《工程材料》教學(xué)中工程能力的培養(yǎng)*

鄒 慧 紀(jì)朝輝 馮日寶（中國(guó)民航大學(xué)理學(xué)院 天津 300300）

《工程材料》教學(xué)中工程能力的培養(yǎng)*

鄒 慧 紀(jì)朝輝 馮日寶
（中國(guó)民航大學(xué)理學(xué)院 天津 300300）

《工程材料》作為一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，培養(yǎng)和強(qiáng)化學(xué)生的工程能力是教學(xué)的首要目的。結(jié)合本校專業(yè)特點(diǎn)，對(duì)課程教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行探索，旨在尋找更好的教學(xué)改革方法，充分發(fā)掘?qū)W生的工程實(shí)踐能力。本文從工程能力的定義出發(fā)，概述了《工程材料》課程的特點(diǎn)，分析了該門(mén)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，著重闡述了在教學(xué)方法、形式及與實(shí)踐實(shí)習(xí)有機(jī)結(jié)合等環(huán)節(jié)中強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力的思路和措施。

工程材料；工程能力；實(shí)踐教學(xué)

《工程材料》是我校材料物理專業(yè)和飛行器制造工程專業(yè)都開(kāi)設(shè)的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，在人才培養(yǎng)計(jì)劃中起到專業(yè)知識(shí)與專業(yè)實(shí)踐相銜接的作用。其主要內(nèi)容包括：材料的結(jié)構(gòu)和性能、主要的材料類型和特點(diǎn)、機(jī)械零件的時(shí)效與選材原則、典型工件的選材及工藝路線設(shè)計(jì)、工程材料的應(yīng)用等。其任務(wù)是：使學(xué)生獲得有關(guān)工程材料的基本理論和基本知識(shí)，具備根據(jù)機(jī)械零件的主要失效形式、適用條件及性能要求，對(duì)結(jié)構(gòu)零件進(jìn)行合理選材并制定零件工藝路線的初步能力。

本校開(kāi)設(shè)此門(mén)課程的相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生大都輸送到我國(guó)民航企業(yè)就業(yè)。近年通過(guò)對(duì)畢業(yè)生和用人單位的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)于本課程的理論學(xué)習(xí)都比較扎實(shí)，但也存在動(dòng)手能力較差，工程實(shí)踐技能薄弱等問(wèn)題?；谝陨弦蛩?，我們認(rèn)為有必要結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)，針對(duì)《工程材料》課程教學(xué)過(guò)程中存在的主要問(wèn)題，提出具體的改進(jìn)措施，加大學(xué)生的實(shí)踐能力和實(shí)踐技能的培養(yǎng)，以促進(jìn)學(xué)生工程能力的發(fā)展，滿足社會(huì)和民航業(yè)對(duì)工程技術(shù)人才的需求。

工程能力的定義

工程能力就是綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力，包括兩部分內(nèi)容，即基于實(shí)踐的綜合思維能力和面向?qū)嵺`的較強(qiáng)動(dòng)手能力。前者要求學(xué)生能系統(tǒng)地掌握理論知識(shí)，并將其與實(shí)踐密切結(jié)合起來(lái)，在實(shí)踐基礎(chǔ)上融合、升華，否則只能不得要領(lǐng)地了解或強(qiáng)行記住一些書(shū)本知識(shí)的片斷，在實(shí)際問(wèn)題面前往往束手無(wú)策。后者要求能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)踐問(wèn)題，在分析和解決工程實(shí)踐問(wèn)題時(shí)，不僅能依靠基礎(chǔ)理論，還應(yīng)善于借鑒別人的經(jīng)驗(yàn)或成果，可以有探索和創(chuàng)新，但不能脫離實(shí)際憑空臆造，是檢驗(yàn)素質(zhì)教育成效的關(guān)鍵性指標(biāo)。在實(shí)踐性教學(xué)中我們也要遵循這一原則，培養(yǎng)具有實(shí)踐性、綜合性、創(chuàng)新性的工程技術(shù)人才。

《工程材料》實(shí)踐教學(xué)存在的主要問(wèn)題

長(zhǎng)期以來(lái)，在“高等學(xué)校應(yīng)以理論教學(xué)為主，實(shí)踐教學(xué)為輔；理論教學(xué)體現(xiàn)了學(xué)術(shù)性，實(shí)踐教學(xué)是理論教學(xué)的一個(gè)環(huán)節(jié)、一個(gè)補(bǔ)充”等思想觀念的指導(dǎo)下，實(shí)踐教學(xué)未能擺到應(yīng)有的位置。這導(dǎo)致在課程實(shí)踐教學(xué)中存在如下問(wèn)題：

