改革《機(jī)械工程材料》課程教學(xué)體系，提高教學(xué)質(zhì)量

《機(jī)械工程材料》是金屬材料成型系列課程和“機(jī)械制造基礎(chǔ)系列課程”中重要的專業(yè)基礎(chǔ)必修課，它既是引導(dǎo)本科生進(jìn)入專業(yè)領(lǐng)域的入門課程，又是學(xué)生掌握基本原理的理論課程。課程要求學(xué)生掌握材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、加工工藝與性能之間的關(guān)系，了解常用材料的應(yīng)用范圍和加工工藝，初步具有合理選用材料、正確確定加工方法、妥善安排加工工藝路線的能力，同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生具有自學(xué)能力、獨(dú)立分析能力的綜合訓(xùn)練課程。

隨著21世紀(jì)科技的發(fā)展，材料科學(xué)領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展階段，各種新材料、新工藝、新技術(shù)和新理論大量涌現(xiàn)，對高等工程應(yīng)用型人才提出了新的、更高的要求。作為新世紀(jì)高科技的支撐，21世紀(jì)機(jī)械類、材料類專業(yè)人才在掌握基本理論的同時(shí)，必須掌握科學(xué)的研究方法，并具有一定的工程開發(fā)和研究能力、創(chuàng)新能力。為了適應(yīng)新的教學(xué)要求，各高校都已將原來的《金屬材料及熱處理》課程改為‘‘工程材料”或“機(jī)械工程材料”，學(xué)時(shí)數(shù)大大減少。在我院，根據(jù)機(jī)械制造設(shè)計(jì)及自動(dòng)化本科專業(yè)教學(xué)大綱的要求，《機(jī)械工程材料》總學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)(其中26學(xué)時(shí)為講授，6學(xué)時(shí)為實(shí)驗(yàn))。在教學(xué)內(nèi)容越來越多的條件下，針對這門課程理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)，基本概念有很多，學(xué)生又是第一次接觸專業(yè)知識，工業(yè)背景知識比較缺乏，感性認(rèn)識較少，理解能力較弱的具體情況，怎樣使學(xué)生學(xué)好本課程，提高教學(xué)質(zhì)量就成了擺在我們面前的一個(gè)重要課題。經(jīng)過近兩年的教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)出為了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面必須做一些適當(dāng)?shù)母母铩?/p>

優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、加強(qiáng)應(yīng)用性

教學(xué)內(nèi)容是衡量教學(xué)質(zhì)量高低的關(guān)鍵性指標(biāo)，正確把握教學(xué)內(nèi)容是提高教學(xué)質(zhì)量和效率的重要前提。

1.教材選用。在教學(xué)中順應(yīng)材料學(xué)科高速發(fā)展和多學(xué)科交叉的趨勢，根據(jù)機(jī)械制造設(shè)計(jì)及自動(dòng)化本科專業(yè)的教學(xué)要求，圍繞教學(xué)指導(dǎo)思想、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)大綱的要求，學(xué)生畢業(yè)后主要從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造工作，要求學(xué)生必須掌握材料學(xué)的基本原理，掌握常用金屬材料的使用性能及工藝性能，同時(shí)材料的選擇與加工也是其必不可少的重要環(huán)節(jié)。所以選用的教材在闡述必要的材料基本理論和基本概念基礎(chǔ)上，要省略掉材料專業(yè)教材中專深細(xì)節(jié)內(nèi)容，重點(diǎn)突出各種工程材料的組織結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用之間的關(guān)系，保證教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性與概括性，以及突出科學(xué)的思維方法與研究方法，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與能力。

2.視實(shí)際情況，把握教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)我們的少課時(shí)又必須達(dá)到教學(xué)目的的實(shí)際情況，教師本人應(yīng)充分吃透教材的內(nèi)容，確定重點(diǎn)章節(jié)及每次課的重點(diǎn)內(nèi)容，才能合理分配教學(xué)時(shí)數(shù)，完成教學(xué)計(jì)劃。重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容講授中分配情況如下：基本理論部分，闡述工程材料學(xué)的基本概念和基本理論，包括材料結(jié)構(gòu)、組織和性能之間的關(guān)系和影響因素；工程材料知識部分，介紹常用金屬材料的成分、組織、性能及其應(yīng)用知識；工程材料應(yīng)用部分，介紹機(jī)械零件的失效與選材知識，以及工程材料在汽車、機(jī)床、石油化工設(shè)備及航空航天器等領(lǐng)域的應(yīng)用情況，做到理論聯(lián)系實(shí)際。

