“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學改革探討*

賀毅強

(淮海工學院 機械工程學院,江蘇 連云港 222005)

“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”是針對機械類、材料類各專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,作為一門學科主干專業(yè)基礎(chǔ)課,它在機械類專業(yè)的人才培養(yǎng)中占有非常重要的地位[1]。學生通過該課程的學習,在金工實習的基礎(chǔ)上,可進一步獲得毛坯成形和零件加工工藝的知識,掌握主要的材料成形方法，如鑄造、鍛壓、焊接、粘接、粉末冶金、塑料成形的基本原理和工藝特點,以及表面修復(fù)與防護的方法和工藝等,具備選擇毛坯和綜合運用工藝知識,增強分析零件結(jié)構(gòu)工藝性的初步能力,為學習后續(xù)課程，如“工程材料”“塑料模具設(shè)計與制造”“沖壓模具設(shè)計與制造”和“特種加工”等的學習奠定基礎(chǔ)?！安牧铣尚渭夹g(shù)基礎(chǔ)”是一門與成形工藝結(jié)合緊密的、具有較強應(yīng)用性的技術(shù)基礎(chǔ)課,教師需要重視學生應(yīng)用能力的提升，但也不能因此忽視對成形原理的教與學[2]。

機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)要求學生主要掌握機械設(shè)計與制造的基本理論和電工技術(shù)、計算機信息處理技術(shù)的基本知識,具備進行產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)組織管理的能力,成為能從事設(shè)計、制造、運行管理和經(jīng)營銷售等方面工作的高級復(fù)合應(yīng)用型工程技術(shù)人才?！安牧铣尚渭夹g(shù)基礎(chǔ)”課程的建設(shè)正是圍繞這一核心展開的。本文結(jié)合筆者多年的教學經(jīng)驗,以提高教學效果及培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維及能力為目的,從課程的教學內(nèi)容、教學方法以及考核手段等三個方面對“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程的教學改革進行了探索。

一、優(yōu)化教學內(nèi)容

把握好教學內(nèi)容,是提高教學質(zhì)量和教學效果的重要因素。 隨著科技的迅猛發(fā)展,課程教學內(nèi)容的不斷補充和更新成為課程改革的重要內(nèi)容之一。

“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程的教學內(nèi)容應(yīng)當體現(xiàn)當代社會的需求,因此必須及時更新。課程內(nèi)容的拓展主要表現(xiàn)為教學內(nèi)容應(yīng)緊密結(jié)合材料成形技術(shù)的前沿,在教學過程中及時借鑒和吸收與材料成形技術(shù)有關(guān)的最新科研成果[3]。在具體的教學實踐當中，通過聘任企業(yè)工程技術(shù)人員作為學生的兼職指導(dǎo)教師,同時選派教師到企業(yè)掛職鍛煉,促進學校與企業(yè)之間的交流,可以使教師和學生隨時了解社會需求,更新知識。教師可以利用學生空余時間,帶領(lǐng)學生到工廠參觀實習,以此增強學生對專業(yè)課程的感性認識。一系列方式多樣的實踐教學,可使學生進一步加深對“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程專業(yè)知識的理解,同時也能夠使他們了解科研的基本程序,為將來參加社會工作或科研工作奠定基礎(chǔ)。

