《工程材料》教學中工程能力的培養*

鄒 慧 紀朝輝 馮日寶（中國民航大學理學院 天津 300300）

《工程材料》教學中工程能力的培養*

鄒 慧 紀朝輝 馮日寶
（中國民航大學理學院 天津 300300）

《工程材料》作為一門專業基礎課，培養和強化學生的工程能力是教學的首要目的。結合本校專業特點，對課程教學實踐進行探索，旨在尋找更好的教學改革方法，充分發掘學生的工程實踐能力。本文從工程能力的定義出發，概述了《工程材料》課程的特點，分析了該門課程教學中存在的問題，結合教學實踐，著重闡述了在教學方法、形式及與實踐實習有機結合等環節中強化培養學生的工程能力的思路和措施。

工程材料；工程能力；實踐教學

《工程材料》是我校材料物理專業和飛行器制造工程專業都開設的一門專業基礎課，在人才培養計劃中起到專業知識與專業實踐相銜接的作用。其主要內容包括：材料的結構和性能、主要的材料類型和特點、機械零件的時效與選材原則、典型工件的選材及工藝路線設計、工程材料的應用等。其任務是：使學生獲得有關工程材料的基本理論和基本知識，具備根據機械零件的主要失效形式、適用條件及性能要求，對結構零件進行合理選材并制定零件工藝路線的初步能力。

本校開設此門課程的相關專業畢業生大都輸送到我國民航企業就業。近年通過對畢業生和用人單位的調查發現，學生對于本課程的理論學習都比較扎實，但也存在動手能力較差，工程實踐技能薄弱等問題。基于以上因素，我們認為有必要結合行業特點，針對《工程材料》課程教學過程中存在的主要問題，提出具體的改進措施，加大學生的實踐能力和實踐技能的培養，以促進學生工程能力的發展，滿足社會和民航業對工程技術人才的需求。

工程能力的定義

工程能力就是綜合運用所學知識解決工程實踐問題的能力，包括兩部分內容，即基于實踐的綜合思維能力和面向實踐的較強動手能力。前者要求學生能系統地掌握理論知識，并將其與實踐密切結合起來，在實踐基礎上融合、升華，否則只能不得要領地了解或強行記住一些書本知識的片斷，在實際問題面前往往束手無策。后者要求能運用所學知識解決工程實踐問題，在分析和解決工程實踐問題時，不僅能依靠基礎理論，還應善于借鑒別人的經驗或成果，可以有探索和創新，但不能脫離實際憑空臆造，是檢驗素質教育成效的關鍵性指標。在實踐性教學中我們也要遵循這一原則，培養具有實踐性、綜合性、創新性的工程技術人才。

《工程材料》實踐教學存在的主要問題

長期以來，在“高等學校應以理論教學為主，實踐教學為輔；理論教學體現了學術性，實踐教學是理論教學的一個環節、一個補充”等思想觀念的指導下，實踐教學未能擺到應有的位置。這導致在課程實踐教學中存在如下問題：

《工程材料》課程的特點是知識量大，涉及面廣，系統性差 各類材料自成體系，缺乏聯系，彼此之間差異性很大，使學生在學習過程中面對形形色色的材料，不知道如何理順知識體系，有些無所適從。基本概念多，有大量的術語和定義，學生掌握難度較大。其內容的廣泛性決定了其教學任務重，專業課程實驗教學和理論教學同步進行，實驗教學依附于理論教學。在教學大綱允許的時間范圍內很難有充足的實驗教學學時，如材料物理專業該門課程總學時為36學時，實驗學時僅為6學時，這就存在著教學內容廣泛與實踐時間有限之間的矛盾。

實踐經費投入相對不足，且《工程材料》專業實驗所涉及的儀器設備種類廣泛、價格昂貴 作為新專業，如飛行器制造工程專業，或者是單一發展的專業，如材料物理，很難在短時間內解決儀器設備齊全的問題。這就造成實驗室建設和設備更新緩慢，實驗室和實驗設備不足，實驗條件受限，學生的實踐也只能維持在較低水平。

實踐教學途徑單一，不能滿足工程能力培養的需要 課程的實踐教學手段主要是通過課內實驗進行，但課程實驗只是為驗證理論課的某些內容而設立，很難達到培養學生開拓與創新的工程能力的目的。

