“材料工程基礎”精品課程建設的思考與探索

摘要課程教學是決定一所學校人才培養、教學質量和教學水平的最基本環節，而課程建設是教學基本建設的重要內容之一。針對“材料工程基礎”課程目前的特點和現狀，結合精品課程建設的體會，對該課程教學內容、教學方法及實踐教學等方面進行了探討，有效促進學生工程能力與創新精神的培養，對其他專業課精品課程建設具有借鑒意義。

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

Thinking and Exploring on Exquisite Course Construction of

\"Basis of Materials Engineering\"

LIU Rongpei， SHI Qingnan， WANG Huakun， WANG Xiaoqi

(Kunming University of Science and Technology， Kunming， Yunnan 650093)

AbstractThis paper is aimed at current characteristics and the status of \"materials engineering foundation\" course， combines with the experience of exquisite courses， to discuss its teaching contents， teaching methods and practice teaching， so as to effectively promote the students' engineering ability and innovative spirit training， and gives some reference to other exquisite courses' construction.

Key wordsmaterials engineering foundation; course construction; teaching reform

1 “材料工程基礎”精品課程的教學現狀

隨著我校材料科學與工程一級學科的建設與發展，“材料工程基礎”逐漸融合成包含金屬、陶瓷、高分子三大材料制備成型過程的技術原理，工藝方法及生產工藝過程的一門專業基礎性課程。該課程要求學生在獲得較廣泛的材料工程基礎知識的同時，掌握材料制備加工過程中的基礎科學原理技能，從而能根據所確定材料的性能、結構和應用要求，提出材料成分構成和制備加工的方案及方法。通過該門課程的理論教學和實踐環節的訓練，要求學生了解材料分類、共性和特性及各類材料工程技術發展現狀和趨勢；理解各類材料工程技術的原理及各種材料工程技術間的關系；熟悉各類材料工程技術的特點和應用范圍；掌握材料制備與合成、材料凝固與結晶、材料成形與加工、材料組織和性能改善、材料連接技術、材料表面技術方面主要方法的工程原理，并能根據產品質量要求合理選擇材料制備與加工方案。

“材料工程基礎”課程作為我校材料科學與工程專業的核心課程，在課程改革、教學內容優化、學生工程實踐能力培養等方面起到了不可缺少的作用。近幾年我國材料加工領域技術發展十分迅速，各種新工藝、新設備層出不窮，相比之下教材內涉及到的工藝和技術相對滯后。教師在教學過程中，積極結合科研工作成果和工程實踐，查閱文獻，收集資料，把材料工程領域的新知識增加到教學內容中。但是這些新知識與原有教材內容還缺乏有機的銜接，特別是一些涉及到跨知識點、跨學科的新技術、新工藝，在講解過程中，難免一帶而過，學生學習之后印象不深，理解也不透徹，影響教學效果。且目前出版的教材受限于各高校的不同培養目標，不同教學計劃及不同定位等因素，教學內容存在一定的差異。因此，對“材料工程基礎”課程改革勢在必行，優化教學內容，改進教學方法和教學手段，強化實踐教學，以滿足材料科學與工程專業人才培養的需要。

2 優化教學內容

課程的教學內容需要具有一定的系統性和擴展性，不同專業方向的學生通過課程的學習能夠建立材料科學及材料工程的知識平臺，為后續課程學習和工程實踐打下基礎。因此，在該門課程的教學中，怎樣突出工科特色，面向社會、面向材料生產企業的需要，進行課程內容和課程體系的規劃和調整很有必要，使該課程的工程特色鮮明，學以致用，能更好地滿足冶金類材料加工企業對高素質工程人才的需要。

在教學內容上，原來主要介紹金屬材料的熔煉、鍛造、軋制、熱處理、焊接 等工藝原理、常用方法、應用范圍及質量控制的基礎知識，以及材料的強化與改性、表面技術等方面的知識內容。根據材料一級學科平臺課程的建設，“材料工程基礎”課程面向金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、材料成型與加工等專業方向，以培養具有優良工程能力和現代工程意識的高層次、高素質、適應時代要求的現代材料工程師為宗旨，以培養所具備的材料工程概念、材料設計、材料加工與制備方法、材料實驗研究、設備儀器應用操作為目的，優化完善課程教學內容。以材料工程基礎、材料加工工藝、先進材料制備技術三部分內容為主體，結合經典與創新并舉的思路，系統地講授材料加工過程的基本原理、流程和設備；結合生產實踐剖析現代材料加工過程的本質、生產控制過程的關鍵環節和控制依據；結合典型的成形設備和工藝流程，從縱向和橫向兩個方面分析材料加工工藝的單元過程與相互關系；與現代工業緊密關聯，隨時了解材料生產工業的科技進步，及時更新教學內容；關注國內外材料工程學科的最新研究成果，吸收國家最新的標準化研究成果，把最新的科研成果引入課堂，注重介紹先進材料制備技術的發展動態、材料加工過程的資源回收利用、壓力加工及精密成型模具設計等深加工方面的知識。目前形成了包括金屬、非金屬、高分子三大材料相關制備加工的課程內容，同時還增加了工程方法和技術經濟方面的內容，拓展了“材料工程基礎”課程的空間，強調材料工程的創新性與新材料開發創造性的結合，并設置相關應用問題，讓學生自主學習，完成應用問題的解決方案和工程措施。鑒于“材料工程基礎”課程涵蓋金屬材料、非金屬材料、高分子材料等材料學的分支學科較多，涉及的知識點多，有效促進學生掌握各知識點，基本原理與工藝融會貫通，了解材料制備、加工和性能優化的各種方法的特性和共性，達到材料工程化單元操作和單元過程的有機結合，構成適合于不同材料的工程化系統。通過課堂教學和實踐教學，使學生掌握材料科學與工程的系統知識，達到“登高而望遠”的學習境地。

