“機械工程材料”課程的教學改革

栗 慧

(常州工學院機電工程學院，江蘇 常州 213002)

0 前言

工程材料有著豐富的內涵，不僅包括金屬、陶瓷等傳統(tǒng)的結構材料，而且還包含了具有眾多特殊性能和用途的復合材料和功能材料。工程材料所屬的材料科學與工程學科其內涵和人才培養(yǎng)，與社會經濟發(fā)展的水平密切相關。材料是新世紀高新科技的支撐，21世紀材料類和機械類專業(yè)人才必須具有良好的綜合素質，必須通曉材料的制備與加工、組成與結構、性能與應用的知識。

從科學知識的更新和人才的培養(yǎng)上來說，“機械工程材料”課程教學內容、教學方法的改革勢在必行。本文結合“機械工程材料”課程教學現(xiàn)狀，針對教學內容、教學方法和教學手段等方面進行了探討，并提出一些具體的改革措施。

1 教學內容的優(yōu)化

本文以朱張校和姚可夫［1］所著的《工程材料》一書為例，該書內容涵蓋面大，闡述了工程材料的結構、組織、性能及其影響因素等工程材料基本理論和基本規(guī)律，介紹了金屬材料、高分子材料、陶瓷材料和復合材料等常用工程材料的基本知識，討論了機械零件的失效與選材等內容。對高等院校機械類專業(yè)學生的學習和有關工程技術人員的學習與參考都有很大的幫助。

“機械工程材料”課程的基本概念多，內容枯燥，與實際聯(lián)系緊密，隨著高校課程體系的改革，其課時不斷減少，給教學如何開展帶來新的課題。在學時減少且仍要保證教學質量的情況下，教學內容、教學方法等方面都需要做出相應的改革。即，在具體授課過程中，始終要把握住一條主線(材料的成分、工藝、組織和性能的關系)為課程組織內容，通過反復強調和多次舉例，讓學生充分理解其內涵。根據(jù)專業(yè)設置和重難點的要求，以介紹金屬材料為重難點，適當引入高分子、陶瓷以及復合材料共性與個性特點等內容。這樣可以兼顧材料學知識的系統(tǒng)性和實踐性，突出材料的應用技能。同時可以立足于工程材料的基本問題，找到它們的共性和材料的廣泛性和多樣性。這有利于學生在更寬廣的視野中掌握工程材料的基礎知識，為今后的學習打下良好基礎。

金屬材料可分為金屬材料的基礎知識、熱處理及工藝、工程材料分類及特性和零件材料失效與選材四部分內容。其中，金屬材料的基礎知識是關鍵，為后三部分打下基礎，講授時可以放慢速度，力求傳授材料學基本知識，目的是為學生打好材料科學與工程領域的基本理論基礎。如，金屬材料的基礎知識包括純金屬和合金結構組織、結晶與相變過程、材料的性能、鐵碳合金相圖的應用、馬氏體相變等理論，為熱處理及工藝奠定了基礎。熱處理及工藝是重點和難點，要求學生掌握鋼鐵材料常見熱處理方法的基本原理和工藝流程。掌握了前兩部分的知識，為其后學習工程材料分類及特征和零件材料失效與選材兩部分知識奠定了基礎，學習就變得簡單。教師講授時可根據(jù)需要和課時的安排適當取舍，給學生足夠時間自學，寫讀書筆記，強化前兩部分內容。這樣做可以從理論范疇和科學體系上對“機械工程材料”所有知識進行融會貫通。講授內容由分散變?yōu)榧?，概念由模糊變?yōu)榍逦ＷC教學內容的流暢性、基礎性和系統(tǒng)性。

為了強化“機械工程材料”的基礎知識，拓寬學生的知識結構，提高學習興趣，結合原教學內容適時把有關方面的前沿和熱點知識引入課堂教學。如教師在講課時可將研究課題介紹給學生，帶學生參觀實驗室，引導學生參與課題研究。這一過程無形中可以使學生對所學的知識加深理解、鞏固和應用，也有利于再現(xiàn)材料成分、組織、性能和工藝之間的相互關系，對學生掌握知識，提高教學效果很有幫助。［2］

