基于工作過(guò)程導(dǎo)向的機(jī)械工程材料及熱處理課程改革*

李承斌，程 芳

（河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系，河南 新鄉(xiāng) 453000）

機(jī)械工程材料及熱處理課程是工科學(xué)校機(jī)械類或近機(jī)類專業(yè)學(xué)生的一門必修的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，也是為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)專業(yè)課和熟練掌握實(shí)踐操作技能打基礎(chǔ)的課程。該課程理論深，內(nèi)容抽象，有大量的術(shù)語(yǔ)和定義，學(xué)生掌握難度較大。近年來(lái)，隨著教育改革的不斷深入，在高職教育對(duì)人才的培養(yǎng)目標(biāo)要求上，強(qiáng)調(diào)了對(duì)學(xué)生應(yīng)用能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)。因此，對(duì)于機(jī)械基礎(chǔ)系列課程的理論教學(xué)時(shí)數(shù)均作了較大的縮減調(diào)整。在這種現(xiàn)狀下，如何在工作過(guò)程中轉(zhuǎn)變教育思想，更新教育觀念，改革教學(xué)，提高教育質(zhì)量，是高職院校教學(xué)改革中的一個(gè)課題［1－4］。筆者以工作過(guò)程為導(dǎo)向，對(duì)機(jī)械工程材料及熱處理課程進(jìn)行了以下探究。

1 以工作過(guò)程為導(dǎo)向，重視課程體系改革

1.1 教學(xué)中存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)的機(jī)械工程材料及熱處理課程體系，由于追求課程內(nèi)容的完整性，采用傳統(tǒng)的教學(xué)性模式，忽略了該課程與其他課程的相互滲透與關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致學(xué)生工程應(yīng)用能力不夠，綜合能力較差。因此，必須重組課程體系，以形成具有應(yīng)用性、綜合性及先進(jìn)性的新課程體系。

1.2 合理選擇更新教學(xué)內(nèi)容

基于我們的工作過(guò)程，在教學(xué)內(nèi)容的選取上，針對(duì)不同的專業(yè)，以對(duì)綜合能力的要求為依據(jù)來(lái)決定課程內(nèi)容的取舍。例如，對(duì)于機(jī)械類的學(xué)生畢業(yè)后主要從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造工作，傳統(tǒng)的教學(xué)只注重于材料的選擇與加工環(huán)節(jié)，而在材料科學(xué)發(fā)展日新月異的今天，還應(yīng)學(xué)會(huì)正確處理材料科技進(jìn)展與人類文明及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，從環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展角度評(píng)價(jià)使用材料。具體教學(xué)時(shí)，在重點(diǎn)介紹鋼鐵材料、有色金屬材料及熱處理等方面內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增加了功能材料、納米材料等反映當(dāng)前科技發(fā)展成果的新型材料，使學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間能及時(shí)了解本專業(yè)的最新科技發(fā)展現(xiàn)狀，以開拓學(xué)生的視野。

1.3 精煉課程內(nèi)容，以“必需夠用”為度

在工作過(guò)程中，我們提倡經(jīng)典內(nèi)容簡(jiǎn)練化，并不是通常意義上的刪繁就簡(jiǎn)，更不是降低課程的基本要求，而是通過(guò)貫通、滲透、舉一反三的方法，使學(xué)生學(xué)會(huì)思維的過(guò)程，掌握應(yīng)用的途徑。例如金屬學(xué)原理部分的核心就是鐵碳相圖，在傳統(tǒng)的教學(xué)中，通過(guò)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)晶相與組織及二元?jiǎng)蚓鄨D、共晶相圖，逐步引出鐵碳相圖。這些內(nèi)容對(duì)材料專業(yè)的學(xué)生是必需的，而對(duì)機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)有些并不是必需的。如果直接引入鐵碳相圖，把相圖所需的概念結(jié)合鐵碳相圖進(jìn)行講解分析，一方面可較為準(zhǔn)確地反映“必需夠用為度”的教學(xué)方針，另一方面也可在較短的學(xué)時(shí)內(nèi)加強(qiáng)對(duì)鐵碳相圖的理解應(yīng)用。

2 工作過(guò)程中采用導(dǎo)學(xué)式教學(xué)模式，重在引導(dǎo)，貴在啟發(fā)

