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工程材料教學(xué)方法與課程改革論文
摘要：工程材料是機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的一門(mén)學(xué)科基礎課程。針對工程材料課程的特點(diǎn)和機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的需求情況，通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，在教學(xué)內容、教學(xué)方法和手段、課程考核方式等方面對此課程進(jìn)行了改革，取得了良好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞：機械工程材料；教學(xué)改革；教學(xué)內容；教學(xué)方法
工程材料是各工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)尤其是材料專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的一門(mén)技術(shù)基礎課程，也是類(lèi)機械專(zhuān)業(yè)知識實(shí)踐的基礎課程。掌握工程材料的基本知識有利于拓寬機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的知識結構，提升其綜合科學(xué)素質(zhì)。所以如何建設好該門(mén)課程，對其畢業(yè)生的培養質(zhì)量影響很大。工程材料課程主要介紹實(shí)際工程中使用的各種材料，尤其是鋼、鐵等金屬材料，本課程開(kāi)設的目的是培養學(xué)生區別、認識各材料的基本性能和熱處理工藝，并能夠靈活選材[1]的能力。但在實(shí)際課程教學(xué)中發(fā)現，采用傳統的教學(xué)方法，學(xué)生獲得知識較慢、課堂氛圍沉悶，究其原因是由本門(mén)課程的特點(diǎn)決定的。傳統的工程材料課程教學(xué)體系將材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生應掌握的工程材料學(xué)知識進(jìn)行縮減，所用教材和實(shí)際教學(xué)內容卻又強調材料學(xué)的理論性與系統性，而忽視了非材料專(zhuān)業(yè)(如機械、能源、動(dòng)力、化工等專(zhuān)業(yè))學(xué)生材料相關(guān)知識基礎薄弱的實(shí)際，在某些知識點(diǎn)方面，如晶體學(xué)、合金相圖，對學(xué)生要求過(guò)高，耗費時(shí)間較長(cháng)，卻得不到好的教學(xué)效果。在教學(xué)過(guò)程中未側重強調在工程實(shí)踐中合理選材、靈活取材的重要教學(xué)思想，未能突出工程材料學(xué)在其他學(xué)科中的交叉應用。結果就是很多非材料專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生連常用材料的牌號與基本特性都沒(méi)有掌握，因而靈活取材、選材，并選擇正確的加工方法和制定工藝路線(xiàn)更是無(wú)從談起。加之工程材料學(xué)本身教學(xué)內容廣、概念多且較為抽象，學(xué)生學(xué)習感到枯燥乏味，現有的教學(xué)方法已無(wú)法滿(mǎn)足工程材料對于非材料專(zhuān)業(yè)學(xué)生的教學(xué)需求，工程材料課程改革勢在必行。本次改革從教學(xué)內容、教學(xué)方法和手段以及課程體系建設等方面對工程材料的教學(xué)進(jìn)行探討。
1明確教學(xué)目標 優(yōu)化教學(xué)內容
材料工程師和機械設計工程師對于工程材料知識的需求是不同的，不僅側重點(diǎn)有差異，深度也不一樣。機械工程師側重于正確地選材、用材，合理選擇加工方法并制定工藝路線(xiàn)。他們需要的是工程設計制造中相關(guān)材料知識的運用能力，相對于材料工程師來(lái)說(shuō)，更加偏向于材料的實(shí)際應用。因此機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)工程材料課程的教學(xué)要求和教學(xué)目標應符合機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的實(shí)際工作需要，強調學(xué)以致用。因此，針對新的教學(xué)要求和目標，本次改革對工程材料課程的內容進(jìn)行了重組。在滿(mǎn)足所需基礎理論知識的前提下，遵從“精簡(jiǎn)基礎、突出重點(diǎn)、實(shí)用為度”的原則，將課程內容重組為三個(gè)部分。第一部分是材料科學(xué)基礎知識，在此部分刪掉了不必要且較深入的理論內容(如晶面、晶向指數，復雜的位錯結構理論)，精簡(jiǎn)晶體學(xué)、相圖以及熱處理原理工藝等知識。第二部分為合理選材、用材知識。此部分為本課程的重點(diǎn)，應加強工程材料的實(shí)際應用內容，在總學(xué)時(shí)不變的情況下，增加實(shí)驗學(xué)時(shí)并減少純理論課時(shí)。第三部分是工程材料的加工工藝，要求學(xué)生可以對所選材料采用合理的加工方法并制定出加工路線(xiàn)。
2改進(jìn)教學(xué)方法 豐富教學(xué)手段
工程材料課程涉及的概念多、內容多，知識點(diǎn)抽象、知識面廣，不僅有基本概念與原理，也有工程實(shí)踐應用內容。目前的教學(xué)模式，基本上是沿用傳統的板書(shū)教學(xué)，即“知識傳授型”教學(xué)，教師以課堂灌輸為主，難以克服教學(xué)內容多而雜的難點(diǎn)，將知識有效地傳授給學(xué)生。本次改革選擇以翻轉課堂[2]為主要教學(xué)模式，利用先進(jìn)的現代科學(xué)手段創(chuàng )新優(yōu)化教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段，并充分結合工程材料課程的特點(diǎn)，收獲了良好的教學(xué)效果。翻轉課堂旨在實(shí)現知識傳授和知識內化的顛倒，將傳統課堂中知識傳授轉移至課前完成，知識的內化則由原先課后做作業(yè)的活動(dòng)轉移至課堂中的學(xué)習活動(dòng)，很好地解決了工程材料學(xué)知識雜、繁、多的難點(diǎn)。