一個國家，一個民族，如果沒有現(xiàn)代科學，沒有先進技術，一打就垮;如果沒有優(yōu)秀的歷史傳統(tǒng)，沒有民族的人文精神，不打自垮?！皺C械工程材料”課程在教學內容上除了重視科學知識的傳授和科學素質的培養(yǎng)，也不能忽視人文知識的傳授和人文素質的培養(yǎng)。［3］如在講授緒論的時候，可以通過演示大量圖片和資料，讓學生了解中華民族五千年的悠久歷史，有著光輝燦爛的文明，為我們、為世界、為全人類留下了一個寶貴的文化寶藏。在講授鐵碳相圖時，可以穿插一下歷史故事，講授鐵碳相圖的來源，讓學生更好地珍惜現(xiàn)在，培養(yǎng)其愛國主義精神，樹立獻身科學的理想。作為高等教育工作者，應該繼續(xù)探索高等教育改革前進的方向。

2 教學方法的優(yōu)化

“機械工程材料”課程的理論性和實踐性都很強，內容繁多枯燥，知識點多，教師講授不易，學生缺乏感性認識，學習很困難，不感興趣，不認真聽講，考試寄希望于教師的復習題和考試范圍，上課效率差。因此除了優(yōu)化課堂內容，還應該在教學方法上做出變化。［4］

興趣是最好的老師，只有通過提高學生的學習興趣，才能改善教學效果。提高興趣的方法很多，提問法、故事法、幽默風趣的語言教學以及課件制作等等。從課件制作方面來看，可以通過多媒體的聲音、圖象、色彩、動畫等豐富教學形式，不僅擴大每節(jié)課的知識容量，而且加強了學生的感官刺激，提高學習興趣，維持長久記憶［5］，這也是現(xiàn)代化教育必須注重的。如，講授七類鐵碳合金結晶過程，就可以采用多媒體技術，形象的動畫使得復雜枯燥的理論知識變得形象生動，一目了然，內容知識得以擴充，仿真效果逼真，極大地提高了學生學習的積極性。教師備課應即時更新自己的教學內容，查閱最新書籍，上網(wǎng)下載最新視頻，豐富教學內容，使課件更加形象生動，吸引學生的注意力。這是一個精心的準備和長期的經驗積累的過程，才能夠提高學生的學習興趣。

改革教學方法就要求強調學生的主體地位和教師的主導地位，實現(xiàn)教師與學生的雙向交流;要求教師提高自身駕馭課堂的能力，采用多樣化的教學形式。

自學是學習的重要方法，特別是對于理論性較強的“機械工程材料”課程的學習顯得尤為重要，因此在該課程教學中提出了“自學式教學方法”。大學教學過程中，很多教師忽略了預習這個環(huán)節(jié)，作者認為，本課程教學一定要重視預習。如，每次授課結束前，教師應當把本節(jié)課重難點和下節(jié)課講授內容告訴學生，安排好學生的復習和預習，并要求寫學習總結和疑問(記入平時成績);下次上課檢查學生復習情況，重點講授預習內容，還要答疑解惑。通過幾年的教學實踐發(fā)現(xiàn)，該方法效果良好，培養(yǎng)了學生主動獲取知識的能力。從長遠來看，對學生掌握知識很有幫助，可以融會貫通，學以致用，使學生考試不再依靠復習題和考試范圍。

“自學式教學方法”還應在教師的引導下完成創(chuàng)新的過程。如講述各種零件的熱處理工藝時，教師可以結合習題或以工廠具體零件為例，要求學生課后查閱資料，分析零件有何用途，有何加工工藝，需要何種性能，性能對應何種組織。課上教師給予必要指導，學生就可以輕松地根據(jù)所學知識制訂出熱處理工藝。這有利于調動學生的積極性，也有助于學生將所學知識綜合運用。通過教師的引導，利用各種資源和途徑，學會解決問題，完成一個創(chuàng)新的過程?！白詫W式教學方法”還應該教會學生學習方法，避免盲目，少走彎路。教師適時給學生提供線索和指導，為學生羅列一下主要的參考書籍、中外文專業(yè)期刊、網(wǎng)站，要求學生主動去獲取知識，培養(yǎng)學生獨立完成檢索獲取知識的能力，也是新世紀人才所必須具備的能力。