3 改進教學方法和教學手段

由于課程學時數的減少，傳統的教學方法和教學手段已難以滿足教學需要，因此，大力開展教改研究工作，在教學中根據實際情況采取靈活多樣的教學方法和教學手段。通過課程教學多媒體教學手段建設、虛擬實驗課程建設、工程化實驗等手段生動、形象地進行理論課程教學，提高學生對理論知識的興趣和掌握程度。

利用多媒體教學資源，采用啟發式、問題式、討論式教學方式，引導學生進入課堂，積極參與互動：在講授時，每位主講教師根據自身的特點，運用簡練、準確、生動、形象的語言，對材料工程的基本原理、基本流程、基本設備、發展趨勢進行解釋、分析、論證，引導學生開展思維活動，使學生獲得知識、發展能力；同時注重理論聯系實際，注重培養學生科學的思維方法和，提出問題解決問題的能力。

靈活利用講授法、討論法、自學法、實驗法等多種教學方法，有效調動了學生學習積極性。大膽嘗試案例教學法，在課程中不斷引入本領域國內外最新研究成果以擴大學生的視野；組織和鼓勵學生到實驗室去直接接觸實驗儀器和設備，強化動手能力，將有關教學內容歸納以考題任務下達給學生，讓同學在查閱大量文獻資料的基礎上，上講臺做報告，激發學生的學習熱情和提高教學效果。

充分利用現代信息技術手段，通過“材料工程基礎”精品課程網站，提供了豐富的教學資源，學生可以遠程登錄進行自學，并可了解有關材料工程方面的發展動態和趨勢；在課堂教學中采用了多媒體教學，編制了與教學內容相關的各種知識模塊的多媒體課件，使課堂講授更加形象生動，取得了良好的教學效果。同時邀請企業和研究所的技術專家和知名教授開設課程講座，直觀而生動為同學講解工程案例，拓展了學生的工程知識和行業視野。采用現代教育技術手段，把現代化材料加工制備企業的生產狀態，先進生產流程，企業概貌展現給學生，培養學生的專業素養和工程意識，幫助學生樹立在材料領域拼搏奮斗的決心與勇氣。

對學生的學習考核貫穿于課程的整個教學過程。學生作業有問答題、課外小論文等多種形式，要求教師認真批改作業。課程考試環節堅持教考分離，并嚴格執行A、B卷，逐步建立了較完備的習題、試題庫，綜合成績由考試成績和平時成績兩部分組成，平時成績根據課堂表現、作業和實驗操作技能、考勤等方面進行考評。

4 改進實踐教學

實踐教學是培養學生實踐能力、創新能力和綜合應用能力的關鍵環節，它在培養學生的實際操作能力、分析問題和解決問題的能力方面起著極其重要的作用。本著以培養和提高學生獨立思考能力、動手能力和解決實際問題能力的目的，針對工程問題強調綜合運用的特點，在課程體系中設計嵌入了實踐教學模塊，使理論教學與實踐教學有機結合。實踐教學環節的設計力求突出基本理論之間的融合、基礎理論與基本方法的結合、基礎理論與實際問題的結合；實踐環節的教學，不僅僅局限于幫助學生對基本概念、基本定理的理解和運用，同時注重于學生解決工程實際問題時綜合運用知識的能力的訓練，充分依托我校材料學科的國家工程中心、省部級重點實驗室和省級分析測試中心資源優勢，通過這種訓練使學生從研究方法到處理問題的能力等方面得到了有益的鍛煉。

嵌入式的實踐教學模塊中單列實驗課程，包括基礎實驗、綜合性實驗及設計性實驗三個部分，各模塊方向的學生根據自己的專業方向和實驗學時要求選擇三類實驗的組合，把它們與“三大實習”相結合，即在課程學習的過程中，適度安排實習，各種模型及設備實地參觀，使學生能夠及時理解基礎理論與工程技術及其應用相互關聯，提高學習興趣，增強教學效果。在實驗教學上突出實驗的技術性、綜合性和探索性，實驗室配備了50余套材料加工領域的教學試驗設備，搭建了學生實踐教學平臺，開設出具有開放性、設計性、研究性的綜合型實驗，拓展學生思維，培養學生科研興趣與能力，較好地解決理論教學與工程能力培養、實踐教學相脫節的問題，在培養學生工程意識、動手能力和團結協作精神方面發揮了較好的作用。

5 結語

課程建設與改革是長期而艱巨的任務，在開展精品課程建設的過程中，應注意處理好傳統與特色、規范與創新、內容與方法、基礎與專業、教學與科研、點與面的關系，將以信息技術為手段，以創建國家級精品課程建設為契機，全面推進教學隊伍建設、實驗室建設和網絡多媒體教材資源建設，發揮優質資源網上共享機制，提高教學水平和教學質量，使“材料工程基礎”課程成為材料科學與工程專業具有一流教師隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理特點的優質精品課程。

參考文獻

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