“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程的教學應(yīng)將“教、學、研、產(chǎn)”一體化的教學理念貫穿始終。這一教學理念主要體現(xiàn)為:(1) 通過課堂教學、實驗課程、畢業(yè)設(shè)計等,引導(dǎo)學生有限適度地參與到各類科研項目當中,以培養(yǎng)學生扎實的理論基礎(chǔ)，提升他們的創(chuàng)新能力，特別是通過實驗課程如顯微組織分析實驗、焊接實驗、鑄造實驗等幫助學生將書本知識與實際應(yīng)用有機結(jié)合,避免由于理論知識過于抽象而產(chǎn)生難以被學生理解、接受的問題。此外,對于對材料科學感興趣的學生,特別是準備在專業(yè)領(lǐng)域繼續(xù)深造的學生，教師應(yīng)引導(dǎo)他們們在畢業(yè)設(shè)計中選擇材料成形技術(shù)方面的課題,或者讓他們參與到指導(dǎo)教師的科研課題當中,從而真正實現(xiàn)教學與科研的結(jié)合,同時，這些措施也可以使學生熟悉科研程序,提高科研創(chuàng)新能力。(2) 加強本科生教育與校企合作的聯(lián)系?！安牧铣尚渭夹g(shù)基礎(chǔ)”課程的應(yīng)用性強調(diào)了其實踐的本質(zhì)特征。因此，教師在教學當中應(yīng)組織學生到企業(yè)實習,使課程教學真正與實際生產(chǎn)結(jié)合起來。(3) 課堂教學應(yīng)將理論知識(包括鋼鐵材料的粉末制備、粉末注射、燒結(jié)、熱處理、微觀組織和力學性能等)融入到材料的性能及應(yīng)用意義、材料的凝固與結(jié)晶組織、材料的變形斷裂與強化機制、鋼的熱處理等章節(jié)的技術(shù)講解中。同時圍繞電沉積、粉末冶金、機械合金化、注射成形、材料顯微組織觀察、力學性能測試等材料科學方面的項目,分別開設(shè)一系列開放性實驗。工程實踐項目和本科畢業(yè)設(shè)計可包括粉末注射成形、復(fù)合電沉積制備金屬基復(fù)合材料、快速凝固鋁合金的制備與分析等。作為課程教學的輔助，學院還可通過開設(shè)由淺入深的專題學術(shù)報告(講壇)來拓展學生的學術(shù)視野。上述措施可極大激發(fā)學生的學習興趣。

二、注重全方位、多樣化的教學手段

“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程應(yīng)靈活采用多種先進的、與傳統(tǒng)相結(jié)合的教學手段,有效調(diào)動學生的學習積極性,促進學生積極思考,提高學生的自主學習能力。除常規(guī)性教學手段以外,筆者還探索了幾種具有一定特色的教學手段。

(一) 與國內(nèi)其他高校開展合作

近年來,新材料領(lǐng)域的非晶材料及復(fù)合材料等快速發(fā)展,但其在現(xiàn)有課程教學中幾乎沒有涉及。為了讓學生更多地了解“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”相關(guān)的新知識和新技術(shù),學?？梢酝ㄟ^組織教師出國交流學習,進一步擴充教師在“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”方面的知識,從而使“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程建設(shè)真正實現(xiàn)國際化。此外,學校還可以通過定期舉辦學術(shù)報告，聘請國內(nèi)其他高校和科研機構(gòu)的專家學者前來授課、講座、共同開展實驗等方式,開拓學生在專業(yè)領(lǐng)域的視野，使學生快速地了解高材料成形技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域的國內(nèi)外最新動向。與外校教授開展教學研討的活動,不僅對教師學習國內(nèi)外先進教學方法，把握專業(yè)學術(shù)動態(tài)具有重要作用,而且對培養(yǎng)學生在材料成形技術(shù)方面的科研興趣具有一定作用,這對于改進該課程的教學效率具有重要意義。

(二) 強化實驗教學，注重課內(nèi)外教學的結(jié)合

“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”知識覆蓋面廣，實踐性強。要使學生能較好地掌握教學內(nèi)容，必需加強實踐教學,對實踐教學時間、內(nèi)容進行合理安排,使學生在實踐過程中獲得良好的效果[4]。為適應(yīng)新世紀科技發(fā)展對機械工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的需要,高?？梢岳眯Ｍ鈱嵺`教學基地,將理論、實驗、實習、工程、科研及畢業(yè)設(shè)計等教學手段有機結(jié)合。淮海工學院充分利用校內(nèi)外實踐教學基地實施了對低年級本科生材料成形技術(shù)認知環(huán)節(jié)的教育與培養(yǎng)；積極引導(dǎo)本科生參與到教師的科研課題以及碩士研究生的畢業(yè)課題中,結(jié)合教師的各種國家級、省部級的科研和工程項目,幫助學生逐步理解科研和工程的概念、實施方案的選擇原則等；分期分批組織學生到實踐教學基地參觀學習，使學生對鑄造、鍛壓、焊接、粉末冶金等方面的技能都產(chǎn)生了切身體會和較為全面的了解,拓寬了學生的工程視野。這些措施讓學生能夠更深刻地體會課堂教授的理論知識,對鞏固教學成果起到了極大的促進作用。

