工程材料課程教學(xué)模式探索

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摘要：《工程材料》是我院材料專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，旨在讓學(xué)生掌握工程材料性能、金屬材料的結(jié)晶與晶體結(jié)構(gòu)、鋼的熱處理、工程用鋼和鑄鐵的牌號(hào)、種類(lèi)及性能等知識(shí)，知識(shí)點(diǎn)繁多，內(nèi)容抽象，學(xué)習(xí)難度較大。通過(guò)一系列教學(xué)模式探索，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和解決問(wèn)題的能力，縮短了理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐的距離，改善了教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：《工程材料》；教學(xué)模式；高職院校

一、量身訂制教學(xué)內(nèi)容，及時(shí)更新教學(xué)大綱

目前，國(guó)內(nèi)本專(zhuān)科院校使用的《工程材料》課程教材多達(dá)數(shù)十種，根據(jù)我院學(xué)生的基本情況，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)課程的難易程度、學(xué)生的基本功以及當(dāng)前行業(yè)的需求，對(duì)教材進(jìn)行了篩選，選定凌愛(ài)林主編的《工程材料》（天津大學(xué)出版社）作為教學(xué)用書(shū)。全書(shū)共四部分（十章），包括基礎(chǔ)模塊部分、核心模塊部分、拓展模塊部分以及實(shí)驗(yàn)?zāi)K部分，其中基礎(chǔ)模塊部分分為三章，分別講解了工程材料生產(chǎn)、工程材料性能和金屬材料的結(jié)晶與晶體結(jié)構(gòu)知識(shí)，是本課程最基本的內(nèi)容，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)；核心模塊部分分為四章，分別講解了鋼的熱處理、工業(yè)用鋼、工程鑄鐵和工程材料知識(shí)的應(yīng)用，作為目前最常用、最成熟的知識(shí)，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)學(xué)習(xí)和掌握，是課時(shí)主要分配的部分；拓展模塊部分分為三章，分別講解了非鐵金屬材料與粉末冶金材料、非金屬材料與新型材料以及表面處理，這部分內(nèi)容主要針對(duì)正在快速發(fā)展但相對(duì)應(yīng)用范圍較小的材料與工藝；實(shí)驗(yàn)?zāi)K部分包括拉伸實(shí)驗(yàn)、硬度實(shí)驗(yàn)、沖擊實(shí)驗(yàn)、鐵碳合金平衡組織觀(guān)察以及熱處理實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容，旨在讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作切實(shí)了解所學(xué)的理論知識(shí)。根據(jù)教學(xué)大綱的要求，本課程總學(xué)時(shí)為64學(xué)時(shí)，但縱觀(guān)全書(shū)，僅僅64學(xué)時(shí)是不可能完成所有知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)的，考慮到企業(yè)的現(xiàn)實(shí)需求，結(jié)合當(dāng)前材料發(fā)展趨勢(shì)和教學(xué)內(nèi)容的難易程度，對(duì)本課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了針對(duì)性的刪減工作，基礎(chǔ)模塊和核心模塊部分全部保留，其中重點(diǎn)講解工程材料性能、金屬材料的結(jié)晶與晶體結(jié)構(gòu)知識(shí)、鋼的熱處理三大章節(jié)內(nèi)容；拓展部分以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，難點(diǎn)內(nèi)容穿插教師講授；實(shí)驗(yàn)?zāi)K部分由學(xué)院檢驗(yàn)檢測(cè)中心指導(dǎo)教師專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)。此外，緊跟時(shí)展，把握與時(shí)俱進(jìn)的原則，針對(duì)不同階段材料發(fā)展需求對(duì)教學(xué)大綱進(jìn)行更新調(diào)整，同時(shí)豐富、完善人才培養(yǎng)體系。

