jié)晶組織、材料的變形與強化、鐵碳合金相圖及應(yīng)用和鋼的熱處理等;2)常用工程材料的基本知識、特性與應(yīng)用,包括鋼鐵材料、有色金屬材料和非金屬材料等;3)工程材料選用,包括機械零件的失效、強化和工程材料的選擇與應(yīng)用;4)金屬材料熱加工基礎(chǔ)知識,包括金屬的液態(tài)成形、金屬的塑性成形和連接成形。

因課程由多門整合而成,涉及面較寬而內(nèi)容龐雜,名詞、術(shù)語、概念多,既有一定的理論性,更有較強的實踐性;內(nèi)容主要是建立在實驗觀察和工業(yè)實踐基礎(chǔ)之上,以實質(zhì)性和規(guī)律性的描述為主,且內(nèi)容前后聯(lián)系緊密,具有承遞性,是一門理論性強的敘述性課程,容易顯得內(nèi)容枯燥、乏味;加之成分、組織和結(jié)構(gòu)看不見、摸不著,因此,學(xué)生感到難學(xué),教師感到難教[2]。

3 教學(xué)改革與實踐

經(jīng)過多年的教學(xué)實踐,教學(xué)過程中注意做到:突出結(jié)構(gòu)材料一重點,強調(diào)材料選用與加工處理兩方面,處理好點、線、面三關(guān)系,貫穿成分、狀態(tài)、組織和性能四要素。從以下幾方面著手提高該課程教學(xué)效果,培養(yǎng)學(xué)生成為具有良好的材料工程背景,具有較強的工程實踐能力和工程創(chuàng)新意識的應(yīng)用型人才。

3.1 完善教學(xué)文件,規(guī)范教學(xué)行為在充分調(diào)研、征求意見和課程組成員總結(jié)商討的基礎(chǔ)上,分析課程在學(xué)科的發(fā)展和專業(yè)課程體系中的地位與作用,研究課程知識體系,根據(jù)本校教學(xué)實際情況,結(jié)合課程組多年的教學(xué)經(jīng)驗和教訓(xùn),借鑒別人成功事例,明確課程定位和課程目標(biāo),修訂教學(xué)大綱,制定完備、科學(xué)的課程教學(xué)指導(dǎo)文件,規(guī)范教學(xué)行為。以此做到課有教學(xué)設(shè)計(內(nèi)容、板書、起轉(zhuǎn)、舉例和總結(jié)等),并及時記載以便完善提高。

3.2 整合教學(xué)內(nèi)容,體現(xiàn)跟新應(yīng)用在教學(xué)內(nèi)容改革上,采取刪減、增加和側(cè)重的措施。一般教材得考慮知識體系完整,因此講授內(nèi)容要有所選擇、刪減,理論以夠用為度,轉(zhuǎn)變強調(diào)課程理論的系統(tǒng)性和完整性的教學(xué)觀念,抓住主要內(nèi)容,突出重點,解決難點;增加新材料、新工藝及新技術(shù)等先進知識,隨著計算機等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的日新月異,增加與現(xiàn)代科技相融合的新內(nèi)容;根據(jù)不同專業(yè)的特點和專業(yè)方向的需求,對教授內(nèi)容進行適當(dāng)調(diào)整側(cè)重。總之,體現(xiàn)應(yīng)用型教學(xué)特點,課程講授盡可能結(jié)合工程實際,注重選材、用材,突出實踐需求。

3.3 注重實踐環(huán)節(jié),加強能力培養(yǎng)通過課程實驗,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會根據(jù)實驗?zāi)康?、實驗?nèi)容及實驗設(shè)備擬定實驗步驟,進行實驗并分析思考,完成實驗報告,形成科學(xué)的實驗態(tài)度。遵循“實踐——理論——再實踐”的規(guī)律組織教學(xué),通過“教師設(shè)疑、演示講解——學(xué)生操作、提問——教師總結(jié)、再設(shè)疑”循環(huán)達到理論上夠用、實踐操作能力加強的教學(xué)目的,掌握本課程的常用實踐和基本操作,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實驗操作的技能。盡可能開出選作實驗和實驗室對學(xué)生預(yù)約開放,進一步訓(xùn)練學(xué)生運用材料的能力。

