機(jī)械工程材料課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

李風(fēng)娟　安　靜　蘭海鵬　劉文亮　周　嶺塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院　新疆阿拉爾　843300

機(jī)械工程材料課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

李風(fēng)娟安靜蘭海鵬劉文亮周嶺
塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院新疆阿拉爾843300

摘要：在分析機(jī)械工程材料課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在問題的基礎(chǔ)上，從整合教學(xué)內(nèi)容、開放實(shí)驗(yàn)室、增加創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)等方面提出該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的措施，以期激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程材料；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；改革

機(jī)械工程材料課程是高等院校機(jī)械類專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，主要講述了材料的基礎(chǔ)知識(shí)及微觀結(jié)構(gòu)、材料的熱處理、常用零件的選材及加工工藝等內(nèi)容。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生要掌握常用工程材料的分類、基本性能等知識(shí)，并能根據(jù)零件的使用條件和性能要求，具備選擇零件材料并制定合理的加工工藝路線的能力。由于該課程具有概念性強(qiáng)、比較抽象、名詞多、不易理解、與實(shí)際聯(lián)系緊密等特點(diǎn)，為了提高教學(xué)質(zhì)量，該課程的教學(xué)過程配套有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，但現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足學(xué)生和社會(huì)的需求，因此針對(duì)該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢(shì)在必行。[1,2]

1　機(jī)械工程材料課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

1.1實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)較少

機(jī)械工程材料課程的基本概念較多、內(nèi)容枯燥、不易理解，隨著高校課程體系的改革，教學(xué)學(xué)時(shí)不斷減少，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)也在減少。以我校為例，機(jī)械工程材料課程的總學(xué)時(shí)為40學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)教學(xué)為6學(xué)時(shí)，涉及金屬材料硬度測(cè)量、鐵碳合金平衡組織觀察分析、鋼熱處理后顯微組織觀察分析3個(gè)實(shí)驗(yàn)，而對(duì)于一些重要的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，如金相試樣的制備、鋼的熱處理操作等由于教學(xué)學(xué)時(shí)的限制沒有列入教學(xué)過程。

1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊且數(shù)量少

實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備基本上都是課程開課之初購(gòu)進(jìn)的，幾十年來基本沒有更新，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)學(xué)生和社會(huì)的需求。且實(shí)驗(yàn)室設(shè)備數(shù)量較少，每次上課基本上都是一個(gè)學(xué)生操作，5～10名學(xué)生觀看，從而使學(xué)生失去對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣。

1.3實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證為主 缺乏創(chuàng)新性[3]

實(shí)驗(yàn)課堂上，首先教師會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和設(shè)備進(jìn)行講解，然后學(xué)生按照教師或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)書上設(shè)計(jì)好的內(nèi)容、方法、步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種實(shí)驗(yàn)課的模式缺乏創(chuàng)新性，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生、鍛煉學(xué)生的目的。

1.4學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)不夠重視

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前基本上不預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，只是按照教師的要求完成實(shí)驗(yàn)過程[3]，得出一定的數(shù)據(jù)或圖像。由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，有部分學(xué)生甚至從不積極主動(dòng)地操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備，只是從同組同學(xué)那里得到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，養(yǎng)成了不主動(dòng)學(xué)習(xí)探索的習(xí)慣，也說明了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不重視。

2　實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

在高等教育中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)中，起著理論教學(xué)不可替代的特殊作用。與理論教學(xué)相比，實(shí)驗(yàn)教學(xué)既能使學(xué)生更形象生動(dòng)地掌握枯燥無味的理論知識(shí)，又可以開拓學(xué)生的思路、激發(fā)學(xué)生的探索精神、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

2.1從思想上重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)

大學(xué)生畢業(yè)后將被直接推向社會(huì)，接受社會(huì)的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)，會(huì)遇到很多新的問題，這就需要他們擁有獨(dú)立操作的能力。而實(shí)驗(yàn)課可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問題、解決問題的能力，能使學(xué)生更加牢固地掌握所學(xué)知識(shí)，提高實(shí)際操作技能[4]，因此，師生都應(yīng)該從思想上重視實(shí)驗(yàn)課，爭(zhēng)取上好每一節(jié)實(shí)驗(yàn)課，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)教學(xué)過程中不可替代的作用。

