李书伟　朱龙英　吕红明

摘要 根据办学定位和人才培养目标,结合教学实践,对“工程材料与热加工”课程进行定位,分析研究课程内容与特点,实施“以学生为本,突出应用,注重工程意识、背景和能力的培养”的教学改革,取得初步成效。

关键词 工程材料;热加工;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2009)21-0043-02

Course Reform and Practice in Teaching “Engineering Materials and Hot-Work”//Li Shuwei, Zhu Longying, Lv Hongming

Abstract According to the education orientation and student training objectives while combined with the teaching practice, the course of “Engineering Materials and Hot-Work” is oriented correctly, then the course content and characteristics are analyzed. The proposed teaching reform of “Student-oriented, highlight application, value cultivating engineering awareness, background and ability” has achieved preliminary results.

Key words engineering materials; hot-work; teaching reform

Authors address School of Mechanical Engineering of Yancheng Institute of Technology, Yancheng, Jiangsu, 224051, China

“工程材料与热加工”是盐城工学院最早面向机械类专业开设的技术基础课,本课程初为“金属材料及热处理”,随着工程材料与工艺的发展,增加非金属材料、功能材料、新材料新工艺、失效分析等内容。后来根据国家教学指导小组的有关文件,为使学生建立材料及其使用的整体概念,把“机械工程材料”与“材料成形技术基础”整合为一门课程。

近年来,课程组全体教师以课程建设为核心,团结一致,积极探索和采用各种教学方法,在教学过程中逐步建立起“以学生为本,突出应用,注重工程意识、背景和能力的培养”的教学理念,进行课程教学改革实践,取得较好的效果。

1 课程定位与目标

本课程承担了机械制造3大基础(工程材料、热加工工艺和机械加工工艺)中的2个方面,工程材料是产品的物质载体和质量保证,热处理是关键,热加工是重要手段。在工科院校机械类等专业课程配置中,本课程占有重要的位置,是应用型本科院校培养学生合理选材、正确用材应用能力必修的重要课程,在专业知识结构中具有承前启后的作用。因此,盐城工学院把本课程定位为机械类、近机类专业必修的学科基础课,以应用为本,理论以够用为度,使学生掌握“适度、够用”的材料及其加工理论基础知识和能力。

课程目标是培养学生正确选用材料、合理加工材料的能力,熟悉常用材料的结构特点和基本特性,了解材料的使用特性和分析方法,掌握合理使用常用材料的基本技能,根据零部件的工作状况、失效形式、机械性能等因素,合理选择工程材料及生产工艺,在知识结构、分析问题能力、解决问题能力等方面进行素质培养,为后续有关课程学习和工作打好基础[1]。

2 课程内容与特点

本课程主要介绍材料的成分、组织、结构、性能、用途及其热处理和铸、锻、焊等热加工工艺等方面的基本知识。课程的重点是常用工程材料、常用加工方法的基本知识和能力,材料的环境友好选择和加工使用。课程的难点是材料的组织转变,常用材料的热处理和热加工工艺。主要知识模块有:1)材料的基本理论和基本知识,包括材料的性能、材料的结构、材料的凝固与结晶组织、材料的变形与强化、铁碳合金相图及应用和钢的热处理等;2)常用工程材料的基本知识、特性与应用,包括钢铁材料、有色金属材料和非金属材料等;3)工程材料选用,包括机械零件的失效、强化和工程材料的选择与应用;4)金属材料热加工基础知识,包括金属的液态成形、金属的塑性成形和连接成形。

因课程由多门整合而成,涉及面较宽而内容庞杂,名词、术语、概念多,既有一定的理论性,更有较强的实践性;内容主要是建立在实验观察和工业实践基础之上,以实质性和规律性的描述为主,且内容前后联系紧密,具有承递性,是一门理论性强的叙述性课程,容易显得内容枯燥、乏味;加之成分、组织和结构看不见、摸不着,因此,学生感到难学,教师感到难教[2]。

3 教学改革与实践

经过多年的教学实践,教学过程中注意做到:突出结构材料一重点,强调材料选用与加工处理两方面,处理好点、线、面三关系,贯穿成分、状态、组织和性能四要素。从以下几方面着手提高该课程教学效果,培养学生成为具有良好的材料工程背景,具有较强的工程实践能力和工程创新意识的应用型人才。