用靈活的教學(xué)方法和先進(jìn)的多媒體教學(xué)手段

“機(jī)械工程材料”課程內(nèi)容龐雜，概念、名詞術(shù)語繁多且內(nèi)容分散，系統(tǒng)性不強(qiáng)，學(xué)生普遍感到這門課程入門比較困難，來不及消化，主次難分，枯燥乏味，難以聯(lián)系實(shí)際。

1.教學(xué)方法的多樣化，提高教學(xué)效果。①穿主線、理順學(xué)生學(xué)習(xí)思路。在課堂教學(xué)中，以材料的成分、工藝、組織和性能之間的關(guān)系這條主線貫穿始終，講授內(nèi)容分合相濟(jì)，變分散為集中，變模糊為清晰，學(xué)生建立了完整體系的概念，保證教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性。②出重點(diǎn)。即通過精心組織課堂教學(xué)內(nèi)容，淡化那些與核心理論無關(guān)的繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和晦澀的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)內(nèi)容的物理意義及其在工程中的實(shí)際應(yīng)用，促進(jìn)學(xué)生對重點(diǎn)內(nèi)容的掌握。③調(diào)實(shí)用。即堅(jiān)持重點(diǎn)培養(yǎng)機(jī)類專業(yè)學(xué)生對不同材料的選用和制定零件加工工藝的能力，為后續(xù)課程打下良好的基礎(chǔ)。④學(xué)生自主學(xué)習(xí)，了解新材料發(fā)展趨勢。為了開拓學(xué)生的視野了解各種新材料、新工藝、新技術(shù)和新理論，教材中有關(guān)這部分內(nèi)容讓學(xué)生通過自學(xué)、查閱資料、相互討論、寫小論文，老師加以指導(dǎo)的方式來進(jìn)行學(xué)習(xí)，既調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性又培養(yǎng)了他們的自學(xué)能力和團(tuán)體合作學(xué)習(xí)的團(tuán)隊(duì)精神。

2.多媒體教學(xué)的應(yīng)用。工程材料是一門建立在實(shí)驗(yàn)觀察和工業(yè)實(shí)踐基礎(chǔ)上綜合性的技術(shù)基礎(chǔ)課，由于其以定性描述為主，圖表、照片多，課程涉及大量的學(xué)生難以理解的微觀組織、微觀結(jié)構(gòu)及相圖方面的知識。傳統(tǒng)手段的授課雖然有一定的優(yōu)勢，但有時(shí)會(huì)產(chǎn)生效率低，表達(dá)不充分、不形象的情況，授課不能達(dá)到較好的效果。由于教學(xué)學(xué)時(shí)大大壓縮，使這個(gè)問題更加明顯，，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)內(nèi)容枯燥、雜亂，概念模糊，思路混沌，難以理解，影響學(xué)習(xí)效果和教學(xué)質(zhì)量。究其原因，主要是教學(xué)中缺乏形象化教學(xué)手段，不利于揭示概念的深刻意義及其內(nèi)部的各組成關(guān)系，不利于提高學(xué)生對工程制造的感性認(rèn)識。多媒體CAI課件具有的形象、生動(dòng)、直觀、動(dòng)態(tài)和充分提供圖文聲像等綜合信息的能力，恰是這門課程最需要的，能顯著加大課堂教學(xué)信息量，簡化信息傳輸轉(zhuǎn)換過程，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的趣味性和吸引力。

例如，鐵碳合金狀態(tài)圖是“成分、溫度、組織”相互關(guān)系與變化規(guī)律的圖解，是最基本的理論基礎(chǔ)，也是進(jìn)行熱處理的理論依據(jù)，內(nèi)涵十分豐富，是本課程的重要內(nèi)容，要求學(xué)生熟練掌握。為使學(xué)生深刻理解其內(nèi)涵，CAI課件在此部分的圖形表達(dá)上，采用逐層動(dòng)態(tài)顯示方式“畫出”并分析狀態(tài)圖，同步逐段展示冷卻曲線的形成與顯微組織的轉(zhuǎn)變，動(dòng)態(tài)顯示隨含碳量不同組織與性能的變化等。采用靜中有動(dòng)的圖解分析方法，在學(xué)生面前展示一幅幅具體的動(dòng)態(tài)景象，逐步揭示狀態(tài)圖的豐富內(nèi)涵，學(xué)生從一張“死”圖中“讀”到了豐富的“活”知識，深切感受到了圖形在綜合理解記憶知識方面的重要作用。這種從抽象到具體，再由具體到抽象的教學(xué)方法，有助于提高學(xué)生對圖形進(jìn)行抽象思維的能力。 如果采用傳統(tǒng)的講授方法，就上面知識點(diǎn)教師必須花費(fèi)大量的時(shí)間而且效果不一定好。多媒體技術(shù)改變了教學(xué)方式，突破了傳統(tǒng)教學(xué)手段的局限，能夠使繁雜變得簡單、使抽象變得具體。從而增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識和學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果課件的使用顯著增加了教學(xué)內(nèi)容的生動(dòng)性、趣味性和吸引力，從而顯著提高了教學(xué)效果與效率。

