獨(dú)立學(xué)院《工程材料》課程的教學(xué)改革研究

萬軼++蘇銘

摘 要：本文分析了《工程材料》課程的教學(xué)現(xiàn)狀，提出了具有主動(dòng)性實(shí)踐的教革措施，通過因人施教的教學(xué)手段，利用校企合作的資源進(jìn)行實(shí)例化教學(xué)，增設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)，改革課程的考核方法，以期推動(dòng)獨(dú)立學(xué)院高級(jí)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：工程材料；教學(xué)改革；主動(dòng)性實(shí)踐

1 引言

工程材料學(xué)是我院面向機(jī)械、車輛及工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握常用工程材料的分類、特點(diǎn)及用途等基本知識(shí)，并具備對(duì)實(shí)際工程結(jié)構(gòu)零件進(jìn)行合理選材、制定加工路線及工藝規(guī)范的初步能力；同時(shí)，新材料的發(fā)展日新月異，課程講授的內(nèi)容緊跟當(dāng)今科技的發(fā)展，使學(xué)生掌握的知識(shí)與時(shí)俱進(jìn)。本文針對(duì)工程材料學(xué)在現(xiàn)有教學(xué)過程中存在的問題進(jìn)行改革和探索，并結(jié)合獨(dú)立學(xué)院“培養(yǎng)應(yīng)用型人才“的目標(biāo)定位，提出并實(shí)施了改進(jìn)方案。

2 課程研究現(xiàn)狀

2.1 理論教學(xué)

工程材料學(xué)融合了金屬工藝學(xué)、熱處理、塑性成形原理、復(fù)合材料等課程的基本內(nèi)容，知識(shí)體系分散，涉及的各類材料的牌號(hào)、成分及圖表多，公式推導(dǎo)少，是一門實(shí)用性較強(qiáng)的課程。學(xué)生普遍認(rèn)為工程材料課程的內(nèi)容并不難，但因?yàn)楦鞣N材料之間的關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，教師在教學(xué)過程中主要以講課為主，學(xué)生在聽課過程中因?yàn)槿狈χ鲃?dòng)性和互動(dòng)性，往往在課程結(jié)束后，只記住了一些簡(jiǎn)單的名稱和牌號(hào)，對(duì)材料的選擇和制定加工工藝方面的實(shí)際應(yīng)用能力方面很欠缺。

2.2 實(shí)踐教學(xué)

工程材料學(xué)理論教學(xué)中涉及的材料性能只有通過實(shí)驗(yàn)才能更深入的理解。傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ绞怯蓪?shí)驗(yàn)教師先布置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并講解實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生分組分批次進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，如：硬度實(shí)驗(yàn)、力學(xué)拉伸或沖擊實(shí)驗(yàn)、鐵碳合金平衡組織觀察、碳鋼和合金鋼熱處理后顯微組織分析等。每個(gè)實(shí)驗(yàn)僅僅是獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)，如何把材料的成分-工藝-組織-性能聯(lián)系在一起，發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力，是開設(shè)實(shí)驗(yàn)課的初衷。

3 課程的改革與實(shí)施

3.1 有針對(duì)性的因人施教

針對(duì)我院不同專業(yè)教學(xué)目的不同，因人施教、因材施教，對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容和方法手段方面進(jìn)行改革和創(chuàng)新。對(duì)機(jī)械工程專業(yè)要以工程機(jī)械中常用零件為研究對(duì)象，如：齒輪、軸承、彈簧、轉(zhuǎn)軸等，掌握其強(qiáng)化機(jī)理和熱處理工藝特點(diǎn)；車輛專業(yè)的教學(xué)應(yīng)在傳統(tǒng)材料的基礎(chǔ)上，要側(cè)重有色金屬、高分子及復(fù)合材料材料在汽車上的應(yīng)用；而工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生以設(shè)計(jì)創(chuàng)意實(shí)物為主，不能將產(chǎn)品停留在構(gòu)思或圖紙上，應(yīng)通過合理選材將設(shè)計(jì)變成產(chǎn)品。

在教學(xué)方法上，可以將多媒體與板書相結(jié)合，課件的設(shè)計(jì)和制作計(jì)上注重關(guān)聯(lián)性、邏輯性，準(zhǔn)確適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用flash動(dòng)畫、視頻錄像、圖表等，少量的文字注釋要起到畫龍點(diǎn)睛作用；采用案例式教學(xué)，從企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)和使用中采集失效零件進(jìn)行分析，利用到的知識(shí)對(duì)失效案例的制造工藝、服役條件和失效形式進(jìn)行分析，提出改進(jìn)方案并撰寫分析報(bào)告，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力；創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，師生互動(dòng)，使學(xué)生自主安排學(xué)習(xí)時(shí)間，拓展課堂空間，形成課堂教學(xué)、試驗(yàn)、自主學(xué)習(xí)及復(fù)習(xí)的開放、靈活的教學(xué)環(huán)境。