3.1 完善教学文件,规范教学行为在充分调研、征求意见和课程组成员总结商讨的基础上,分析课程在学科的发展和专业课程体系中的地位与作用,研究课程知识体系,根据本校教学实际情况,结合课程组多年的教学经验和教训,借鉴别人成功事例,明确课程定位和课程目标,修订教学大纲,制定完备、科学的课程教学指导文件,规范教学行为。以此做到课有教学设计(内容、板书、起转、举例和总结等),并及时记载以便完善提高。

3.2 整合教学内容,体现跟新应用在教学内容改革上,采取删减、增加和侧重的措施。一般教材得考虑知识体系完整,因此讲授内容要有所选择、删减,理论以够用为度,转变强调课程理论的系统性和完整性的教学观念,抓住主要内容,突出重点,解决难点;增加新材料、新工艺及新技术等先进知识,随着计算机等现代科学技术的日新月异,增加与现代科技相融合的新内容;根据不同专业的特点和专业方向的需求,对教授内容进行适当调整侧重。总之,体现应用型教学特点,课程讲授尽可能结合工程实际,注重选材、用材,突出实践需求。

3.3 注重实践环节,加强能力培养通过课程实验,培养学生学会根据实验目的、实验内容及实验设备拟定实验步骤,进行实验并分析思考,完成实验报告,形成科学的实验态度。遵循“实践——理论——再实践”的规律组织教学,通过“教师设疑、演示讲解——学生操作、提问——教师总结、再设疑”循环达到理论上够用、实践操作能力加强的教学目的,掌握本课程的常用实践和基本操作,培养学生的动手能力和实验操作的技能。尽可能开出选作实验和实验室对学生预约开放,进一步训练学生运用材料的能力。

3.4 丰富教学方法,调动学生积极性抓住教学内容的重点和难点,理清思路,按照由浅入深、由表及里、深入浅出等原则,采用引导、讨论、事例、演示等方法启发学生。如讲授“结构钢”时,为了使学生掌握不同结构钢常见用法,以“服役条件——性能要求——成分特点——热处理方式——组织状况——代表钢号”为主线,组织教学,采用设疑、置问、讨论等,引导学生发言讨论,激发学生的学习热情。

3.5 利用现代手段,丰富教学资源课程理论教学全部在多媒体教室进行,多媒体课件增大信息量,还可以配合工程图片、动画视频演示实际应用,生动形象地展示常用材料的热处理和热加工过程;将课程的教学大纲、教学进度表、教案、多媒体课件等教学文件上传到校园网,供学生随时学习和查阅之用;在学校网络学堂或通过QQ,与学生进行交流、答疑辅导;将教师的电子邮箱提供给学生,让学生有问题可以通过电子邮件进行交流;教师在网上开设个人博客,与学生交流互动,增强学生学习的自主性。

4 改革效果与不足

通过以上教学改革实践,经过多年的探索、总结和积累,课程教学水平和教学效果得到较大提高。

盐城工学院该课程6名主讲教师,年龄主要集中在35～45岁,具有一定的教学和实践经验,其中高级职称3名,40周岁以下青年教师均具有硕士以上学位,学缘结构合理,形成一支综合素质较高的师资队伍;聚课程组成员集体智慧,积累和传承传统经验,已经形成教学大纲等较完备的教学指导文件,开展听课交流、集体备课等,形成统一的课件等教学文件;新建实验室100多平方米,增添仪器设备,充分保证实验教学。后续的机械设计课程及毕业设计表明达到预期的教学效果,培养学生材料应用方面的工程背景,提高学生选材和用材实际能力,连续几年学生对教师教学的测评成绩都比较高,2007年获得校级精品课程建设立项,今年即将接受学校精品课程建设评估。

虽然在课程教学改革方面做了一些工作,但仍有不足,如:教材建设相对滞后,具有自己特色的教材还处于编写之中;随着材料及其加工的迅速发展,课程教学内容需要经常进行更新;课程组成员还需进一步提高教学水平、学术水平和工程实践能力。

参考文献

[1]孙康宁,傅水根,张学正,刘胜青,陈金水.“工程材料及机械制造基础”系列课程改革指南的内涵与指导思想[J].中国大学教学,2005(3):14-17

[2]崔占全,高幸为,赵品,荆天辅,付瑞东.工程材料课程教学改革措施及成效[J].教学研究,2005(4):341-343