隨著計算機和網(wǎng)絡的普及，學生大部分知識和信息可以從網(wǎng)絡上獲取，他們也樂意使用計算機學習。作者在教學過程中重視使用網(wǎng)絡教學，對教學起到了很大的幫助。一方面布置課題，學生通過網(wǎng)絡知識，自由發(fā)揮，完成作業(yè)或者論文，相比較枯燥的課堂教學，通過計算機的學習，學生的積極性很高。另一方面，作者和所授課班級建立QQ群，也可以使用微信或者其他聯(lián)系方式。QQ聯(lián)系拉近了教師和學生的關系，增進了感情，教師可以隨時掌握學生的學習動態(tài)，學生也可以隨時掌握教師的教學動態(tài)。學生隨時回答教師的問題，教師隨時解決學生的問題，極大提高了教師和學生的積極性。教師可以清楚地掌握學生的平時表現(xiàn)和學習情況，可以做到有的放矢，個別輔導。有了感情，學生可以把教師當做朋友，大家能夠暢所欲言，對于順利教學、提高效率起到了極大的幫助。

“機械工程材料”理論內容實踐性強，教師講授中應將理論內容向實踐內容轉化，增強學生理論聯(lián)系實踐的觀念。教師還應充分利用現(xiàn)有資源，如實驗室、金工實習場地和企業(yè)等，帶領學生去參觀去實踐，引導他們走進自己的研究課題，讓學生動手，主動去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，從科學體系上對工程材料所有知識進行融會貫通。通過多年的經驗得出:要想學好工程材料，聽一天理論課不如去實踐1 h。

3 考核方法的優(yōu)化

對于課程的考核，教師更要開拓進取、與時俱進，從以知識為本位向以能力為本位轉變。要求學生具有扎實的專業(yè)技能的同時，還應具有一定的適應性、解決問題的能力、創(chuàng)新精神和實踐能力。這也是任何教師必須注重的。

考核方式可以有很多種，如常見的卷面考試、寫論文、實驗室操作、課堂提問等。無論那種方式都必須注重能力的提高。考核結果一定要具有反饋性，教師可通過考核結果進行分析，及時糾正教學過程中的偏差和不足，及時調整教學內容和教學方法。

隨著教學方法的不斷優(yōu)化，相應的考核方式也必須調整，本課程的考核方法一直采用“分數(shù)+平時成績+實踐成績”?！霸嚲矸謹?shù)”用于檢驗學生對知識的掌握程度，應避免過多的死記硬背內容，注重知識的理解創(chuàng)新，增加主觀題，提高學生綜合運用的能力。［4］“平時成績”靈活性較大，主要考核學生的學習態(tài)度和學習積極性，可以從聽課效率、學習態(tài)度、平時預習復習情況、課堂作業(yè)和網(wǎng)絡互動等方面來檢驗。“實踐成績”用來檢驗學生的動手能力和主動獲取知識的能力。教師也應提高工作的積極性，嚴格進行每一環(huán)節(jié)的考核，真正達到考核目標的要求，并做到客觀公正。

4 結語

“機械工程材料”課程的教學改革是一個系統(tǒng)性、全面性、前瞻性的綜合性工程，必須用全新視角，通過教學方法、教學內容以及考核方法的改革，以培養(yǎng)學生綜合素質、實踐能力為主線，用現(xiàn)代化手段進行課程開發(fā)，為21世紀國家經濟建設，推動技術進步，培養(yǎng)合格的高素質的勞動者和應用型人才服務。

［1］朱張校，姚可夫.工程材料［M］.5版，北京:清華大學出版社，2011.

［2］郭云東.固體物理教學改革的實踐與思考［J］，內江師范學院學報，2009，24(12):93-95.

［3］解念鎖.材料科學基礎課程教學改革與實踐［J］，安徽工業(yè)大學學報:社會科學版，2006，23(5):119-120.

［4］王蕾.《塑料成型工藝及模具設計》專業(yè)課教改探討［J］.中國科技信息，2010(17):233-234.

［5］曹金玲.工程材料的教學改革與思考［J］.榆林學院學報，2012，22(2):34-35.