“工程材料力學性能”專業(yè)課程教學方法與改革

歐陽春　喬巖欣　張新龍　劉珍光

【摘 要】工程材料力學性能是以理論基礎(chǔ)和應(yīng)用實踐相結(jié)合的專業(yè)。本文針對焊接專業(yè)設(shè)置特點及學生現(xiàn)狀，對其專業(yè)教學內(nèi)容和教學方法進行了分析和探討，提出激發(fā)學生專業(yè)學習興趣，引導學生課外應(yīng)用實踐，提高學生分析問題和解決問題能力的方法。

【關(guān)鍵詞】工程材料力學；焊接；教改；工程師教育

中圖分類號： TB30-4；G642 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）17-0096-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.17.047

【Abstract】The mechanical properties of engineering materials are based on the combination of theoretical basis and application practice. Based on the characteristics of the welding profession and the status quo of the students， this paper analyzes and discusses the professional teaching content and teaching methods， and proposes ways to stimulate students professional learning interest， guide students to apply extracurricular applications， and improve students ability to analyze and solve problems.

【Key words】Engineering material mechanics；Welding；Teaching reform；Engineer education

工程材料的力學性是指各種載荷作用及服役條件下的力學性能，其中內(nèi)容包括：金屬的單向靜拉伸載荷下的力學性能、應(yīng)力-應(yīng)變曲線、彈塑性變形、金屬斷裂、金屬在其它靜載荷下的力學性能、金屬的壓縮與變曲、金屬的扭轉(zhuǎn)、金屬缺口試樣靜載荷試驗、金屬沖擊載荷下的力學性能、金屬彎曲和沖擊韌性、金屬低溫脆性及金屬斷裂韌度等。其內(nèi)容綜合了材料科學和工程中材料性能的重要組成部分，這些內(nèi)容在材料的實際應(yīng)力中起到關(guān)鍵作用。因此，該課程一方面幅材料科學基礎(chǔ)，工程力學等理論內(nèi)容衍生而來，另一方面，這些基本概念和定理可以直接用來解決工程實際問題。工程材料力學性能這門課題以其自身特點以及人才培養(yǎng)目標，結(jié)合新時代互聯(lián)網(wǎng)遠程教學新手段，須要優(yōu)化教學內(nèi)容，改革教學手段，更新教學方法。充分利用互聯(lián)網(wǎng)平臺和實際教學環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生的綜合能力。形成豐富的教學內(nèi)容、鍛煉學生實踐能力、注重材料力學性能這門學科前沿知識，引導學生學好此課程知識，對于提高學生學習主動性、學生分析問題解決問題的能力十分重要。本人結(jié)合數(shù)年來對材料力學性能的教學實踐，對本課程的教學教育改革進行了初步的探索。

1 工程材料力學性能專業(yè)課程的特點及學生現(xiàn)狀

目前，中國高等學校教育課程教學體系仍然以教師授課為主，學生以被動聽課為主。在大學課程體系下，大學前兩年以基礎(chǔ)課、通識課為主，在大學三年級才開始接觸專業(yè)課及實踐課程，而大三下學期大部分學生面臨著報考研究生而進行的課程復習、大四上學期又需要花費大量時間和精力從事尋找合適的工作，大四下學期又需要從事畢業(yè)設(shè)計。因此，本專業(yè)的學生學習專業(yè)課程僅有約一年的時間。在這有限的時間里，還需要學習金屬材料、材料科學基礎(chǔ)等專業(yè)理論課。近二十年來，中國高等教育進行了跨越式發(fā)展，高等教育大眾化，而且越來越多的大學需要面向企業(yè)培養(yǎng)高級工程師。另一方面，中國的錄取制度和地域差距較大，學生數(shù)量增多的同時，學生學習能力參差不齊也給課程教學帶來了一定困難。而且這站課程與工程實踐緊密聯(lián)系，與日常生活體驗相距較遠，學生學習興趣和動力較弱。所以在該課程的實際教學當中，學生缺乏積極學習態(tài)度，學生興趣容易受到移動互聯(lián)網(wǎng)上游戲、視頻、短視頻等新興娛樂方式影響，失去了對傳統(tǒng)工科內(nèi)容學習的興趣，學生對課程的學習處于被動學習狀態(tài)，以期末突擊復習來應(yīng)付最終課程內(nèi)容考核。