《工程材料》課程的特點(diǎn)是知識(shí)量大，涉及面廣，系統(tǒng)性差 各類材料自成體系，缺乏聯(lián)系，彼此之間差異性很大，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中面對(duì)形形色色的材料，不知道如何理順知識(shí)體系，有些無(wú)所適從?；靖拍疃啵写罅康男g(shù)語(yǔ)和定義，學(xué)生掌握難度較大。其內(nèi)容的廣泛性決定了其教學(xué)任務(wù)重，專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)同步進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于理論教學(xué)。在教學(xué)大綱允許的時(shí)間范圍內(nèi)很難有充足的實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)，如材料物理專業(yè)該門(mén)課程總學(xué)時(shí)為36學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)僅為6學(xué)時(shí)，這就存在著教學(xué)內(nèi)容廣泛與實(shí)踐時(shí)間有限之間的矛盾。

實(shí)踐經(jīng)費(fèi)投入相對(duì)不足，且《工程材料》專業(yè)實(shí)驗(yàn)所涉及的儀器設(shè)備種類廣泛、價(jià)格昂貴 作為新專業(yè)，如飛行器制造工程專業(yè)，或者是單一發(fā)展的專業(yè)，如材料物理，很難在短時(shí)間內(nèi)解決儀器設(shè)備齊全的問(wèn)題。這就造成實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和設(shè)備更新緩慢，實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足，實(shí)驗(yàn)條件受限，學(xué)生的實(shí)踐也只能維持在較低水平。

實(shí)踐教學(xué)途徑單一，不能滿足工程能力培養(yǎng)的需要 課程的實(shí)踐教學(xué)手段主要是通過(guò)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，但課程實(shí)驗(yàn)只是為驗(yàn)證理論課的某些內(nèi)容而設(shè)立，很難達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生開(kāi)拓與創(chuàng)新的工程能力的目的。

培養(yǎng)學(xué)生工程能力的主要措施

根據(jù)《工程材料》課程的特點(diǎn)并結(jié)合學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)情況，經(jīng)過(guò)近年來(lái)的教學(xué)和實(shí)踐，我們認(rèn)為調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性，提高學(xué)生工程實(shí)踐能力應(yīng)從以下幾方面入手：

引入工程實(shí)例教學(xué)，提升學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力 在理論教學(xué)中引入相關(guān)工程實(shí)例，努力把企業(yè)生產(chǎn)一線正在使用的新技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題引進(jìn)教學(xué)中。教給學(xué)生求索知識(shí)的方法和應(yīng)用知識(shí)的能力，了解在生產(chǎn)中涉及的一些理論知識(shí)，教導(dǎo)學(xué)生如何運(yùn)用工程思維進(jìn)行問(wèn)題分析。實(shí)例教學(xué)內(nèi)容要著眼于工程師的材料學(xué)基本訓(xùn)練，即讓學(xué)生掌握機(jī)械零件、工程構(gòu)件在不同服役條件下的失效形式，使學(xué)生了解機(jī)械零件使用條件和性能要求，同時(shí)使學(xué)生感受到學(xué)習(xí)本課程的作用。例如，在介紹金屬材料時(shí)，針對(duì)本國(guó)民航維修企業(yè)實(shí)際工作中涉及的材料大都為國(guó)外進(jìn)口材料，與國(guó)內(nèi)材料體系存在很大差別的現(xiàn)實(shí)情況，重點(diǎn)以材料的牌號(hào)為例，說(shuō)明國(guó)外與國(guó)內(nèi)材料在分類、牌號(hào)及應(yīng)用上的差別，從而使學(xué)生在今后實(shí)際工作中對(duì)國(guó)內(nèi)外不同牌號(hào)材料的特點(diǎn)有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。另外，通過(guò)實(shí)例介紹還可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行形象化教學(xué)，盡可能貼近工程實(shí)際。機(jī)械零件的失效分析這部分內(nèi)容由于與實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系較為緊密，而學(xué)生對(duì)零件的工作環(huán)境、失效形式、失效分析的基本方法和設(shè)備知之甚少，所以，學(xué)生反映較難理解。通過(guò)結(jié)合民航維修中飛機(jī)零部件的失效實(shí)例，采用多媒體課件介紹飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架典型失效部位照片、分析流程及檢測(cè)設(shè)備等內(nèi)容，既能解決課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)少、設(shè)備不足的問(wèn)題，又可以加深學(xué)生對(duì)這些知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

開(kāi)展專題討論，促進(jìn)學(xué)生工程意識(shí)的形成 課堂討論也是在課程教學(xué)中向?qū)W生傳遞工程概念的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在教學(xué)中可根據(jù)課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，開(kāi)展鐵碳相圖、材料的選擇和使用的專題討論課。通過(guò)教師提前將討論的要求和內(nèi)容布置給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生練習(xí)查詢材料性能的技能，同時(shí)通過(guò)討論，使學(xué)生建立起材料學(xué)習(xí)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)材料的成分，整理出生產(chǎn)工藝、技術(shù)性質(zhì)、國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定、試驗(yàn)檢測(cè)方法、應(yīng)用的整體學(xué)習(xí)主線。并以此做到正確和合理地選定材料，安排合適的加工工藝，從而進(jìn)一步培育學(xué)生的材料工程意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生大工程觀的形成。