(三) 現(xiàn)代化教育技術(shù)與傳統(tǒng)教育技術(shù)的結(jié)合

“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程在教學思想和教學方法上注重培養(yǎng)學生自主學習的意識,培養(yǎng)學生自我提高的能力,激發(fā)學生自我提高的能力,并努力創(chuàng)造良好的學習氛圍[5]。目前，該課程的教學普遍采用了現(xiàn)代化教育技術(shù)和方法，包括多媒體課件制作、網(wǎng)上教學與答疑等；課程內(nèi)容大都實現(xiàn)了電子化,包括課程簡介、教學文件、師資隊伍、課程教案、典型例題、模擬練習、課程作業(yè)、在線交流、效果評價等。在此基礎(chǔ)上，“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程的教學還應(yīng)通過校園網(wǎng)絡(luò),克服教師與學生在空間上、時間上的障礙,將授課內(nèi)容由教室延伸到校園的每個角落[6]。該課程的教學錄像應(yīng)涉及基本理論和實踐兩部分,包括名師講解、實驗原理分析、實驗系統(tǒng)的搭建及材料成形技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域最新科技成果介紹等,同時可以介紹學生參加科研實踐的一些作品，這將有助于學生了解復(fù)合材料、粉末冶金等方面的知識[7]。同時，教師還可以吸收傳統(tǒng)教學方法的優(yōu)點,通過教師板書、課堂測驗、課后作業(yè)的方法,有效拉近教師和學生的距離?，F(xiàn)代化教育技術(shù)與傳統(tǒng)教育方法的結(jié)合,能夠兼顧兩種方法的特點和優(yōu)勢，進一步提高教學效果。

三、多層次的考核方法

教學改革能否取得切實的效果,對學生的評價考核方法是重要因素之一。從實際情況來看，課程教學不能僅局限于教授課本上的知識,而必須在提高學生分析問題和解決問題的能力上下功夫,并不斷增強學生創(chuàng)新能力的教育。對此,傳統(tǒng)的學生評價機制必須進行優(yōu)化。高校可制定如下多層次的考核辦法:(1) 以課堂教學為主體的考核方法。對于申請參加開放實驗的學生,可按照“實驗成績占20%,平時成績占20%,期末考試成績占60 %”的方式評分。開放性實驗是指根據(jù)先進材料加工實驗室現(xiàn)有條件,自主設(shè)計實驗,撰寫實驗設(shè)計報告(包括實驗?zāi)康?、原理、步驟等),獲任課老師批準后,在實驗指導(dǎo)教師指導(dǎo)下完成的實驗。通過開放性實驗設(shè)計,學生可以加深專業(yè)知識的認識,培養(yǎng)了初步的獨立完成項目工作的能力，因此，實驗成績應(yīng)占到一定比例。(2) 鼓勵學生創(chuàng)新與實踐。具體考核方法是將曾參加“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程相關(guān)內(nèi)容“工程實踐”的學生的成績計入平時成績。(3) 課堂提問計入平時成績。這一措施的目的是提高學生上課時聽課的積極性和思考問題的主動性。

參考文獻:

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[5] 孫順平,李小平,王洪金,等.“工程材料與成形技術(shù)”課程教學改革的實踐與探索[J].淮海工學院學報：人文社會科學版,2013(23):90-93.

[6] 阮慧珊.《材料成形技術(shù)基礎(chǔ)》網(wǎng)絡(luò)課程的開發(fā)[J].福建電腦,2005(9):161.

[7] 賀毅強,馮立超,陳志鋼,等.現(xiàn)代粉末冶金金屬：陶瓷復(fù)合材料[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社,2011.