又如：采用CAI課件能將實(shí)際生產(chǎn)的工藝過程以影像、動(dòng)畫等生動(dòng)的形式表示出來向?qū)W生展示，如：車削加工工藝、淬火工藝、正火工藝等等，讓沒有生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)們能有真實(shí)的認(rèn)知感最終激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。采用CAI課件還能向?qū)W生展示大量的設(shè)備、材料和各類零件的圖片，豐富他們的生產(chǎn)實(shí)踐知識，讓本身死板抽象知識變得生動(dòng)有趣，從而顯著提高了教學(xué)效果與效率，為本課程、后續(xù)課的學(xué)習(xí)和將來的實(shí)習(xí)、工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

所以在《機(jī)械工程材料》課程教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，必須采用先進(jìn)的教學(xué)手段，運(yùn)用多媒體技術(shù)。

重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)

工程材料課程的配套實(shí)驗(yàn)是為了加深學(xué)生對課堂講授內(nèi)容的理解，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決分析實(shí)際問題的能力。

在教學(xué)過程中我們并沒有因?yàn)檎n時(shí)少而放棄實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而是更加注重實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，根據(jù)每階段的課堂教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容教師精心設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，開設(shè)了“材料硬度測量”、“鐵碳合金室溫下組織的觀察”、“碳鋼的熱處理”三個(gè)實(shí)驗(yàn)。通過這些驗(yàn)證性、綜合性實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們有機(jī)會(huì)自己動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備，熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模軌蛟趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)和提出的問題并在指導(dǎo)老師幫助下解決問題，讓同學(xué)們更深刻地理解了課堂講授內(nèi)容，激發(fā)了他們學(xué)習(xí)《機(jī)械工程材料》的興趣，同時(shí)具備初步的工程實(shí)踐能力，實(shí)驗(yàn)教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果。

實(shí)施新穎的考核方式

考核方式能影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性并影響教學(xué)質(zhì)量。考試方式：平時(shí)成績(包括平時(shí)出勤、平時(shí)作業(yè)、小論文成績)+實(shí)驗(yàn)成績(實(shí)驗(yàn)出勤+實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績)+口試成績+期終考試成績。它打破了以往學(xué)生抄作業(yè)、抄實(shí)驗(yàn)報(bào)告等不真實(shí)成績的現(xiàn)象，也打破了用出勤率考核學(xué)生對知識的掌握程度。平時(shí)小論文成績考核學(xué)生自學(xué)和查閱資料的能力；經(jīng)兩屆學(xué)生的實(shí)踐，口試取得了較好的效果，它是學(xué)生根據(jù)老師準(zhǔn)備的問題，經(jīng)幾分鐘準(zhǔn)備后進(jìn)行回答，考核學(xué)生對所學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容的掌握程度，同時(shí)考核學(xué)生的應(yīng)變能力。通過這種綜合考核方式能調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生可以充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢，最終達(dá)到提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量的目的。

為了培養(yǎng)出具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)，又具有工程實(shí)踐能力的符合社會(huì)需求的機(jī)械類本科學(xué)生，作為老師要不斷地總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、相互交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以便指導(dǎo)以后的教學(xué)工作，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果；同時(shí)還要深入廣泛地學(xué)習(xí)，了解本學(xué)課學(xué)科前沿知識，了解最新的生產(chǎn)動(dòng)向，豐富教學(xué)內(nèi)容，使教師本身的知識結(jié)構(gòu)與時(shí)俱進(jìn)，才能培養(yǎng)出滿足社會(huì)需求的學(xué)生。

課程建設(shè)與改革是高等學(xué)校教學(xué)基本建設(shè)的重要組成部分，只有不斷加強(qiáng)《機(jī)械工程材料》課程建設(shè)與改革，才能提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出高素質(zhì)人才。