- 相關(guān)推薦
工程案例下的工程材料教學(xué)改革論文
【摘要】圍繞學(xué)校的發(fā)展規劃和專(zhuān)業(yè)建設目標，結合工程材料課程的特點(diǎn)和教學(xué)中存在的問(wèn)題，構建基于工程案例的教學(xué)模式、改革教學(xué)方法，目的在于通過(guò)基于工程案例的工程材料教學(xué)模式的改革提高學(xué)生的工程應用能力和創(chuàng )新實(shí)踐能力。
【關(guān)鍵詞】工程材料；工程案例；教學(xué)改革
工程材料是機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)必修的專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎課程，是一門(mén)在實(shí)際工程應用中發(fā)展起來(lái)的以工程實(shí)際應用背景為基礎的課程[1]，是一門(mén)連接科學(xué)和技術(shù)、理論和實(shí)踐的橋梁課程，是一門(mén)介于專(zhuān)業(yè)理論和工程實(shí)際應用之間的課程[2]。
1工程材料教學(xué)中存在的問(wèn)題
工程材料實(shí)際上是材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)多門(mén)課程（如金屬學(xué)、熱處理原理、熱處理工藝、材料等）的一個(gè)壓縮刪減版課程[3]。因而使該課程的基本概念眾多且貌似分散，前后章節如果脫離工程實(shí)際應用的話(huà)則關(guān)聯(lián)性不強。這就需要學(xué)生對實(shí)際的機械工程、材料學(xué)及相關(guān)工程應用等比較了解的情況下才能對這門(mén)課程的知識完全融會(huì )貫通。但目前面臨的實(shí)際情況是，對與機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)來(lái)講，首先是學(xué)時(shí)有限，不能把該課程所包含的知識點(diǎn)系統化、關(guān)聯(lián)性地詳細講解;再者是機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生的本科教學(xué)中與工程材料相關(guān)課程開(kāi)設實(shí)在太少，學(xué)生對工程材料的認知缺乏，對于感官無(wú)差異的鋼鐵材料，其成分、性能和應用的千差萬(wàn)別讓學(xué)生接受不了。在對機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生講授該課程的時(shí)候，很多學(xué)生由于理論知識的工程實(shí)踐應用能力，即工程上的理論聯(lián)系實(shí)際的能力近乎為零，導致他們認為該課程離其實(shí)際生活太遠，沒(méi)有數理化那么具體，可以通過(guò)理論計算產(chǎn)生量化的結果，而該課程主要講授的工程材料成分-組織-性能間關(guān)系的知識及其在選材中的應用完全令人摸不著(zhù)頭腦。強調工程實(shí)踐能力培養是當今立足于應用型人才培養的工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)的一大特點(diǎn)，為此就必須改變傳統的強調理論教學(xué)而忽視工程實(shí)踐能力培養的教學(xué)模式，解決理論教學(xué)和工程實(shí)踐能力培養在教學(xué)時(shí)間上的分配問(wèn)題。即在學(xué)生有限的本科學(xué)習時(shí)間內，通過(guò)合理地改革教學(xué)模式，既能滿(mǎn)足學(xué)術(shù)界要求的用更多的學(xué)時(shí)傳授更多、更新的理論知識又能滿(mǎn)足工程界希望的用更多的學(xué)時(shí)使學(xué)生得到更多的工程訓練、更多的工程經(jīng)驗和能力。
2教學(xué)模式的改革
但無(wú)論人才培養目標定位在何處，最終目標都是：
�。�1）學(xué)生必須具備一定的理論知識；
