“工程材料與熱加工”課程教學改革與實踐

李書偉　朱龍英　呂紅明

摘要 根據辦學定位和人才培養目標,結合教學實踐,對“工程材料與熱加工”課程進行定位,分析研究課程內容與特點,實施“以學生為本,突出應用,注重工程意識、背景和能力的培養”的教學改革,取得初步成效。

關鍵詞 工程材料;熱加工;教學改革

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼: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”是鹽城工學院最早面向機械類專業開設的技術基礎課,本課程初為“金屬材料及熱處理”,隨著工程材料與工藝的發展,增加非金屬材料、功能材料、新材料新工藝、失效分析等內容。后來根據國家教學指導小組的有關文件,為使學生建立材料及其使用的整體概念,把“機械工程材料”與“材料成形技術基礎”整合為一門課程。

近年來,課程組全體教師以課程建設為核心,團結一致,積極探索和采用各種教學方法,在教學過程中逐步建立起“以學生為本,突出應用,注重工程意識、背景和能力的培養”的教學理念,進行課程教學改革實踐,取得較好的效果。

1 課程定位與目標

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

課程目標是培養學生正確選用材料、合理加工材料的能力,熟悉常用材料的結構特點和基本特性,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工藝,在知識結構、分析問題能力、解決問題能力等方面進行素質培養,為后續有關課程學習和工作打好基礎[1]。

2 課程內容與特點

本課程主要介紹材料的成分、組織、結構、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,材料的環境友好選擇和加工使用。課程的難點是材料的組織轉變,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、材料的結構、材料的凝固與結晶組織、材料的變形與強化、鐵碳合金相圖及應用和鋼的熱處理等;2)常用工程材料的基本知識、特性與應用,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用;4)金屬材料熱加工基礎知識,包括金屬的液態成形、金屬的塑性成形和連接成形。

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

3 教學改革與實踐

經過多年的教學實踐,教學過程中注意做到:突出結構材料一重點,強調材料選用與加工處理兩方面,處理好點、線、面三關系,貫穿成分、狀態、組織和性能四要素。從以下幾方面著手提高該課程教學效果,培養學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新意識的應用型人才。

3.1 完善教學文件,規范教學行為在充分調研、征求意見和課程組成員總結商討的基礎上,分析課程在學科的發展和專業課程體系中的地位與作用,研究課程知識體系,根據本校教學實際情況,結合課程組多年的教學經驗和教訓,借鑒別人成功事例,明確課程定位和課程目標,修訂教學大綱,制定完備、科學的課程教學指導文件,規范教學行為。以此做到課有教學設計(內容、板書、起轉、舉例和總結等),并及時記載以便完善提高。

3.2 整合教學內容,體現跟新應用在教學內容改革上,采取刪減、增加和側重的措施。一般教材得考慮知識體系完整,因此講授內容要有所選擇、刪減,理論以夠用為度,轉變強調課程理論的系統性和完整性的教學觀念,抓住主要內容,突出重點,解決難點;增加新材料、新工藝及新技術等先進知識,隨著計算機等現代科學技術的日新月異,增加與現代科技相融合的新內容;根據不同專業的特點和專業方向的需求,對教授內容進行適當調整側重?？傊?體現應用型教學特點,課程講授盡可能結合工程實際,注重選材、用材,突出實踐需求。

3.3 注重實踐環節,加強能力培養通過課程實驗,培養學生學會根據實驗目的、實驗內容及實驗設備擬定實驗步驟,進行實驗并分析思考,完成實驗報告,形成科學的實驗態度。遵循“實踐——理論——再實踐”的規律組織教學,通過“教師設疑、演示講解——學生操作、提問——教師總結、再設疑”循環達到理論上夠用、實踐操作能力加強的教學目的,掌握本課程的常用實踐和基本操作,培養學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生預約開放,進一步訓練學生運用材料的能力。

3.4 豐富教學方法,調動學生積極性抓住教學內容的重點和難點,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、討論、事例、演示等方法啟發學生。如講授“結構鋼”時,為了使學生掌握不同結構鋼常見用法,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,采用設疑、置問、討論等,引導學生發言討論,激發學生的學習熱情。

3.5 利用現代手段,豐富教學資源課程理論教學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;將課程的教學大綱、教學進度表、教案、多媒體課件等教學文件上傳到校園網,供學生隨時學習和查閱之用;在學校網絡學堂或通過QQ,與學生進行交流、答疑輔導;將教師的電子郵箱提供給學生,讓學生有問題可以通過電子郵件進行交流;教師在網上開設個人博客,與學生交流互動,增強學生學習的自主性。

4 改革效果與不足

通過以上教學改革實踐,經過多年的探索、總結和積累,課程教學水平和教學效果得到較大提高。

鹽城工學院該課程6名主講教師,年齡主要集中在35～45歲,具有一定的教學和實踐經驗,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位,學緣結構合理,形成一支綜合素質較高的師資隊伍;聚課程組成員集體智慧,積累和傳承傳統經驗,已經形成教學大綱等較完備的教學指導文件,開展聽課交流、集體備課等,形成統一的課件等教學文件;新建實驗室100多平方米,增添儀器設備,充分保證實驗教學。后續的機械設計課程及畢業設計表明達到預期的教學效果,培養學生材料應用方面的工程背景,提高學生選材和用材實際能力,連續幾年學生對教師教學的測評成績都比較高,2007年獲得校級精品課程建設立項,今年即將接受學校精品課程建設評估。

雖然在課程教學改革方面做了一些工作,但仍有不足,如:教材建設相對滯后,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展,課程教學內容需要經常進行更新;課程組成員還需進一步提高教學水平、學術水平和工程實踐能力。

參考文獻

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

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