3.2 校企合作強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)

在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，要充分利用本課程開設(shè)前的鉗工、熱加工及機(jī)加工等金工實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在聽課過程中可以將基本原理與實(shí)際操作結(jié)合起來，并應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)課程中。同時(shí)，利用學(xué)院現(xiàn)有的產(chǎn)學(xué)研就業(yè)實(shí)習(xí)基地，教師假期帶領(lǐng)學(xué)生下廠實(shí)習(xí)深入工廠。比如：在奇瑞汽車股份有限公司，我系教師和學(xué)生及工廠技術(shù)人員一起對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪20CrMnTi材料的熱處理進(jìn)行討論，對(duì)其正火冷卻、滲碳濃度和時(shí)間及熱處理后的精度檢測(cè)等問題進(jìn)行有益的探討。這樣不僅讓學(xué)生從實(shí)踐中感知課堂上所學(xué)知識(shí)的可用性，還進(jìn)一步激勵(lì)他們?nèi)ヌ剿鹘鉀Q生產(chǎn)中的存在的問題，而且教師也從生產(chǎn)中獲得了很好的教學(xué)案例。

在實(shí)驗(yàn)課程中，可以將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置為必做基本實(shí)驗(yàn)、選作綜合實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)三部分。金相顯微組織試樣制備和硬度測(cè)定為必做實(shí)驗(yàn)，目的是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)技能，掌握本課程的基本內(nèi)容，為綜合實(shí)驗(yàn)打下必備的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)；碳鋼的熱處理為學(xué)生的選作實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可在一定范圍內(nèi)自選工程材料自主制定熱處理工藝實(shí)驗(yàn)方案，在教師的指導(dǎo)下討論確定實(shí)施方案并完成實(shí)驗(yàn)，綜合性實(shí)驗(yàn)可極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性，激發(fā)其創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力；鐵碳合金平衡組織、合金鋼和鑄鐵有色合金組織顯微觀察為演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過顯微鏡觀察金相組織，進(jìn)一步認(rèn)證組織結(jié)構(gòu)的表象和內(nèi)部的關(guān)系。

3.3 知識(shí)更新及考核的多樣化

工程材料課程教學(xué)中，傳統(tǒng)鋼鐵材料的性能特點(diǎn)這部分內(nèi)容往往占據(jù)了大部分的課時(shí)，很少涉及到新時(shí)期新材料的發(fā)展，學(xué)生修完這門課程后了解的只是眾多材料中的冰山一角，對(duì)開拓視野有一定的局限性，因此，增加部分課時(shí)對(duì)近幾十年來發(fā)展的新材料進(jìn)行講解是必不可少的。如：鎂鋁等輕合金、碳纖維復(fù)合材料、工業(yè)陶瓷、生物醫(yī)用材料、太陽能材料等各種功能材料，使學(xué)生在掌握傳統(tǒng)鋼鐵類工程材料的基礎(chǔ)上，能及時(shí)地掌握新材料新工藝的發(fā)展，對(duì)學(xué)生的就業(yè)或再深造拓寬知識(shí)面。

對(duì)課程的考核方面，我們以對(duì)學(xué)生知識(shí)、素質(zhì)、綜合應(yīng)用能力的考核為目標(biāo)，積極開展考試內(nèi)容和方式的改革，在現(xiàn)有試卷考核的基礎(chǔ)上，結(jié)合下廠實(shí)習(xí)中遇到的實(shí)際問題，組成多人小組共同完成大作業(yè)作為平時(shí)成績(jī)，使之在能夠全面客觀地反映學(xué)生學(xué)習(xí)業(yè)績(jī)的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，不斷探索，提高自身綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和創(chuàng)新能力。

4 結(jié)束語

獨(dú)立學(xué)院的教學(xué)改革應(yīng)緊密圍繞培養(yǎng)應(yīng)用型人才為宗旨的目標(biāo)來進(jìn)行，通過對(duì)工程材料課程的改革和探索，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)方法和考核方式，教師的教學(xué)水平和手段，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，提高了創(chuàng)新和科研能力，為日后就業(yè)或深造打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張發(fā)明，劉安民.獨(dú)立學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案的研究與實(shí)踐[J].民辦高等教育育，2012（03）：26-29.

[2]劉濤.獨(dú)立學(xué)院人才培養(yǎng)質(zhì)量體系的構(gòu)建[J].大學(xué)教育科學(xué)，2009（03）：43-46.

[3]于永泗，齊民.機(jī)械工程材料[M].大連：大連理工大學(xué)出版社， 2012.

[4]涂浩，王建華，劉亞等.工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2013（03）：7-8.

項(xiàng)目來源：南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院 “工程材料”教改課題

作者簡(jiǎn)介：萬軼，女，江蘇南京人，博士，副教授。endprint