《工程材料》教學(xué)內(nèi)容和方法改革的研究與實(shí)踐

劉蔚倩, 張書輝, 羅 云, 李鐵林

(湖南理工學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院, 湖南 岳陽(yáng) 414006)

《工程材料》是高等學(xué)校機(jī)類和近機(jī)類學(xué)生的一門技術(shù)基礎(chǔ)課. 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 新材料和新技術(shù)的不斷問世及應(yīng)用, 對(duì)工程材料的教學(xué)提出了新的要求. 《工程材料》教學(xué)內(nèi)容和方法現(xiàn)狀是: 教學(xué)內(nèi)容的連貫性不夠, 闡述基礎(chǔ)知識(shí)時(shí), 實(shí)例及生產(chǎn)實(shí)例列舉不夠, 難以消化和理解基礎(chǔ)知識(shí); 教學(xué)方法仍然用初、中等教育中理論教學(xué)的模式, 使學(xué)生學(xué)習(xí)起來感覺枯燥無味, 難于理解和記憶, 以至于學(xué)習(xí)積極性不高, 掌握不好, 不僅影響了本門課的學(xué)習(xí), 同時(shí)影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí). 所以對(duì)《工程材料》教學(xué)內(nèi)容和方法的改革已成為當(dāng)務(wù)之急.

1 教學(xué)內(nèi)容的改革

學(xué)習(xí)《工程材料》的目的是讓學(xué)生獲得有關(guān)工程材料的基礎(chǔ)理論和必要的工藝知識(shí), 培養(yǎng)工藝分析的初步能力, 掌握和運(yùn)用工程材料的種類、成分、組織、性能和改進(jìn)方法, 理解和應(yīng)用材料的性能、結(jié)構(gòu)、工藝和使用之間的規(guī)律, 合理使用材料和正確選擇加工工藝[1,2]. 要想達(dá)到這樣的目的和效果, 在講課時(shí)就必須從應(yīng)用出發(fā)來講授, 通過如何選擇材料著手讓學(xué)生知道選材是從材料的性能上進(jìn)行選擇, 這樣就引出學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)材料性能的興趣, 從而使學(xué)生想學(xué)習(xí)材料性能的知識(shí). 以徐自立的《工程材料及應(yīng)用》為例: 這樣首先就講了第一章: 材料的性能, 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考, 材料的性能取決于哪些因素, 這樣就很自然的去講成分和組織對(duì)材料性能的影響, 在教學(xué)內(nèi)容上首先系統(tǒng)地講組織對(duì)性能的影響, 然后再講成分對(duì)性能的影響, 最后通過學(xué)習(xí)鐵碳合金相圖綜合講解成分、組織、性能三者之間的關(guān)系, 讓學(xué)生牢固掌握一個(gè)觀點(diǎn): 材料的性能取決于其成分和組織. 這樣第一部分的教學(xué)內(nèi)容就順利完成, 并能收到很好的效果. 下一步進(jìn)入第二部分的教學(xué), 我們認(rèn)為第二部分的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該是從成分影響性能這個(gè)角度去講各種材料的牌號(hào), 不同成分的材料有各種不同的性能, 這樣就從成分出發(fā)來學(xué)習(xí)材料的牌號(hào), 便于選材, 這樣就把工業(yè)用鋼、鑄鐵、非鐵金屬材料、非金屬材料及其它材料講授完畢. 而第三部分的教學(xué)內(nèi)容就應(yīng)從組織影響性能去講熱處理的基本原理及各種工藝方法, 讓學(xué)生掌握如何從熱處理方法下手去改善材料的性能. 通過這樣的改革, 教學(xué)內(nèi)容就不覺得零散, 而是有主干有分枝, 沿著材料性能這條主干出發(fā), 去講分枝的成分和組織, 再講下一個(gè)分枝的材料種類及熱處理. 這樣就把《工程材料》這門課的教學(xué)內(nèi)容緊密相聯(lián), 一環(huán)扣一環(huán)的講述出來.

