輪機工程材料課堂教學探討

吳瑜

摘 要： 通過分析《輪機工程材料》課程的內容特點，作者結合本課程的學科特點與教學經驗，通過改進教學手段與考試方式，采取靈活的多媒體授課方式，理論課程與工廠實習相結合，增加專家講座和科學系統規劃復習等教學方法，提高課程教學質量，激發學生的學習熱情，提高學習效率。

關鍵詞： 輪機工程材料 課堂教學 實施方法

一、引言

輪機工程材料是輪機管理及船機修造（包括船舶動力裝置）非常重要的一門專業基礎課。通過本課程的學習，學生不僅可以了解工程材料的研究內容及發展，獲得有關工程材料的基礎理論和必要的工藝知識，為發展先進的制造技術，合理使用材料，正確選擇加工工藝打下基礎，還可了解船機主要零件的選材及熱處理等，為學習其他相關課程及今后從事設計和加工制造工作奠定必要的基礎。

二、實施方法

1.明確課程重要性，激發學生興趣。

好的開始等于成功的一半，第一節課是非常重要的，首先介紹課程重要性，我采取分專業介紹，對于船機修造專業，根據在江蘇現代造船技術有限公司學習和工作經驗，以4000pctc中的相關工作經歷列舉說明工程材料對于生產設計特別是管系選材的重要性，再通過列舉親身經歷的工程案例讓學生深刻體會工程材料這門課是針對材料科學知識進行工程化與實用化的概念。輪機管理專業的學生要根據專業特點，采取與船員資格考核和上船工作緊密結合的授課方式，上課伊始就明確這門課程與其未來的船員資格考試和工作密切相關，是必須掌握的專業知識，讓學生了解該課程在海事局頒布的船員證資格考試大綱中占據的分量和要掌握的內容范圍，使學生從一開始就明確這門課在今后學習與工作生涯中的重要地位，重視對這門課程的學習。此外，在講授課程前，還要強調這門課程是《機械設計基礎》、《船舶機械制造工藝學》、《金屬加工工藝實習》和《輪機維修技術》等后續專業課程的先修課程，學好該課程是今后能順利學好其他專業課的必要條件，以此進一步提高學生的學習積極性，鞏固這門課在學生心中的重要地位。

（1）在教學手段上，通過查找實際工作中相關的資料和案例，積極與有多年豐富經歷的資深船長、輪機長等同事交流，學習其關于輪機工程材料方法的寶貴工作經驗并系統地整理成相關案例分析，讓學生在學習理論知識的基礎上，結合一個個真實生動的案例，加深對知識的理解與掌握，并對今后的工作有更深刻的了解與認識。對于這門專業基礎性質的課程讓學生感覺枯燥厭學的問題，只讓學生重視其重要性還不夠，興趣是最好的老師，只有激發學生的興趣才能促使其積極投入到課堂上。關于這方面采取比較輕松的教學方式，首先強調跟學生的互動，如學習金屬材料這一節中摒除按部就班介紹鐵、銅、銀、金、鋁幾種金屬的性質是什么樣子的，又分別適用于什么領域等照本宣科式的講授方式，首先排列上述幾種元素的發現和應用順序，針對學生的反饋情況提供引導性提示，如建議學生從元素化學活躍性角度分析其在自然界中的存在方式。

（2）通過豐富的多媒體手段把知識生動靈活又綜合化地展示出來，加深其對知識的理解程度，提高學習興趣。如通過視頻介紹我國材料應用的歷史發展，讓學生在聲文并茂的一個個重大歷史事件中了解材料（materials）是人類用來制作各種產品的物質，是先于人類存在的，是人類生活和生產的物質基礎并反映人類社會的文明水平，這種類似于《百家講壇》的演繹讓學生在聽故事的愉快經歷中了解了上述知識點，這種靈活的授課手段對于提高教學質量有重要作用。

（3）通過介紹當前材料科學領域最前沿的信息與發展趨勢，以及與生活息息相關的應用，學生在對這門學科和所代表的尖端發展領域心存敬意乃至產生興趣和學習動力的同時，避免曲高和寡或興趣缺乏的尷尬。如介紹陶瓷材料這種大家常見的生活用具或電工絕緣時，強調在船舶機艙中作為防火隔熱材料的陶瓷棉的應用，引起學生認識到陶瓷材料在自己專業背景中的重要性。此外，還可以拓展到其在特種材料領域中的應用，如光纖、磁懸浮列車的超導材料、磁性材料、形狀記憶材料、信息材料等各種功能材料，在拓展學生知識面的同時提高其學習興趣。