2.1 導(dǎo)學(xué)在教學(xué)工作過(guò)程中的應(yīng)用

課堂教學(xué)的創(chuàng)新在于最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，因?yàn)榕d趣是最好的導(dǎo)師。導(dǎo)學(xué)式教學(xué)法正是摒棄傳統(tǒng)教學(xué)模式，向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)軌的一種教學(xué)方法，體現(xiàn)了以“培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”為主旨的教學(xué)模式，其最終目標(biāo)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，提高課堂教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、實(shí)踐能力及創(chuàng)新意識(shí)的目的。針對(duì)機(jī)械工程材料及熱處理的特點(diǎn)，教學(xué)方法的設(shè)計(jì)應(yīng)該在大綱的指引下，以課本為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、實(shí)際能力、創(chuàng)新意識(shí)為目標(biāo)，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用。

2.2 導(dǎo)學(xué)教學(xué)模式

導(dǎo)學(xué)模式采用課前導(dǎo)學(xué)，首先是對(duì)知識(shí)點(diǎn)的綜述。使學(xué)生了解所學(xué)知識(shí)的背景與含義，建立起自己的智力模式，找到解決問(wèn)題的策略，學(xué)生需要知道的、涉及該內(nèi)容的詳細(xì)信息和一些必要的預(yù)備知識(shí)都要反映在其中。課中導(dǎo)學(xué)采用只講基本知識(shí)，少而精，要富有啟發(fā)性，在此基礎(chǔ)上把一部分內(nèi)容留給學(xué)生自學(xué)，有利于訓(xùn)練學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。授課則側(cè)重于引導(dǎo)學(xué)生建立知識(shí)結(jié)構(gòu)，掌握學(xué)習(xí)方法，并關(guān)注理論背景。導(dǎo)學(xué)的課后督導(dǎo)也是課程教學(xué)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。課外學(xué)習(xí)并不意味著教師在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中退出，答疑和質(zhì)疑就是教師參與學(xué)生自主學(xué)習(xí)的兩種方式。答疑是教師向個(gè)別學(xué)生解答疑難問(wèn)題，學(xué)生可以向教師提出學(xué)習(xí)中自己解決不了的問(wèn)題。質(zhì)疑是教師向?qū)W生提出問(wèn)題，以便了解學(xué)生掌握知識(shí)的深度、學(xué)習(xí)能力水平和學(xué)習(xí)方法等情況，更好地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

2.3 導(dǎo)學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)

導(dǎo)學(xué)的過(guò)程包括導(dǎo)入、導(dǎo)讀、導(dǎo)議等幾個(gè)過(guò)程。導(dǎo)入是課堂藝術(shù)的開始。良好的導(dǎo)入能集中學(xué)生的注意力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲，把他們引入探索知識(shí)奧秘的境界，為后續(xù)各環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行打下良好的基礎(chǔ)。導(dǎo)入的方式有多種，在教學(xué)中可根據(jù)教材的不同特點(diǎn)，采取不同的導(dǎo)入方式。如聯(lián)想法、實(shí)驗(yàn)法、問(wèn)題法和提問(wèn)法等。導(dǎo)讀法是提高自學(xué)能力的關(guān)鍵。培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，使其掌握好的學(xué)習(xí)方法，是教學(xué)中的一項(xiàng)重要任務(wù)。在教學(xué)中要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)基本的原理及分析方法，理清知識(shí)結(jié)構(gòu)，重視新、舊知識(shí)的聯(lián)系和遷移，注重理論和實(shí)踐的結(jié)合。導(dǎo)議法是課堂藝術(shù)的高潮。導(dǎo)議最突出的特點(diǎn)是運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，圍繞中心議題展開討論。

3 以工作過(guò)程為導(dǎo)向，讓實(shí)踐教學(xué)貫穿課程主線

3.1 豐富課堂中的實(shí)驗(yàn)演示，工作中加強(qiáng)直觀教學(xué)