2 教學(xué)方法的改革

《工程材料》的內(nèi)容比較枯燥, 基本理論知識(shí)抽象, 如: 材料組織結(jié)構(gòu)只能在顯微鏡下才能看到. 而一些應(yīng)用的知識(shí), 學(xué)生又沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn), 所以學(xué)習(xí)起來存在著枯燥、抽象、難以理解、沒有興趣等問題. 這樣就要從教學(xué)方法上進(jìn)行改革.

(1)用試驗(yàn)引發(fā)學(xué)習(xí)興趣

學(xué)習(xí)工程材料, 首先要知道材料的性能, 材料的性能有一系列評(píng)價(jià)指標(biāo), 如果抽象的進(jìn)行理論講解,比較難理解, 而且易遺忘. 如果進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn), 從做試樣到做試驗(yàn)都能讓學(xué)生自己動(dòng)手, 那么學(xué)生一定會(huì)很感興趣, 并從中很快學(xué)會(huì)了各種評(píng)價(jià)指標(biāo), 整個(gè)工程材料課都貫穿著組織影響性能的理念, 那么到底什么是組織, 宏觀是看不到的, 通過做金相實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生學(xué)會(huì)做試樣, 觀察和認(rèn)識(shí)各種組織, 一定會(huì)收到良好的效果.

(2)以應(yīng)用實(shí)例激發(fā)學(xué)習(xí)責(zé)任

把生產(chǎn)應(yīng)用中的一些實(shí)例拿到課堂上, 創(chuàng)造一種情景模式, 讓每個(gè)學(xué)生有一種“我就是要解決這個(gè)問題的技術(shù)人員”的感覺, 動(dòng)腦筋想問題, 可以討論、查資料, 拿出方案. 通過對(duì)各種方案的分析講解, 探討出優(yōu)缺點(diǎn), 最后拿出解決問題的最優(yōu)方案. 通過這樣的教學(xué)方法可以使學(xué)生做到學(xué)以致用, 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)責(zé)任.

(3)用生動(dòng)活潑的教學(xué)方式使課堂變得輕松有趣

該課程內(nèi)容較枯燥, 同時(shí)微觀的組織又抽象, 離我們的生活很遠(yuǎn). 而學(xué)生都是習(xí)慣于中學(xué)數(shù)學(xué)、物理等的知識(shí)體系, 對(duì)生活的知識(shí)易理解, 而對(duì)生產(chǎn)上的知識(shí)很茫然, 既無生產(chǎn)知識(shí)也無生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn), 如果上課照本宣科必將使學(xué)生越聽越無味, 產(chǎn)生厭學(xué)情緒. 這就要求老師在課堂上下功夫, 做到深入淺出、生動(dòng)活潑, 能吸引住學(xué)生的注意力, 例如講授組織和相的知識(shí)時(shí), 就很難理解, 把定義講給學(xué)生聽還是一片茫然,怎么辦？可以多講生活的例子讓同學(xué)理解、消化, 同時(shí)也可以讓同學(xué)們自己舉生活中的實(shí)例來消化, 例如冰水混合物, 冰是一相, 水又是一相……. 盡量不要一言堂, 采用討論或結(jié)合實(shí)例的教學(xué)更能有效的理解知識(shí), 并能使課堂變得活躍、輕松. 讓枯燥的知識(shí)輕松進(jìn)入學(xué)生的腦海, 而不是為學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí), 擺脫了死記硬背.

3 改革后收到的效果和達(dá)到的目的

通過對(duì)《工程材料》教學(xué)內(nèi)容和方法的改革, 我們驚奇的發(fā)現(xiàn): 學(xué)生上課的積極性高了; 上課的興趣濃了; 課堂氣氛好了. 學(xué)習(xí)氛圍高漲, 課后還經(jīng)常問問題, 從被動(dòng)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí). 通過改革可以達(dá)到以下兩個(gè)目的:

(1)能夠讓學(xué)生喜歡上這門課, 認(rèn)真聽、勤思考、愛討論.

(2)知識(shí)掌握牢固, 不是學(xué)過就忘, 對(duì)后續(xù)課程及以后的工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ).

[1]徐自立. 工程材料及應(yīng)用[M]. 武漢: 華中科技大學(xué)出版社, 2007

[2]崔忠圻. 金屬學(xué)及熱處理[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2001