�。�2）學(xué)生必須具備一定的工程能力。這里說(shuō)的工程能力是指理論知識的工程實(shí)際應用能力。遵循高等教育的規律,結合我校機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的應用型人才培養的辦學(xué)特色及相關(guān)課程的特點(diǎn),以工程實(shí)際應用能力培養為目標,研究確定本課程的理論知識體系構架,改革教學(xué)模式,探索引入新的理論教學(xué)方法與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節新的關(guān)聯(lián)方式-案例式教學(xué),以適應教學(xué)改革及人才培養的需要,成了本課程改革的指導思想及最終目標。在總學(xué)時(shí)越來(lái)越少、新材料、新工藝等要學(xué)習的內容越來(lái)越多的條件下,怎樣使學(xué)生學(xué)好課程,完成教學(xué)任務(wù)，是擺在我們面前的一個(gè)重要課題。要從根本上解決這個(gè)問(wèn)題,必須改變以往的教學(xué)思想,調整教學(xué)體系,教學(xué)手段上大力改革[4]。案例教學(xué)是運用與課程內容相關(guān)聯(lián)的典型的實(shí)際案例進(jìn)行課堂教學(xué)的一種形式，在高校教學(xué)中的應用由來(lái)已久，尤其是經(jīng)濟類(lèi)、管理類(lèi)和法律類(lèi)的教學(xué)中上應用廣泛、效果顯著(zhù)，但在工科類(lèi)的專(zhuān)業(yè)基礎課程教學(xué)中的應用的報道比較少。應用型人才培養的核心目標之一即是工程應用能力的培養，這種能力的培養需要一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，它不可能僅僅依靠課本學(xué)習即可得來(lái)，它是在理論課的學(xué)習過(guò)程中有目的求引導學(xué)生參與到實(shí)際工程問(wèn)題的分析討論和解決之中，通過(guò)了解分析實(shí)際工程案例，將理論知識融入實(shí)際應用之中。這樣做即可逐步提升學(xué)生的工程素養，又可使學(xué)生認識到學(xué)習的理論知識的作用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習熱情，取得良好的教學(xué)效果。為了達到這個(gè)目的，我們在工程材料的教學(xué)改革中借鑒了案例教學(xué)，即教師在工程材料的理論教學(xué)中合理地嵌入學(xué)生熟悉的工程案例，從學(xué)生的真實(shí)感知入手，來(lái)幫助和引導學(xué)生理解思考問(wèn)題，引導學(xué)生如何將書(shū)本上的理論知識應用到實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)之中，從而逐步提升學(xué)生的工程應用能力。在案例教學(xué)過(guò)程中，根據課程的進(jìn)展需要還適當應用課外專(zhuān)題討論式教學(xué)-專(zhuān)題論文寫(xiě)作，組織和引導學(xué)生利用圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò )查找資料，積極參與課外的專(zhuān)題討論，實(shí)現教與學(xué)的良性互動(dòng)。通過(guò)這些改革來(lái)改善以往的工程材料教學(xué)中存在的抽象性和學(xué)生學(xué)習的被動(dòng)性問(wèn)題，將原先對學(xué)生而言抽象的工程材料選擇及熱處理工藝的制定變?yōu)榭煽匆?jiàn)和觸摸的事物，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。
我們通過(guò)引入工程案例的方式來(lái)改革工程材料的教學(xué)體系，主要是：
�。�1）針對學(xué)生工程概念差的特點(diǎn)，在課程教學(xué)的第一節課上就在課程的教學(xué)中引入學(xué)生熟悉的齒輪減速箱（制圖課作業(yè)），車(chē)床、銑床及鉆臺（金工實(shí)習已經(jīng)學(xué)會(huì )操作）和小轎車(chē)這些學(xué)生們熟悉的工程實(shí)際設備為案例。通過(guò)設備中不同零件的選材及加工工藝過(guò)程的分析，逐步引入該門(mén)課程的學(xué)習主線(xiàn)：材料的成分-熱處理工藝-組織結構與性能之間的關(guān)系，以此來(lái)縮小學(xué)生的理論知識和工程實(shí)際應用之間的距離。通過(guò)車(chē)刀、機床主軸的加工過(guò)程來(lái)介紹熱處理工藝，同時(shí)引導學(xué)生積極參與課堂討論來(lái)達到學(xué)生對這門(mén)課程的學(xué)習掌握。
