“材料硬度的測定”實驗教學模式改革研究

陳輝 王長征 趙性川 張昭 郝雪卉

摘 要：“材料硬度的測定”實驗教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和綜合能力的重要途徑，針對“材料硬度的測定”實驗的教學現(xiàn)狀和存在問題，提出以學生為中心，優(yōu)化實驗教學內容和方法，合理分組，注重學生的自主設計性、參與性和綜合性，構建課堂演示與實踐環(huán)節(jié)協(xié)同模式，提高了實驗教學效果。

關鍵詞：材料硬度;教學改革;實驗教學

中圖分類號：G642.4;TB302

文獻標識碼：A

材料類專業(yè)實驗教學中，“材料硬度的測定”實驗具有明顯的基礎性、通用性、典型性，對培養(yǎng)學生實事求是、理論聯(lián)系實際的科學作風及創(chuàng)新意識，對訓練學生的實驗方法、技能和設計思想起著重要作用。該實驗課程涉及面廣（包括金屬材料、無機非金屬材料及高分子材料等常見材料硬度的測定），接觸各類材料硬度測試儀器（顯微硬度計、洛氏硬度計、布氏硬度計、邵氏硬度計等）的機會較多，能很好地為后續(xù)課程的知識擴展打好基礎，是其他課程的實驗環(huán)節(jié)所無法替代的。當前，我國多數(shù)高校對于“材料硬度的測定”實驗教學環(huán)節(jié)還相當薄弱，僅僅將實驗教學當作理論教學的附屬物，按部就班地依照理論課程設置實驗內容，且多為演示性和驗證性實驗，內容陳舊，使學生處于被動或盲目學習的狀態(tài)，缺乏對學生綜合能力及創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。因此，開展材料硬度實驗教學改革對培養(yǎng)大學生的工程意識和創(chuàng)新思維，以及動手能力和分析、解決問題能力具有十分重要的作用，從而提升整體教學效果。

針對目前“材料硬度的測定”實驗課程存在的問題，以“優(yōu)化實驗教材與內容—合理分組—增加綜合設計性實驗—課堂演示與實踐環(huán)節(jié)協(xié)同模式構建”為改革主線，探索出一條與工程技術相適應，培養(yǎng)基礎扎實、技術過硬、富于創(chuàng)新的實驗教學途徑，增強學生的競爭力和成就感。具體措施如下。

一、優(yōu)化實驗教材，豐富實驗內容

目前，國內還沒有出版“材料硬度實驗”課程的教材或輔導書，指導學生所用的基本上為自編講義。結合各高校的專業(yè)發(fā)展方向和基本條件，組織有經(jīng)驗的教師在充分調研的基礎上進行實驗項目選題、設計及實驗指導書的撰寫。實驗項目要加強基礎，緊跟前沿，實驗設計要體現(xiàn)以學生為中心，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性和綜合分析能力，充分提高學生的動手能力。

二、更新實驗教學內容，增加綜合設計性實驗的比重

針對目前傳統(tǒng)的材料硬度實驗教學體系，主要依附于理論教學，演示性、驗證性實驗過多，學生實踐能力培養(yǎng)方面的實驗項目較少，且實驗內容陳舊，方法單一，難以適應經(jīng)濟發(fā)展對人才培養(yǎng)的要求。材料硬度實驗應注重學生的自主設計性、參與性和綜合性，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和成就感，讓本專業(yè)學生學而不厭，真正感到學有所用。

三、合理分組，提高教學質量

針對多數(shù)高校材料硬度測試儀器數(shù)量較少，很多學生無法同時進行實驗的情況，根據(jù)實驗項目和學時安排進行合理分組。每組人數(shù)不能過多或過少，過多就會導致部分學生只能圍觀實驗，而無法真正參與實驗;過少則由于每個學生的知識面和能力不同，所設計的實驗方案及可行性不可能完全正確，且不利于培養(yǎng)學生的協(xié)作精神，還大大提高了實驗成本。

四、課堂演示與實踐環(huán)節(jié)協(xié)同模式構建

對材料硬度的感性認識是學生理解和掌握其硬度本質及應用原理的前提。因此，在實踐環(huán)節(jié)前進行課堂演示實驗，將不同材料硬度測試儀器及其應用機理、實驗過程、儀器結構及工作原理以多媒體形式逼真地展現(xiàn)在學生面前，對于加深學生對實驗原理及過程的理解、科學進行實驗活動、發(fā)揮其創(chuàng)造性和能動性有不可替代的作用（如將顯微硬度計、洛氏硬度計、邵氏硬度計等的儀器構造，應用領域，測試原理及結果計算等以視頻或幻燈片的形式演示給學生）。實驗結束后學生還可通過多媒體回顧實驗內容和過程，加深理解和掌握。

參考文獻：

[1]宋 鹍，楊 璐，丁 軍，等.面向工程實踐能力培養(yǎng)的材料力學性能實驗教學模式探索與實踐[J].科教導刊（中旬刊），2017（9）.

[2]葉榮昌，強文江，李成華，等.材料力學性能實驗課教學改革探索[J].實驗室研究與探索，2011（9）：136-138.