機械工程材料基礎實驗教學改革探索

段朋云 吳儉 石培蕾

【摘要】分析了機械工程材料基礎實驗的教學現狀，針對現有實驗教學中存在的問題，通過教學錄像和互動教學系統等多媒體方式的使用，從教學模式和教學內容上進行了改革探索，提高了實驗教學質量，強化了基礎實驗技能訓練，為學生進行綜合實驗實踐能力的提高和創新能力的發展打下了堅實的基礎。

【關鍵詞】機械工程材料 ?基礎實驗 ?教學改革

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）11-0224-01

1.引言

《機械工程材料》是高等學校機械類和近機械類各專業的重要技術基礎課，目的是學生獲得工程材料的基本理論知識，這是一門理論性和實踐性都很強的課程，通過實驗能加深學生對理論知識的理解、鞏固和提高。但傳統的機械工程材料實驗教學存在著一些問題和不足，為了發揮實驗教學的作用，保證其質量，進行有意義的教學改革非常必要。針對原來實驗教學不足之處，本文從實驗內容與模式等方面進行了一定的改革和探索。

2.原實驗教學的現狀分析及存在問題

目前的實驗模式多為學生按照制定的實驗指導書和實驗報告上的內容，在實驗老師的指導下按部就班的完成實驗操作，如此一來存在諸多問題，學習與實驗的過程中往往缺乏主動性和積極性，對于驗證性實驗和認知型基礎實驗，理論印象不夠深刻，對實驗的認知與理解模糊，實驗準備不足，實驗技能不能全面掌握。

3.實驗教學的改革措施

為了使學生更好的理解和掌握理論課上所學的基礎知識，傳統的機械工程材料實驗將部分課程知識轉化為實驗驗證，這對學生打下扎實的基礎專業知識和技能很有必要，同時機械工程材料基礎實驗在學生機械綜合實驗知識和能力的培養中占有十分重要的地位，學生通過基礎型實驗的訓練，對其機械綜合實驗能力的提高、工程能力和自主創新能力的培養也有很大的幫助，為了使學生在基礎實驗的過程中提高積極性和主動性，對實驗的認知和理解更加清晰深刻，我們從教學以下幾個方面進行了探索：

3.1 教學方法的改革

教學錄像片能集文字、圖像、聲音、動畫于一體，真實的反映實驗環境和儀器設備操作，易于激發學生身臨其境的參與感，是進行實驗展示與溝通的重要手段。實驗教學過程中使用優秀的教學錄像片，能使同學們清晰的認識到實驗儀器設備的結構，輕松有趣的掌握儀器設備的操作步驟，比如在進行金相試樣的制備實驗時，利用錄像片使學生能清晰明確的學習到試樣制備的步驟，認識相關實驗設備。

3.2 教學模式的改革

實驗中鐵碳合金組織觀察與認識為典型的認知實驗，多數的認知實驗教學模式為說教式，為了發揮學生在實驗中的主體與主導地位，實驗室引入了金相網絡數碼互動教學系統，該系統包括教師端和學生端，集成多方面軟件，能進行圖像分析、實驗考查、自主選課等。學生在完成金相試樣制備后，可以獨立進行圖像采集、組織分析和形態測量等操作，并能根據不同材料的要求，選取各個模塊進行分析?；咏虒W系統既能播放教師機上的教學活動，也能轉播某個學生機的典型畫面，實驗中同學們相互配合協作，采集不同材料的金相組織照片，老師和學生們就能利用轉播查看每個同學制備的金相試樣組織照片，在有限的時間內獲得更多的信息。同時加入研討環節，讓學生參與教學[1]，利用所學知識對其實驗結果進行分析和講解，老師補充完善，學生能獨立思考并分析問題，并鍛煉語言組織表達能力，相對于傳統實驗教學模式，這種教-學互動系統更加方便靈活，高效實用。

3.3 教學內容的改革

傳統的機械工程材料基礎實驗使用的試件材料多為碳鋼，隨著科技的進步和發展，新型材料不斷涌現，在兼顧最基本的傳統實驗材料同時，結合工程實際應用，在實驗中引入科技前沿新型材料，使學生在實驗室提前有機會接觸一些新型的工程材料，例如鑄鐵的組織觀察和認知實驗使學生了解到機床床身所使用的材料多為灰鑄鐵，隨著節能減排、綠色制造的提倡，新型材料如樹脂混凝土、天然花崗巖等[2]越來越多的應用到機床床身當中。在實驗內容中加入新型材料，或者學生自己選擇感興趣的材料進行實驗，使實驗內容與技術發展、工程問題相結合，令學生對實驗更有興趣，印象更為深刻，并體會到實驗的實用性[3]。

4.結束語

本文在教學模式和內容上對機械工程材料實驗進行了改革探索，引入了多媒體互動教學系統和教學錄像，并對實驗中使用科技前沿新型材料進行了初步探索，實驗教學改革與工程實際、科技創新相結合，使得學生實踐動手的積極性和主動性大大提高，促進學生自學能力、實際工作能力、科學研究能力和創新思維能力的培養，使學生在知識和能力方面都得到全面發展。

參考文獻：

[1]劉靜，周曉玲，汪中厚.淺談工程力學教學中實踐與創新能力的培養[J].上海理工大學學報（社會科學版），2013，35（2）：177-180.

[2]張橫.機床大件結構優化設計方法研究[D].上海：上海理工大學，2014.

[3]褚超美，朱堅民.產學研合作培養工程應用型人才的探索與實踐[J].上海理工大學學報（社會科學版），2013，35（1）：72-75.