《工程材料》課程改革與實踐

　　《工程材料》課程改革與實踐
　　
　　張向陽　蔣慧瓊　崔慧敏 趙北龍
　　
　　摘要：《工程材料》是機械類專業(yè)的一門必修課，由于內(nèi)容龐雜且理論實踐性較強，學(xué)生普遍感到難學(xué)，教師感到難教，影響學(xué)習(xí)積極性。針對這一問題，作者在多年的理論實踐中，對該課程進行深刻反思，在教學(xué)方法、教學(xué)手段、實驗教學(xué)和課程考核方式等方面進行了改革，取得良好教學(xué)效果。
　　
　　關(guān)鍵詞：工程材料課程改革教學(xué)方法教學(xué)手段
　　
　　《工程材料》是機械制造、機械設(shè)計、機械電子等機械類和近機械類各專業(yè)必修的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。但多數(shù)學(xué)生反映該門課程比較難學(xué)，究其原因主要與這門課程的特點有關(guān)：
　　
　　首先，該課程知識內(nèi)容廣泛，介紹的工程材料種類繁多，每種材料均涉及大量的術(shù)語和概念，給初學(xué)者帶來較大的難度；其次，該課程理論性強，相關(guān)理論自成系統(tǒng)，體系縝密；再者，該課程實踐性強，許多材料工藝直接與生產(chǎn)實踐掛鉤，有的甚至就是實際經(jīng)驗的總結(jié)，這對實踐經(jīng)驗和系統(tǒng)理論都欠缺的學(xué)生而言，進一步增大了學(xué)習(xí)的難度；再加之有些微觀結(jié)構(gòu)看不見摸不到，學(xué)生感到該課程太抽象、枯燥乏味，學(xué)習(xí)熱情和積極性受到挫敗，影響教學(xué)效果。為提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，本人在多年的理論實踐中對該課程進行深刻的反思，在以下幾個方面進行了教學(xué)改革探索，取得良好的教學(xué)效果。
　　
　　一、教學(xué)方法
　　
　　在教學(xué)過程中，實施一套行之有效的教學(xué)方法，通過歸納類比、啟發(fā)教學(xué)、課堂討論、實際案例等多元化教學(xué)方法，基礎(chǔ)理論知識教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)效果得到顯著提高。
　　
　�。ㄒ唬�歸納類比法
　　
　　由于《工程材料》課程的基本理論較深奧，學(xué)生之前的知識建構(gòu)中沒有相應(yīng)的認知同化點，需要理解記憶的概念定義很多，為了讓學(xué)生能在較短時間內(nèi)掌握這些艱深的內(nèi)容，進行“有意義學(xué)習(xí)”，在教學(xué)過程中采用了歸納類比法將教材中分散的內(nèi)容進行了歸納、比較和總結(jié)，便于學(xué)生學(xué)習(xí)理解。譬如在學(xué)習(xí)鐵碳相圖，講解鐵碳合金組織和性能的變化規(guī)律時，為使學(xué)生在“成分一組織—性能”之間建立起聯(lián)系，畫出鐵碳合金的成分—組織一性能的對應(yīng)關(guān)系圖表，通過圖表的介紹與講解，逐步歸納出三者間的內(nèi)在聯(lián)系。
　　
　�。ǘ�）啟發(fā)教學(xué)法
　　
　　為啟發(fā)學(xué)生思考，使教與學(xué)同步有機地聯(lián)系起來，提高教學(xué)質(zhì)量，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容適時進行啟發(fā)式教學(xué)。金屬的塑性變形是學(xué)生普遍反映難以理解的內(nèi)容，在講授這部分知識時，采用了問答式啟發(fā)教學(xué)法。首先根據(jù)單晶體變形過程中的教學(xué)重點、難點及大綱要求將單晶體變形過程中的幾個重要內(nèi)容化成幾個遞進式問題，引發(fā)學(xué)生思考，進而推進到多晶體的塑性變形．使學(xué)生的思維與教師同步，進而對該部分內(nèi)容有一個清晰完整的認識。
　　
　�。ㄈ�）課堂討論式教學(xué)法
　　
　　課堂討論式教學(xué)法是在教師的指導(dǎo)下，以討論方式完成學(xué)生自學(xué)、自講的一種教學(xué)方法。在教學(xué)實踐中，主要是圍繞一些具有啟發(fā)性或爭論性的問題來進行課堂討論。在課堂討論過程中，教師會及時抓住學(xué)生討論時的閃光點加以鼓勵和評價，引導(dǎo)討論不斷深入，在傾聽完學(xué)生的討論后會及時進行總結(jié)點評。這樣的“教與學(xué)”能夠有效地開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，增進學(xué)習(xí)交流，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，有利于調(diào)動學(xué)生的積極性、培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題和解決問題的能力。而教師也在此過程中能夠發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中的疑難問題，從而使教學(xué)更有針對性。
　　
　�。ㄋ模�實際案例教學(xué)法
　　