2.1教學(xué)方法的改革
教學(xué)方法是指教師和學(xué)生為了共同完成“教”和“學(xué)”的任務(wù)而采用的工作方法，“教”與“學(xué)”兩種方法相互聯(lián)系、不可分割。改進(jìn)教學(xué)方法是提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量的重要途徑，針對本課程的特點(diǎn)，本次課題在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中綜合了啟發(fā)式教學(xué)，討論式教學(xué)，理論聯(lián)系實(shí)際教學(xué)等方法。啟發(fā)式和討論式相結合的教學(xué)方法較于傳統的“填鴨”教學(xué)更能調動(dòng)學(xué)生積極性，活躍課堂氛圍。教師在授課過(guò)程中不應只按照自己的思路來(lái)陳述知識或分析問(wèn)題，還需要引起學(xué)生的響應，利用啟發(fā)式和討論式教學(xué)方法讓學(xué)生積極參與到課堂中來(lái)，可以充分調動(dòng)他們學(xué)習的主動(dòng)性和積極性，并提高他們自主思考和解決問(wèn)題的能力。鑒于工程材料的理論內容多、知識點(diǎn)抽象的特點(diǎn)，采用理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方法，在課堂中恰當引入實(shí)際工程中的案例，由實(shí)際導出理論，就可以把知識簡(jiǎn)單化和具體化。如淬透性的概念易混淆且不易掌握，將其聯(lián)系實(shí)際應用進(jìn)行講解，就能使學(xué)生更容易理解這一概念。
2.2教學(xué)手段的改革
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)展出了很多簡(jiǎn)便、有效的教學(xué)手段，而傳統的“教師—黑板—教材”的教學(xué)方式再也不能滿(mǎn)足現代化教學(xué)的要求。通過(guò)引進(jìn)多媒體教學(xué)、案例教學(xué)以及現場(chǎng)實(shí)物教學(xué)等新的教學(xué)手段，工程材料課程教學(xué)效果進(jìn)一步得到提升。多媒體教學(xué)可以把陳述性表達無(wú)法取得良好效果的教學(xué)內容更直觀(guān)生動(dòng)地展示給學(xué)生，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習興趣，更加深了其對基本理論內容的理解[3]。案例教學(xué)法[4]即“圍繞一定專(zhuān)業(yè)背景(在這里主要是工程材料學(xué))、目的把實(shí)際中真實(shí)的情境加以典型化處理形成實(shí)際的案例，供學(xué)生思考分析和決斷，并通過(guò)獨立研究和相互討論的方式解決案例問(wèn)題”。以機械設計中的減速器為例，減速器中的箱體、軸、齒輪等不同零件在不同工況下的使用性能要求不同，因而需要針對其不同失效形式進(jìn)行合理選材，并確定加工路線(xiàn)�，F場(chǎng)實(shí)物教學(xué)對于加深學(xué)生對理論知識的理解和提高他們的實(shí)踐能力有很大的幫助。
3改革考核方式
考核既是學(xué)生學(xué)習成果和教師教學(xué)質(zhì)量的考查和體現，更是學(xué)生在課程學(xué)習中的學(xué)習價(jià)值和學(xué)習方式的導航器[5]。傳統的考核方式大多是“一卷定音”的期末考試模式，很多學(xué)生靠死記硬背也能通過(guò)考試，能否順利通過(guò)課程考試也就成為學(xué)生比較關(guān)心的問(wèn)題，甚至是部分學(xué)生學(xué)習的動(dòng)力。這種考核方式不能正確反映學(xué)生的學(xué)習情況，更不能調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習興趣和積極性，達不到培養目標。因此，需要對傳統的考核方式需要做出一些改革。為了能夠真實(shí)地考核出學(xué)生對知識的掌握情況，并激發(fā)學(xué)生學(xué)習的動(dòng)力，本次改革采用了平時(shí)學(xué)習考核、實(shí)踐考核和期末測試考核相結合的考核方式，學(xué)生對應的成績(jì)也由平時(shí)成績(jì)、實(shí)踐成績(jì)和期末考試成績(jì)三部分組成。平時(shí)成績(jì)又細分為課程小論文、課堂討論和平時(shí)作業(yè)成績(jì)，這部分主要考核學(xué)生對本課程理論知識的掌握程度；實(shí)踐成績(jì)由實(shí)驗與工程實(shí)踐成績(jì)組成，注重考核學(xué)生的動(dòng)手能力和自主解決問(wèn)題的能力；期末考試試卷由教師自主命題，知識點(diǎn)覆蓋全面，考核學(xué)生對工程材料知識的綜合運用能力。多元化的考核標準充分考慮到答案的多樣性與多質(zhì)性，鼓勵不同的想法；既重視考試結果，也重視學(xué)習過(guò)程；調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性，不再死記硬背以求通過(guò)考試。
4結語(yǔ)
通過(guò)機械工程材料的課程教學(xué)實(shí)踐，從重視探究性、研究性學(xué)習，體現以教師為主導、以學(xué)生為主體的現代教學(xué)理念出發(fā)，對教學(xué)內容、教學(xué)目的和教學(xué)方法進(jìn)行了合理的設計，探討得出了一套較為合適的教學(xué)體系。該體系以翻轉課堂為主要教學(xué)模式，融合了啟發(fā)式、討論式、理論聯(lián)系實(shí)際等教學(xué)方法，并輔以信息化教學(xué)技術(shù)和多元的考核評價(jià)方式，將現代教育思想融入了教學(xué)實(shí)踐。另外，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與課程改革的實(shí)施，機械工程材料還需要及時(shí)更新教學(xué)內容與教學(xué)手段，把最新的研究成果和教學(xué)方法融入課程，與時(shí)俱進(jìn)，使教學(xué)質(zhì)量保持在較高的水平。
參考文獻
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