3.4 豐富教學(xué)方法,調(diào)動學(xué)生積極性抓住教學(xué)內(nèi)容的重點和難點,理清思路,按照由淺入深、由表及里、深入淺出等原則,采用引導(dǎo)、討論、事例、演示等方法啟發(fā)學(xué)生。如講授“結(jié)構(gòu)鋼”時,為了使學(xué)生掌握不同結(jié)構(gòu)鋼常見用法,以“服役條件——性能要求——成分特點——熱處理方式——組織狀況——代表鋼號”為主線,組織教學(xué),采用設(shè)疑、置問、討論等,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)言討論,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

3.5 利用現(xiàn)代手段,豐富教學(xué)資源課程理論教學(xué)全部在多媒體教室進行,多媒體課件增大信息量,還可以配合工程圖片、動畫視頻演示實際應(yīng)用,生動形象地展示常用材料的熱處理和熱加工過程;將課程的教學(xué)大綱、教學(xué)進度表、教案、多媒體課件等教學(xué)文件上傳到校園網(wǎng),供學(xué)生隨時學(xué)習(xí)和查閱之用;在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂或通過QQ,與學(xué)生進行交流、答疑輔導(dǎo);將教師的電子郵箱提供給學(xué)生,讓學(xué)生有問題可以通過電子郵件進行交流;教師在網(wǎng)上開設(shè)個人博客,與學(xué)生交流互動,增強學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。

4 改革效果與不足

通過以上教學(xué)改革實踐,經(jīng)過多年的探索、總結(jié)和積累,課程教學(xué)水平和教學(xué)效果得到較大提高。

鹽城工學(xué)院該課程6名主講教師,年齡主要集中在35～45歲,具有一定的教學(xué)和實踐經(jīng)驗,其中高級職稱3名,40周歲以下青年教師均具有碩士以上學(xué)位,學(xué)緣結(jié)構(gòu)合理,形成一支綜合素質(zhì)較高的師資隊伍;聚課程組成員集體智慧,積累和傳承傳統(tǒng)經(jīng)驗,已經(jīng)形成教學(xué)大綱等較完備的教學(xué)指導(dǎo)文件,開展聽課交流、集體備課等,形成統(tǒng)一的課件等教學(xué)文件;新建實驗室100多平方米,增添儀器設(shè)備,充分保證實驗教學(xué)。后續(xù)的機械設(shè)計課程及畢業(yè)設(shè)計表明達到預(yù)期的教學(xué)效果,培養(yǎng)學(xué)生材料應(yīng)用方面的工程背景,提高學(xué)生選材和用材實際能力,連續(xù)幾年學(xué)生對教師教學(xué)的測評成績都比較高,2007年獲得校級精品課程建設(shè)立項,今年即將接受學(xué)校精品課程建設(shè)評估。

雖然在課程教學(xué)改革方面做了一些工作,但仍有不足,如:教材建設(shè)相對滯后,具有自己特色的教材還處于編寫之中;隨著材料及其加工的迅速發(fā)展,課程教學(xué)內(nèi)容需要經(jīng)常進行更新;課程組成員還需進一步提高教學(xué)水平、學(xué)術(shù)水平和工程實踐能力。

參考文獻

[1]孫康寧,傅水根,張學(xué)正,劉勝青,陳金水.“工程材料及機械制造基礎(chǔ)”系列課程改革指南的內(nèi)涵與指導(dǎo)思想[J].中國大學(xué)教學(xué),2005(3):14-17

[2]崔占全,高幸為,趙品,荊天輔,付瑞東.工程材料課程教學(xué)改革措施及成效[J].教學(xué)研究,2005(4):341-343