工程材料工艺课改途径

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1课程特点

《工程材料与材料加工工艺》是机械类、近机械类学生必修的一门专业技术基础课，其主要内容包括：工程材料的机械性能、晶体学、金属的凝固与结晶、热处理原理及工艺、工程材料的生产工艺及应用等。由于该课程拥有庞杂的知识体系，术语概念多，微观原理抽象晦涩，工艺方法实践性强，以板书为主，挂图为辅，黑板上画相图，粉笔头上出概念的教学模式，难以体现材料微观的组织结构和制造业恢弘的生产现场。缺乏实践经验和对工艺知识感性认识的学生，普遍感到该课程抽象、枯燥、难学。我们先后制定了科学、完整的教学大纲，编写和修订了公开出版的教材；制作、更新、补充了大量的幻灯投影片、教学电视录像片；建立了教学辅导网站；在教学中引入英文教材，全方位采用多媒体开展双语教学。即便如此，我们发现该课程学习仍然存在困难。如何用较短的课时高质量地完成该课程的教学任务，培养出跨国的复合型工程应用人才是我们的工作重点。

2课程改革

由于课程内容涉及面广，结合学生在金工实训时已经初步了解了该课程的基础内容的现状，我们在教学中优化课程内容体系，改进教学方法和手段。用较短的课时高质量地完成该课程的教学任务。

2.1优化授课内容

本着培养学生的自学能力、工程意识和金工技能的原则，本课程的任务是：使学生获得有关工程材料的基本理论和基本知识；掌握常用工程材料的化学成份—组织状态—力学性能—工程应用之间关系的一般规律；熟悉常用工程材料的生产工艺过程；具有根据机械零件的服役条件和失效形式，合理选用工程材料的初步能力。其基本教学要求是：重点阐述工程材料的性能与其组织结构之间的联系；说明如何通过工艺手段改变材料的组织结构，以达到提高材料性能的目的；介绍常用工程材料及其应用等基本知识；为工程结构和机械零件的设计和制造提供合理选用材料的方法。结合教学大纲，整合资源，优化授课内容。课堂上重点讲授金属材料和目前制造业中最主要的成型方法，课后自学非金属材料，金工实训铸锻焊和车钳铣刨磨等传统的冷热加工技术及数控中心等先进加工技术。用“材料加工熔一炉，组织成分相图书，机械性能试验测，改性成型工艺筹”四句话囊括了自编教材九章三十二节的主要内容。其中，金属材料部分围绕着“一条主线、二张图、三种材料、四把火”进行展开。理论知识的讲授坚持“浅、宽、通”的原则，不进行数学公式推导，重点放在讲清物理意义及其本质上。工艺部分重点讲清铸、锻、焊中最典型的成形工艺，如金属液态成形部分重点介绍目前应用最多的砂型铸造，焊接部分重点介绍电弧焊。强调“少、精、宽、新”，做到重点解剖一个“麻雀”、触类旁通。编写的教材介绍了很多新工艺新技术，学生可以利用课外时间自学了解。机械零件材料及成型方法选用部分则采用案例教学法，学以致用，培养了学生的工程技术应用能力。通过以上教学内容的组织和安排，使学生对该课程有一个全面、系统的了解，既见树木，又见森林。与此同时，又能对材料加工领域的发展有个清晰的了解，培养学生的专业兴趣。

2.2改进授课方式

针对该课程内容、图表、概念、难点多的特点，将每章节的讲课提纲、教学目的和要求、重点、难点、学习方法、结论和小结，文字和重要的图表制成幻灯片，有效运用多媒体技术，加大了课堂的信息量。学生对每堂课要达到的目的更加明确，对每章节的内容有了全面系统的了解。调动了学生学习的积极性，较大地提高了课时利用率和课堂效果。

（1）动画模拟微观过程

CAI软件内容生动形象，图文并茂，信息量大，可清楚地描述材料成型的微观、动态的变化过程与状态；如对晶体结构和缺陷等，采用三维立体图形，让学生观察其形体特征，内部结构等，即清晰，又动感；如对位错运动，结晶和重结晶过程，冷却曲线的形成，合金相图的建立，共析碳钢的奥氏体化以及冲压中的冲裁、拉深和弯曲等工艺，采用二维或三维动画模拟将微观过程可视化，加上教师精讲点拨，形象生动、直观、感染力很强，变单纯的听觉语言为视听同步的动画模拟演示，可化解难点，大大降低了学生学习的难度，提高了教学效率和教学效果。

（2）视频演示工艺生产

将录像片应用于绪论、铸、锻、焊等成形工艺与设备的讲解中，弥补了学生工艺和专业知识的不足，增强了学生的感性认识。录像片中先进的材料成形工艺与方法，比较系统、全面、真实地反映了相关的新工艺、新技术、新发展，拓宽了学生的知识面，使课程的教学内容具体化、形象化，使概念和规律简单化，易于学生的理解和掌握。极大地调动了学生的积极性，激发了学生的学习兴趣性[2]。

（3）讨论式教学

专业课的教学如果学生只做听众，容易造成枯燥无味的感觉，尤其是对《工程材料与材料加工工艺》这种工艺性很强的课程，课堂上尽量多地采用案例教学的方法，就某种工艺方案的多种可能展开讨论，这样既有利于发挥教师的专业特长，把所讲的那部分内容讲深、讲透、讲生动；又为学生提供了一个较大的选择空间，体现了“教”与“学”双向的灵活性和主动性，使教学投资收益比最大化。

2.3开设综合性实验

配合理论教学，增强实践教学环节，在传统的验证实验基础上增设综合性设计实验。组织学生设计试验，提高学生动手能力；增强结合工程实际的综合性设计训练环节，开展大学生创新大赛等活动，让学生在实验中进行学习并获得做的经验，培养学生工程技术应用能力。

2.4建设课程网站和试题库

建立了教学和辅导网站，介绍材料及其成型方法的发展前沿，录入教学大纲、备课教案、课件和教学录像，设立师生互动平台，及时解答学生所提出的问题，增设试题库方便学生复习和自测。

3结语

总之，教学过程是一个比较复杂的过程，教学方法需要根据课程的特点来设计。上述教学改革是教研室课题组全体成员智慧的结晶，受到了学生的普遍欢迎，学生学习这门课程的积极性和自学能力都有提高，同时也增强了他们解决实际问题的能力。我们的教学改革还是初步的，有待进一步深人发展，在教学内容，教学形式等方面仍存在许多不足．只有不断改革，完善和提高，才能适应现代教学发展的需要。