二、優(yōu)化教學(xué)手段

從內(nèi)容上來(lái)看，《工程材料》圍繞著一條主線(xiàn)進(jìn)行講授，即“成分—組織—性能—用途—改性處理”[3]，其中重點(diǎn)結(jié)合“一張相圖、三種材料（合金鋼、非合金鋼、工程鑄鐵）、四把火（退火、正火、淬火、回火）”進(jìn)行講授。在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)當(dāng)緊跟大綱、抓牢主線(xiàn)進(jìn)行備課，同時(shí)在課堂上要學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用新科技、新手段輔助授課。1.充分利用現(xiàn)代教學(xué)工具，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師在授課時(shí)摒棄傳統(tǒng)的黑板教學(xué)，轉(zhuǎn)而利用多媒體工具進(jìn)行輔助，充分利用視頻、動(dòng)畫(huà)、圖片結(jié)合文字進(jìn)行授課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)習(xí)變得不枯燥。比如在講授淬火內(nèi)容時(shí)，先放一段視頻，視頻中以古代兵器（刀、劍）作為切入點(diǎn)，對(duì)學(xué)生提出問(wèn)題：這些刀、劍是怎么制作出來(lái)的？在制作過(guò)程中為何要反復(fù)錘打？把熾熱的刀、劍放進(jìn)水中的目的是什么？對(duì)水有何要求？如何保證它們的使用性能？等等，讓學(xué)生各自發(fā)表自己的看法。再將知識(shí)點(diǎn)“淬火”引入教學(xué)中，這樣學(xué)生是帶著積極的心態(tài)去主動(dòng)接受知識(shí)，而不是被動(dòng)的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果有了大大的提高。另外，課后讓學(xué)生合理借助各種網(wǎng)絡(luò)上的“微課”、“慕課”及“翻轉(zhuǎn)課堂”平臺(tái)，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固，加深理解。2.注重提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，縮短“理實(shí)差距”。學(xué)生光有學(xué)習(xí)興趣還不夠，要想更牢靠地掌握知識(shí)，具備較好的自主學(xué)習(xí)能力十分重要。俗話(huà)說(shuō)：“滴水不成海，獨(dú)木難成林?！币粋€(gè)人的智慧是有限的，如果在學(xué)習(xí)中有他人幫助，往往會(huì)使雙方獲益匪淺。教師可以通過(guò)布置案例作業(yè)將學(xué)生進(jìn)行分組，要求學(xué)生協(xié)作完成任務(wù)。例如，在講授合金結(jié)構(gòu)鋼時(shí)，以校企合作單位的真實(shí)產(chǎn)品———“發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子”（材質(zhì)34CrMo1）作為學(xué)習(xí)對(duì)象，讓學(xué)生通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作，查閱資料，了解材質(zhì)的用途、性能、生產(chǎn)加工工藝、晶相組織特征等，對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的失效進(jìn)行討論分析，將可能的原因進(jìn)行匯總，以報(bào)告形式提交。在課堂上，小組成員對(duì)報(bào)告進(jìn)行闡述，其他同學(xué)對(duì)小組成員進(jìn)行提問(wèn)。最后，教師對(duì)學(xué)生的討論、報(bào)告進(jìn)行總結(jié)，分析學(xué)生的思路與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中解決方案出現(xiàn)差異的原因，讓學(xué)生體會(huì)“理論—實(shí)踐”的差距。3.吸收學(xué)生進(jìn)入課題組，提升專(zhuān)業(yè)能力。在班級(jí)中吸收一些學(xué)習(xí)積極的學(xué)生加入課題組充當(dāng)科研助手，讓學(xué)生體驗(yàn)科研工作的魅力，豐富專(zhuān)業(yè)知識(shí)，鍛煉出一定的科研寫(xiě)作能力，為以后的升本、讀研打下基礎(chǔ)。4.加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，提升實(shí)踐能力。為了進(jìn)一步完善實(shí)訓(xùn)條件，讓學(xué)生有更多機(jī)會(huì)直接接觸、參與到工程材料的性能檢測(cè)中，學(xué)院投入了大量資金建設(shè)實(shí)訓(xùn)基地。除了擁有常規(guī)熱處理爐、硬度計(jì)和金相顯微鏡等設(shè)備外，近幾年新進(jìn)引了不少先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備，包括電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)、高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)、微控電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和高級(jí)金相顯微系統(tǒng)等，學(xué)生實(shí)踐能力得到了提升，專(zhuān)業(yè)知識(shí)掌握更加牢固了。

三、完善考評(píng)機(jī)制

以平時(shí)成績(jī)結(jié)合期末試卷成績(jī)進(jìn)行綜合考評(píng)（比值4∶6），其中平時(shí)成績(jī)包含了常規(guī)項(xiàng)（考勤、課后作業(yè)完成情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量等）和加分項(xiàng)（科研得分、筆記、自主學(xué)習(xí)能力等），充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，減輕學(xué)習(xí)壓力。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)《工程材料》教學(xué)模式的探索，積累了不少經(jīng)驗(yàn)，對(duì)比近幾屆學(xué)生的考評(píng)來(lái)看，一方面平均分穩(wěn)中有升，另一方面通過(guò)學(xué)生座談發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)感觸有了轉(zhuǎn)變：從前幾屆的“茫然”、“不知所措”到如今的“心中有數(shù)”、“信心十足”，取得這樣的成績(jī)，離不開(kāi)教師的無(wú)私付出，更離不開(kāi)學(xué)生的積極配合。雖然取得了一定的成績(jī)，但并不意味著《工程材料》課程的教學(xué)模式就不需要進(jìn)一步改革探索了，因?yàn)橹挥胁粩嗑o跟社會(huì)發(fā)展，與時(shí)俱進(jìn)，才能培養(yǎng)出更適合時(shí)下國(guó)家、社會(huì)、企業(yè)需求的“材料人”。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳曦,彭光俊,王志海.《工程材料》課程部件的有序重構(gòu)[J].理工高教研究,2006,25(6):119-121.

[2]賀毅強(qiáng),喬斌,尚峰.關(guān)于《工程材料》課程教學(xué)方法的研究[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā),2010,25(5):174-177.

[3]謝志雄,談芬芳,羅平.《工程材料》課程教學(xué)方法的改革及應(yīng)用[J].教育教學(xué)論壇,2016,(41):200-201.

作者：方琴 陳庚 李艷麗 苗景國(guó) 李志宏 王新穎 單位：四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院