2.通過提問加深印象，改革考試方式。

在具體的授課手段方面，在每章開始時設置一個或幾個引導性問題，讓學生帶著問號開始學習，從最開始就抓住其思考的脈絡。如在講授金屬材料的性能時從泰坦尼克號事件和1943年美國T-2油輪發生斷裂事件開始，讓學生帶著這兩個著名的海難事件為什么會發生，金屬材料的性能在其中起了什么樣的作用這樣的問題開始學習，在學習中不斷思考上述兩個問題，在學習中自己根據講授的知識找尋答案，就是這章所要講授的重點，這樣就能有效調動學生主動思考，加深對知識的理解。又如鋼鐵生產時鋼和鐵的區別是什么，學習煉鐵時可以問焦炭和煤炭的區別，純銅什么顏色，等等，這些平常學生很少注意的簡單現象和問題都蘊含很深刻的材料學知識，學生發覺這些看似很簡單卻難以回答的問題時，會自然產生求知欲或者興趣，而把這種興趣加以引導，就能很好地調動學生的學習積極性。在考核手段方面，針對學生普遍存在期末突擊復習應付考試的現象，改進考試方式，平時成績和期末成績各占一半，平時成績主要以測驗成績為主，測驗題綜合了國際海事組織（IMO）于2011年修訂的STCW78/95公約馬尼拉修正案和《中華人民共和國海船船員適任考試和評估大綱》的要求，參考學院輪機長的意見，針對性地編制了涵蓋各個章節的測試題。每章一次小測驗，記錄到期末成績里面，有利于學生保持學習注意力，并杜絕個別學生大段課程落下造成無法跟上的問題，在客觀上促使學生平時上課更認真，出勤率得到保證。

3.有效運用多媒體。

該課程涉及的知識和內容多，概論抽象，學生普遍認為該課程乏味枯燥，邏輯性差，因為實驗條件限制，除了材料的力學性能實驗外，提供給學生自己動手的實驗（如金相組織圖）較少。金工實習課時有限，船舶認識實習因種種原因被安排在本課程之后進行，這種先上理論課后實習的現狀導致學生對輪機設備缺乏直觀認識。在課上多采用視頻、表格、flash，如講到工業用鋼里面鋼的牌號時，減少單調的文字描述，將材料的牌號、熱處理過程、在船舶上面的主要用途與在船上拍攝的實物圖相對應，加深學生的直觀感受、記憶和理解。運用視頻和圖片不僅能夠幫助學生理解，還能夠減少板書時間，增加每節課的講授內容，提高教學效率。

4.加強實踐環節，理論與實踐結合。

理論與實踐相結合是提高教學質量的必要條件，努力為學生提供更多的到車間、工廠、企業參觀認識實習的機會。如針對船機修造專業的學生，提供到造船廠的車間、生產設計部門見習的機會，對于輪機管理專業的學生，提供其到遠洋船舶上船見習的機會，讓學生在盡早熟悉和體會本專業未來的工作環境與特點的同時，將課本的理論知識與船舶上面工程材料方面的應用實例相結合，進一步加深對所學知識的理解，融會貫通。

5.開展專題講座。

利用課余時間，邀請行業內資深的輪機長及高級工程師分別針對輪機管理和船機修造專業的學生開展專題講座，除了介紹現有的傳統工程材料在船上的運用外，還有輪機工程材料領域的發展前沿，如陶瓷材料、高分子材料和復合材料在船舶建造上廣泛應用的趨勢，添加材料的應用現狀、研究動態和發展趨勢等不同的專題。從本行業資深專家和從業人員的角度對本課程進行解讀，保證在學生學習相關理論知識的基礎上，視野和專業思維在廣度和深度方面同時得到提高，專業素養得到提高，大大提高學生的學習興趣與積極性。

6.歸納知識點，調動學生積極性。

輪機工程材料是一門理論性強、內容知識點多而瑣碎的課程，這給學生造成了死記硬背的印象，讓學生失去學習興趣，這門課關于知識點的歸納和總結非常重要。針對上述問題，采取每次課后五分鐘提煉本課重點內容，將其歸納為簡潔明了的邏輯圖表，幫助學生掌握和記憶知識點；下次上課前五分鐘通過上述圖表恢復記憶，并指出其與本次課程知識點之間的關系，用這樣的方式串聯看似瑣碎但具有內在聯系的知識點。如簡化五個合金相（奧氏體、鐵素體、珠光體、滲碳體、萊氏體），熱處理方式（正火，退火、淬火、回火），6種鐵-滲碳體室溫組織，4種類型的銅、鋼和鐵的牌號，等等，將復雜的內容通過簡單的方式表示，實際應用該方法明顯加深學生對知識點的理解和記憶，深受學生喜歡，客觀上調動了學生的積極性。此外，嘗試讓學生在每章結束后自主繪制知識要點邏輯圖，并上講臺展示，提高了學生的課堂參與度，學生在緊張的思考之余，潛移默化地明晰了所學知識點的邏輯關系，加深了理解。另外，到講臺上演示的同學，其對知識的掌握更深入，鍛煉了表達能力。

三、結語

作為考證課程的《輪機工程材料》，改革以往的教學內容、考試方式和教學方法，使其滿足STCW78/95公約馬尼拉修正案（11規則），明確教學目標，在識別材料的基礎上能夠合理選用材料，在傳授知識的同時培養學生對知識的好奇，使其主動學習、思考，教師在其中所要扮演的角色是引導學生發現問題，并加以引導和提供必要的知識，讓學生自主解決問題，在此過程中完成對知識的了解和掌握。

參考文獻：

[1]滿一新.輪機工程材料.大連海事大學出版社，2008.