加強(qiáng)《工程材料》課程與實(shí)踐實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的銜接 本專業(yè)的工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括金工實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)。其中認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)在第五學(xué)期開(kāi)設(shè)，金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)都在第六學(xué)期開(kāi)設(shè)。金工實(shí)習(xí)一般安排在第8周進(jìn)行，這時(shí)“工程材料”教學(xué)正在進(jìn)行，可以將鋼的熱處理、切削刀具的選材及機(jī)床的選材等知識(shí)貫穿于金工實(shí)習(xí)中。而當(dāng)講到復(fù)合材料時(shí)，又可以與在第五學(xué)期學(xué)生去波海復(fù)合材料有限公司進(jìn)行認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的情況結(jié)合起來(lái)，在學(xué)生已有的感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹航空復(fù)合材料特點(diǎn)、加工工藝及失效原因。對(duì)于教材中航空航天器用材部分，可以與學(xué)生去沈陽(yáng)黎明發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)相結(jié)合，把一些相關(guān)問(wèn)題留給學(xué)生，讓學(xué)生帶著問(wèn)題到企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)，調(diào)查一下實(shí)習(xí)企業(yè)內(nèi)部機(jī)器和產(chǎn)品的材料性能如何。這樣就將《工程材料》這門(mén)專業(yè)工程基礎(chǔ)課與實(shí)踐、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)”有機(jī)結(jié)合起來(lái)，既有利于培養(yǎng)學(xué)生勤于思考的習(xí)慣和形成理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)，也能縮短學(xué)生對(duì)知識(shí)由感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)的過(guò)程。

改革課程考核模式，引導(dǎo)學(xué)生成為工程實(shí)踐的主體 考核是學(xué)生學(xué)習(xí)效果與教師教學(xué)質(zhì)量的檢查與體現(xiàn)，傳統(tǒng)的教學(xué)考核重點(diǎn)是考查學(xué)生對(duì)理論知識(shí)掌握程度，這是很不全面的，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的考核。實(shí)踐考核除了常規(guī)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)考查外，還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，參加大學(xué)生科技立項(xiàng)或參與教師科研課題的研究活動(dòng)及參加學(xué)術(shù)報(bào)告等各種科研活動(dòng)，并在課程成績(jī)考核時(shí)增加科技活動(dòng)的分?jǐn)?shù)，與常規(guī)實(shí)驗(yàn)一起作為期末總成績(jī)，以提高學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)踐的積極性。

在《工程材料》的教學(xué)中加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，重視學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的主體教學(xué)任務(wù)之一。在教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，充實(shí)多媒體課件，完善實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，促進(jìn)學(xué)用結(jié)合。同時(shí)課程實(shí)踐教學(xué)改革又是一項(xiàng)綜合性和系統(tǒng)性的工作，不僅需要教與學(xué)的相互配合，還需要其他各有關(guān)方面的支持與配合，在多方面的共同努力下實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型高級(jí)人才的目標(biāo)。

[1]杜培榮，鄭茗元，韓立新.從基礎(chǔ)力學(xué)課程的教育中培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)[J].高教論壇，2007，（2）：79-81.

[2]沈傳波.《石油勘探構(gòu)造分析》課程實(shí)踐教學(xué)探討[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，5（1）：321-323.

[3]劉小雄，章衛(wèi)國(guó)，侯明善，等.《飛行控制系統(tǒng)》課程實(shí)踐教學(xué)探索[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2008，62（4）：112-113.

[4]聶偉安，龍立平，熊文高，等.“實(shí)踐—認(rèn)識(shí)—再實(shí)踐”教學(xué)方法在化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)中的應(yīng)用[J].化工高等教育，2007，97（5）：86-88.

[5]周如金.《食品工程原理》教學(xué)中工程素質(zhì)的培養(yǎng)[J].廣東化工，2009，36（3）：112-113.

[6]鄭舉功，楊婷.材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)的探索[J].化工高等教育，2005，84（2）：24-26.

G712

A

1672-5727(2011)05-0088-02

鄒慧（1976—），女，吉林松原人，在職博士研究生，中國(guó)民航大學(xué)副教授，研究方向?yàn)椴牧媳砻嫣幚怼?/p>

*本文系中國(guó)民航大學(xué)教育教學(xué)研究課題《跨學(xué)院課程〈工程材料〉的建設(shè)與改革》（課題編號(hào)：xj2010029）的階段性研究成果