�。�2）利用工程案例“貫穿主線(xiàn)”。一個(gè)工程實(shí)踐項目的訓練需要一定的工程應用實(shí)例，但是學(xué)生不會(huì )自主地將工程應用實(shí)例與理論知識相關(guān)聯(lián)。因而，在本課程的教學(xué)過(guò)程中，以學(xué)生金工實(shí)習中使用過(guò)的設備-臺式鉆床作為工程案例的主線(xiàn)，以車(chē)床、減速箱、低碳鋼板、鋸條、小轎車(chē)、變速齒輪箱等學(xué)生熟知的設備或工具為輔線(xiàn)，用材料成分-熱處理工藝-組織和性能之間關(guān)系的理論知識體系將其貫穿起來(lái)。根據不同章節的講解需要，拆分出不同零件作為實(shí)際工程案例來(lái)描述，例如外殼、載物臺、鉆頭、主軸等這些學(xué)生已經(jīng)使用過(guò)的設備上的零部件為例，變抽象的成分、組織和性能間的關(guān)系為學(xué)生具體學(xué)生已經(jīng)熟知的零部件和工具，使學(xué)生在課程的學(xué)習過(guò)程中逐步認識到在機械設計中選材及制定熱處理工藝的作用。這可以激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習探索本課程的興趣并利用實(shí)驗來(lái)鼓勵學(xué)生獨立思考，從而逐步提升學(xué)生自身的工程應用能力。這樣，課堂教學(xué)的分合相濟,變分散為集中,變模糊為清晰,有利于學(xué)生建立完整的設備的結構設計、零件結構設計和選擇合理材料、制定該零件加工工藝路線(xiàn)的整體概念,以此來(lái)保證教學(xué)內容的基礎性和系統性。
�。�3）采用多媒體授課,講授內容合理劃分主干和分枝中，注重重點(diǎn)主干內容的講解，對于非重點(diǎn)的分枝內容采用列表式或提綱式的方法講授，達到教學(xué)內容進(jìn)行適當的整合的目的，合理利用有限的學(xué)時(shí),促進(jìn)學(xué)生對重點(diǎn)內容的掌握。通過(guò)實(shí)際工程案例的引入，力求做到簡(jiǎn)單、生動(dòng)、形象。例如,以學(xué)生熟知的玻璃和水晶的差別引入晶體和非晶體的概念和性能差異，以石墨、鉆石、納米炭、石墨烯間的關(guān)系和區別來(lái)講解晶體結構研究的重要性及其材料研究新成果的在生產(chǎn)實(shí)際過(guò)程中的應用，在講授晶體結晶基本過(guò)程時(shí),通過(guò)形象的動(dòng)畫(huà)使整個(gè)結晶過(guò)程中的形核和長(cháng)大過(guò)程一目了然,避免抽象的理論敘述。
�。�4）利用工程實(shí)際案例，加強理論聯(lián)系實(shí)際。在課堂上講授理論時(shí),有針對性地結合金工實(shí)習中相關(guān)的實(shí)際案例，將抽象的理論與學(xué)生的工程認知結合起來(lái)，使學(xué)生容易理解和掌握這些知識，也使學(xué)生感受到學(xué)習本課程的作用。例如,在介紹鋼為何必須進(jìn)行熱處理時(shí),以T10鋼制造鉆頭為例，詳細講解鉆頭的選材依據和它完整的加工制造工藝路線(xiàn),說(shuō)明預先熱處理和最終熱處理工藝的選擇依據,不同熱處理工藝對組織與性能方面的影響,從而使學(xué)生了解和掌握了熱處理在零件生產(chǎn)加工過(guò)程中的作用。在學(xué)完金屬材料這一章過(guò)后，安排總結性的鉆臺設計中各個(gè)零件的選材及工藝路線(xiàn)制定的課堂討論，是學(xué)生初步認識到同一設備中，不同零件需要根據各自的使用條件來(lái)選擇適合自己的金屬材料，并且根據加工工序的不同，選擇不同的熱處理工藝，為其后續課程學(xué)習打下良好的基礎�？傊�，社會(huì )的發(fā)展變化從客觀(guān)上對高等教育提出了改革的要求，也決定了高等教育改革教學(xué)方法和調整教學(xué)結構的與時(shí)俱進(jìn)的必然。本著(zhù)培養現代應用型人才的原則，結合當今學(xué)生知識結構的特點(diǎn)，基于工程實(shí)際案例工程材料的課程教學(xué)改革，將理論學(xué)習與實(shí)踐學(xué)習、技術(shù)原理和技術(shù)應用相結合，有效地提高學(xué)生學(xué)習、掌握和應用所學(xué)知識的能力。
【參考文獻】
�。�1］邵洋,吳運新,姚可夫.工程材料課程英文教學(xué)實(shí)踐[J].中國現代教育裝備,2013(19):44-46.
�。�2］朱榮華,柯俊.建立大工程觀(guān)念下的新型課程體系[J].高等工程教育研究,1998(4):19-26.
�。�3］王章忠.現代工業(yè)產(chǎn)品的價(jià)值選材[J].金屬熱處理,2002(9):56-58.
�。�4］高道祥.“工程材料及成形技術(shù)”課程教學(xué)改革探討[J].中國林業(yè)教育，2009，27（S1）：60-62.
【工程案例下的工程材料教學(xué)改革論文】相關(guān)文章：
教學(xué)改革工程材料論文10-02
工程材料教學(xué)改革論文08-16
工程材料教學(xué)改革思索論文09-02
教學(xué)改革中工程材料論文08-27
土木工程專(zhuān)業(yè)下教學(xué)改革論文08-15
工程材料學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革研究分析論文09-15
工程材料教學(xué)論文10-29