　　工程材料課程是一門實踐性很強的學(xué)科，在教學(xué)過程中適當(dāng)引入實際案例，縮短了理論與實踐的距離，讓學(xué)生切身感受到所學(xué)知識的重要性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。例如，以機械課程設(shè)計中比較典型的減速器為例，針對減速器中箱體、軸、齒輪、滾動軸承、鍵、螺栓、銷等不同零件的不同工況條件和使用性能要求，逐一分析其失效形式，并進行合理的選材，正確安排其熱處理工藝等，以達到學(xué)以致用的目的。
　　
　　二、教學(xué)手段的改革
　　
　　傳統(tǒng)的教學(xué)方式在許多方面已不能很好地適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)需求，通過引進多媒體和建立QQ交流群等教學(xué)手段，教學(xué)效果能得到進一步的提升。
　　
　�。ㄒ唬┮�進多媒體教學(xué)
　　
　　對于材料的微觀結(jié)構(gòu)及一些動態(tài)演變過程，用傳統(tǒng)的板書很難直觀表述出來，而多媒體教學(xué)，則能把一些利用陳述性表達無法取得滿意效果的教學(xué)內(nèi)容生動形象、新穎直觀地展示出來，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深了學(xué)生對基本理論的理解，又節(jié)省了教師的書寫時間。另外，對于一些實踐性較強的知識，由于學(xué)生缺乏相應(yīng)的實踐經(jīng)驗，學(xué)起來會感到比較吃力。但通過多媒體教學(xué)可以使狹小的教室空間得到廣闊的延伸，使學(xué)生不出教室便可置身于實驗室和工廠車間中，所學(xué)的知識更貼近生產(chǎn)實踐，易于知識點的理解與記憶。
　　
　�。ǘ�）建立《工程材料》QQ群
　　
　　在信息時代，QQ聊天已成為人們交流聯(lián)系的一種重要方式。由于網(wǎng)絡(luò)可以突破時空界限，延伸課堂空間，我利用QQ組建了《工程材料》群。建立《工程材料》QQ群既可以解疑答惑，加強師生間交流，利于加深師生情誼，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。另外，學(xué)生還可以在這里交流學(xué)習(xí)心得，或是對某一知識點發(fā)表自己的見解。特別是一些已經(jīng)畢業(yè)的學(xué)生提出的一些材料在應(yīng)用中遇到的問題，會引發(fā)大家的積極討論，進一步激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
　　
　　三、實驗教學(xué)的改革
　　
　　實驗教學(xué)是學(xué)生理論聯(lián)系實際的重要紐帶和橋梁，也是培養(yǎng)具有開拓性和創(chuàng)新性人才的重要課堂。以往的教學(xué)過程中由于存在重理論輕實踐的現(xiàn)象，使得實驗教學(xué)長期處于從屬于理論教學(xué)的地位。為此我們對實驗教學(xué)進行了以下幾個方面的改革探索：
　　
　�。ㄒ唬┚�選實驗內(nèi)容。在實驗學(xué)時數(shù)有限的情況下，本人依據(jù)“實驗個數(shù)不在多而在精”及“實驗內(nèi)容由淺入深”的原則精心設(shè)計編排實驗內(nèi)容。除了選擇一些最基本的實驗，還把一些相關(guān)的實驗進行組合，如將硬度、碳鋼的基本熱處理操作及熱處理后顯微組織觀察三個實驗有機組合起來，使學(xué)生既能了解碳鋼的基本熱處理工藝方法和實際操作，又能進一步加深對熱處理工藝、組織、性能三者之間關(guān)系的理解，開拓了學(xué)生思路，培養(yǎng)了學(xué)生分析、解決問題的能力和實際操作技能。 （二）利用視頻進行實驗演示。對于學(xué)時數(shù)有限的《工程材料》課程來講，利用視頻做好演示實驗也是一個事半功倍的舉措。在做實驗之前讓學(xué)生觀看演示實驗，節(jié)省了教師做演示實驗的時間，使學(xué)生做實驗的時間更加充裕：而且還克服了教師演示實驗時部分學(xué)生看不好聽不清的缺點：另外，還可以了解一些教學(xué)環(huán)節(jié)沒有安排的實驗內(nèi)容，拓寬學(xué)生的知識面。
　　
　�。ㄈ�）改革實驗考核方式。由于學(xué)生較多且考核時間有限，實驗的考核不可能讓每個學(xué)生通過操作來進行，故一般都是以實驗報告來考核。為了真正考核每個學(xué)生對實驗的的掌握程度，我們采取的筆答或口述形式將實驗操作過程詳細陳述出來，然后根據(jù)學(xué)生作答情況來進行評分。這種考核方法，既鼓勵了學(xué)生平時做實驗的熱隋，又能真實反映每個學(xué)生的實驗操作能力。
　　
　　四、結(jié)論
　　
　　通過多年的教學(xué)實踐，課堂上死氣沉沉、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃的現(xiàn)象已經(jīng)得到一定的改觀，并已取得了良好的教學(xué)效果。課程改革不是一項短期工程，在今后的教學(xué)實踐中，仍需不斷探索新的教學(xué)方法與教學(xué)手段，進一步提高教學(xué)質(zhì)量。 （作者單位：張向陽蔣慧瓊：武昌工學(xué)院；崔慧敏：中國環(huán)境管理干部學(xué)院：趙北龍：河北建材職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

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