機(jī)械工程材料及熱處理這門課中，一些基本概念和規(guī)律都具有非直觀性的特點(diǎn)，以往的抽象講述，常導(dǎo)致學(xué)生對(duì)理論不理解，甚至聽不進(jìn)。因此，教學(xué)中盡可能想辦法進(jìn)行一些演示性實(shí)驗(yàn)，這對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣很重要。如講到金屬結(jié)晶的過(guò)程時(shí)，由于金屬或合金不透明，無(wú)法直接觀察其結(jié)晶過(guò)程，學(xué)生缺乏直觀認(rèn)識(shí)，對(duì)于形核和晶核長(zhǎng)大兩個(gè)過(guò)程似懂非懂?？紤]到晶體都有共同的結(jié)晶規(guī)律，教師在講述這部分內(nèi)容時(shí)可借以觀察其他透明物質(zhì)如鹽類晶體的結(jié)晶，來(lái)幫助學(xué)生了解金屬結(jié)晶的過(guò)程。例如，在玻璃片上滴一滴飽和氯化鉀溶液，然后放在投影儀上同學(xué)生一起觀察它的結(jié)晶過(guò)程。隨著液體的蒸發(fā)，結(jié)晶首先從液滴的邊緣處開始，逐漸向中間擴(kuò)展。結(jié)晶的第一階段是在液滴的最外層形成一圈細(xì)小的等軸晶體，然后以這些等軸晶為核心開始向各個(gè)方向生長(zhǎng)柱狀晶。那些向液滴中心生長(zhǎng)的柱狀晶由于容易及時(shí)得到液體的補(bǔ)充，發(fā)展較快。晶體除了向液滴中心生長(zhǎng)外，在垂直于柱狀晶主軸的方向上還會(huì)長(zhǎng)出二次、三次晶軸，形成了典型的平面柱狀樹枝晶。隨著結(jié)晶過(guò)程的進(jìn)行，最后在液滴的中心部位形成不同位向的等軸狀樹枝晶。鑄錠的結(jié)晶過(guò)程和組織與此實(shí)驗(yàn)非常相似。通過(guò)這樣一個(gè)演示性實(shí)驗(yàn)，可使學(xué)生在課堂上注意力高度集中，在饒有興趣之中加深了對(duì)金屬結(jié)晶規(guī)律及一些重要概念的理解。教師在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)這種邊講授理論知識(shí)，邊通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示的方式，使課堂教學(xué)由教師傳遞信息為主的過(guò)程變成師生共同對(duì)信息再加工、接受的過(guò)程。這樣可極大地增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)可把書本知識(shí)和實(shí)際事物聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)生比較牢固地掌握課本中的基本理論和規(guī)律，教學(xué)效果可得到明顯地提高。

3.2 綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法的改革對(duì)培養(yǎng)綜合型高素質(zhì)人才至關(guān)重要，既是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重中之重，也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的難點(diǎn)。為提高學(xué)生在新環(huán)境下工作的適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重點(diǎn)是加強(qiáng)綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。機(jī)械工程材料及熱處理課程傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊、方法單一，通常是以演示性、驗(yàn)證性的分散小型實(shí)驗(yàn)為主。我們以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，形成新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式為中心，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的類型、方法、手段及考核方法進(jìn)行了探索。對(duì)原來(lái)的驗(yàn)證性、基本技能型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合、優(yōu)化，增設(shè)綜合型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)按照課堂授課內(nèi)容的順序分階段進(jìn)行，授課初、中期做基本技能型、驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，然后安排綜合型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

3.3 實(shí)訓(xùn)與理論相結(jié)合，實(shí)訓(xùn)中發(fā)揮理論的指導(dǎo)作用

在課程快結(jié)束時(shí)，通常會(huì)安排學(xué)生進(jìn)行鉗工實(shí)習(xí)。這時(shí)可用以往學(xué)生做的錘子演示釘釘子，結(jié)果出現(xiàn)釘子沒釘上而錘子出了凹坑的現(xiàn)象，讓學(xué)生分析原因，從而引出課程中的金屬材料的機(jī)械性能;不同材料在鐵碳狀態(tài)圖中的位置、組織;金屬材料分類;如何通過(guò)熱處理改善性能等內(nèi)容。這樣，實(shí)質(zhì)上就把鉗工實(shí)習(xí)內(nèi)容始終貫穿在整個(gè)課程中，而不是孤立地作為一個(gè)內(nèi)容來(lái)完成。待課程結(jié)束后再安排學(xué)生鉗工實(shí)習(xí)，讓學(xué)生自己選材、獨(dú)立設(shè)計(jì)零件、完成零件加工，從而鍛煉和檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握的綜合能力，強(qiáng)化和加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，“教學(xué)有法，但無(wú)定法”。以工作過(guò)程為導(dǎo)向，在教學(xué)實(shí)踐中采用靈活多變的方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，必能取得令人滿意的教學(xué)效果。

［1］陽(yáng)平.《機(jī)械工程材料》教學(xué)中學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的嘗試［J］.職業(yè)教育研究，2006，(10):99－100.

［2］尤芳，靳紅玲.《機(jī)械工程材料》課程教學(xué)方法初探［J］.中國(guó)科技信息，2008，(6):248 －249.

［3］魏德強(qiáng)，王榮，薛興，惲志東.《機(jī)械工程材料》課程教學(xué)改革的探討［J］.湘潭師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007，29(4):183－185.

［4］王長(zhǎng)生，王宇飛，肖宏濱，朱利敏.《機(jī)械工程材料學(xué)》綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2008，(2):30 －32.