2 工程材料力學性能課程教學內(nèi)容的改革

課程教學內(nèi)容是反映了教學目的和人才培養(yǎng)目標。教材是教學內(nèi)容最重要的載體，選用好的教材是教學質(zhì)量的根本保證。目前有關(guān)工程力學材料性能的教材比較少，主要從工程力學和材料力學中選取部分內(nèi)容進行綜合搭配，結(jié)合工程實際來編制教學文本。因此，教師需要針對不同應(yīng)用場景進行分析和整合，根據(jù)工程力學和材料力學等理論知識，進行理論聯(lián)系實際教學方式，由淺入深和循序漸進的科學教學方式，使學生能對所學知識進行融會貫通。工程材料力學性能面向焊接專業(yè)方向的學生，需要結(jié)合焊接等相關(guān)知識，除了前面四章節(jié)有關(guān)材料在一次加載條件下變形和斷裂過程，所測定的力學性能指標來評價零件在服役過程中的抗過載失效能力或安全性，在第5-8章節(jié)中論述了疲勞、應(yīng)力腐蝕、磨損等與時間相關(guān)的失效方式，最后9-11章節(jié)講述陶瓷、高分子材料和復合材料的力學性能。只有其中的5-8章節(jié)與腐蝕防護內(nèi)容緊密相關(guān)，針對這部分內(nèi)容，需要結(jié)合焊接材料相關(guān)知識進行綜合性闡述，同時讓學生參閱相關(guān)其它焊接技術(shù)相關(guān)知識，進行自學。以此激發(fā)學生學習主動性，提高學生學習興趣。

3 工程材料力學性能教學方式改革

工程材料力學性能具有較強的工程實踐性，需要學生學習抽象的理論知識同時學習其實際應(yīng)用的實踐性知識。作為課程教學的輔助手段，在課程中期，安排學生進行創(chuàng)新性實踐課程，通過學生自主選題，以團隊的形式進行課外實驗，以此實驗結(jié)果在課堂上進行分享，撰寫實驗報告和課程教學大綱。培養(yǎng)學生動手能力、以及提高在實踐環(huán)節(jié)利用所學知識解決問題能力。最后，通過學生點評和老師分析，對課外實踐進行分析總結(jié)，從中吸取經(jīng)驗教訓，培養(yǎng)出具有科學素養(yǎng)和創(chuàng)新實踐的綜合性人才。

面對中國當前發(fā)展階段以及提出的中國制造“2025”，培養(yǎng)工程師人才是當務(wù)之急。這就需要學校與企業(yè)緊密結(jié)合，教師需要在企業(yè)進行鍛煉培訓，學生需要到企業(yè)進行為期二至三個月的實訓，才能解決當前走馬觀花式的企業(yè)生產(chǎn)實踐課程。需要走進企業(yè)第一線，直面企業(yè)在生產(chǎn)中面臨的技術(shù)難題和工藝流程優(yōu)化，同時激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和工程實踐能力，為將來快速地適應(yīng)工程師職業(yè)發(fā)展路徑提供一條科學培養(yǎng)策略。

4 結(jié)束語

工程材料力學性能是以理論結(jié)合實踐的專業(yè)課程。通過對該課程的學生現(xiàn)狀，分別就課程教學內(nèi)容和教學方法進行了初步地分析和討論，并提出了改革方向，最終目標是培養(yǎng)一個有科學素養(yǎng)和實踐應(yīng)用能力的綜合性人才，服務(wù)當前中國制造“2025”建設(shè)任務(wù)。

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