培養學生工程能力的主要措施

根據《工程材料》課程的特點并結合學生專業學習情況，經過近年來的教學和實踐，我們認為調動學生學習該課程的積極性，提高學生工程實踐能力應從以下幾方面入手：

引入工程實例教學，提升學生分析和解決問題的能力 在理論教學中引入相關工程實例，努力把企業生產一線正在使用的新技術和現有技術存在的問題引進教學中。教給學生求索知識的方法和應用知識的能力，了解在生產中涉及的一些理論知識，教導學生如何運用工程思維進行問題分析。實例教學內容要著眼于工程師的材料學基本訓練，即讓學生掌握機械零件、工程構件在不同服役條件下的失效形式，使學生了解機械零件使用條件和性能要求，同時使學生感受到學習本課程的作用。例如，在介紹金屬材料時，針對本國民航維修企業實際工作中涉及的材料大都為國外進口材料，與國內材料體系存在很大差別的現實情況，重點以材料的牌號為例，說明國外與國內材料在分類、牌號及應用上的差別，從而使學生在今后實際工作中對國內外不同牌號材料的特點有一個初步的認識。另外，通過實例介紹還可以對學生進行形象化教學，盡可能貼近工程實際。機械零件的失效分析這部分內容由于與實際生產聯系較為緊密，而學生對零件的工作環境、失效形式、失效分析的基本方法和設備知之甚少，所以，學生反映較難理解。通過結合民航維修中飛機零部件的失效實例，采用多媒體課件介紹飛機發動機、起落架典型失效部位照片、分析流程及檢測設備等內容，既能解決課內實驗學時少、設備不足的問題，又可以加深學生對這些知識的感性認識，提高學生的學習興趣和學習效果。

開展專題討論，促進學生工程意識的形成 課堂討論也是在課程教學中向學生傳遞工程概念的一個重要環節。在教學中可根據課程的重點和難點，開展鐵碳相圖、材料的選擇和使用的專題討論課。通過教師提前將討論的要求和內容布置給學生，引導學生練習查詢材料性能的技能，同時通過討論，使學生建立起材料學習的知識結構，學習材料的成分，整理出生產工藝、技術性質、國家和行業標準的規定、試驗檢測方法、應用的整體學習主線。并以此做到正確和合理地選定材料，安排合適的加工工藝，從而進一步培育學生的材料工程意識，促進學生大工程觀的形成。

加強《工程材料》課程與實踐實習環節的銜接 本專業的工程實踐教學環節包括金工實習、認識實習、生產實習。其中認識實習在第五學期開設，金工實習、生產實習都在第六學期開設。金工實習一般安排在第8周進行，這時“工程材料”教學正在進行，可以將鋼的熱處理、切削刀具的選材及機床的選材等知識貫穿于金工實習中。而當講到復合材料時，又可以與在第五學期學生去波海復合材料有限公司進行認識實習的情況結合起來，在學生已有的感性認識基礎上，重點介紹航空復合材料特點、加工工藝及失效原因。對于教材中航空航天器用材部分，可以與學生去沈陽黎明發動機集團進行生產實習相結合，把一些相關問題留給學生，讓學生帶著問題到企業生產實習，調查一下實習企業內部機器和產品的材料性能如何。這樣就將《工程材料》這門專業工程基礎課與實踐、實習環節”有機結合起來，既有利于培養學生勤于思考的習慣和形成理論聯系實際的學風，也能縮短學生對知識由感性認識上升為理性認識的過程。

改革課程考核模式，引導學生成為工程實踐的主體 考核是學生學習效果與教師教學質量的檢查與體現，傳統的教學考核重點是考查學生對理論知識掌握程度，這是很不全面的，還應加強對學生實踐能力的考核。實踐考核除了常規的課內實驗考查外，還應鼓勵學生主動進入實驗室，參加大學生科技立項或參與教師科研課題的研究活動及參加學術報告等各種科研活動，并在課程成績考核時增加科技活動的分數，與常規實驗一起作為期末總成績，以提高學生進行工程實踐的積極性。

在《工程材料》的教學中加強實踐教學，重視學生工程實踐能力的培養，是實現教學培養目標的主體教學任務之一。在教學實踐中，應進一步優化教學內容，改進教學方法，充實多媒體課件，完善實踐性教學環節，促進學用結合。同時課程實踐教學改革又是一項綜合性和系統性的工作，不僅需要教與學的相互配合，還需要其他各有關方面的支持與配合，在多方面的共同努力下實現培養應用型高級人才的目標。

[1]杜培榮，鄭茗元，韓立新.從基礎力學課程的教育中培養學生的工程素質[J].高教論壇，2007，（2）：79-81.

[2]沈傳波.《石油勘探構造分析》課程實踐教學探討[J].長江大學學報（自然科學版），2008，5（1）：321-323.

[3]劉小雄，章衛國，侯明善，等.《飛行控制系統》課程實踐教學探索[J].中國現代教育裝備，2008，62（4）：112-113.

[4]聶偉安，龍立平，熊文高，等.“實踐—認識—再實踐”教學方法在化學反應工程教學中的應用[J].化工高等教育，2007，97（5）：86-88.

[5]周如金.《食品工程原理》教學中工程素質的培養[J].廣東化工，2009，36（3）：112-113.

[6]鄭舉功，楊婷.材料科學與工程專業實踐性教學的探索[J].化工高等教育，2005，84（2）：24-26.

G712

A

1672-5727(2011)05-0088-02

鄒慧（1976—），女，吉林松原人，在職博士研究生，中國民航大學副教授，研究方向為材料表面處理。

*本文系中國民航大學教育教學研究課題《跨學院課程〈工程材料〉的建設與改革》（課題編號：xj2010029）的階段性研究成果