近幾年來，我校每年都會(huì)定期舉辦實(shí)驗(yàn)教學(xué)競(jìng)賽，從系到學(xué)院再到學(xué)校，通過一層層比賽，選拔出實(shí)驗(yàn)課教學(xué)比較優(yōu)秀的教師，給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)并組織全校教師觀摩學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)課講授方法和技巧，提高教師的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)水平，從而提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量。另外，對(duì)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)的課程，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)占該課程總學(xué)時(shí)的比例，在最終的成績(jī)考核中，規(guī)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)占一定的比例，并且在第一節(jié)課都要把這些信息告訴學(xué)生，以此引起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視。通過與老師和學(xué)生的交談了解到，這樣的一些措施，切實(shí)引起了師生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視，起到了不錯(cuò)的效果。

2.2整合教學(xué)內(nèi)容 增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)

隨著高校課程體系的改革，教學(xué)學(xué)時(shí)不斷減少，在課程總學(xué)時(shí)不能調(diào)整、好好把握教學(xué)大綱的前提下，對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合。對(duì)一些學(xué)生容易理解、自學(xué)就能掌握的概念等內(nèi)容在課堂上少講、精講，督促學(xué)生課下自學(xué)，如材料的基礎(chǔ)知識(shí)、鑄鐵的一些基本概念等內(nèi)容。而對(duì)于一些比較難以理解，又很重要的知識(shí)點(diǎn)，如鐵碳相圖、鋼的熱處理等內(nèi)容，就需要花費(fèi)比較多的時(shí)間重點(diǎn)講解。這樣不僅能節(jié)省理論課學(xué)時(shí)，增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，而且又能督促學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣和能力。

2.3開放實(shí)驗(yàn)室 增加創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

目前的實(shí)驗(yàn)室基本上都是在上實(shí)驗(yàn)課的時(shí)候才對(duì)學(xué)生開放，在有限的90分鐘內(nèi)，學(xué)生既要了解實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，又要完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，時(shí)間上就不夠充裕，這也是導(dǎo)致學(xué)生只能按照教師的要求完成實(shí)驗(yàn)過程，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而不能進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的原因之一。因此應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)課前就開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生在自己空閑的時(shí)間可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，提前了解實(shí)驗(yàn)儀器的構(gòu)造和原理，初步掌握儀器的操作方法。[3]這樣也能督促學(xué)生提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，上實(shí)驗(yàn)課的時(shí)候就能知道該干什么、怎么干，從而提高實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果。

根據(jù)課程內(nèi)容開設(shè)的實(shí)驗(yàn)，都是一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，很難引起學(xué)生的興趣，因此可以開發(fā)一些創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，以此激發(fā)學(xué)生探索的興趣。我校學(xué)生在學(xué)完機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程后，都要進(jìn)行為期3周的課程設(shè)計(jì)，分別是運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選型與組合和減速器的設(shè)計(jì)，目的就是為了鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的機(jī)械知識(shí)，完成一次基本設(shè)計(jì)方法的訓(xùn)練。

實(shí)際上，學(xué)生在學(xué)完這些課程之后，已經(jīng)初步具備了機(jī)械方面的一些專業(yè)知識(shí)，可以讓學(xué)生自己選擇一個(gè)簡(jiǎn)單的零件，如齒輪、軸等，根據(jù)這些零件的使用條件和性能要求，從零件的尺寸結(jié)構(gòu)、選材、加工工藝、熱處理工藝等方面自己設(shè)計(jì)，當(dāng)然在這一過程中老師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)；設(shè)計(jì)完成之后的車、銑、刨、磨及熱處理等加工過程讓學(xué)生自己動(dòng)手；加工完成后零件的硬度、精度等測(cè)試也讓學(xué)生自己動(dòng)手，以驗(yàn)證整個(gè)零件的加工工藝是否合理，并完成分析報(bào)告。通過這樣的實(shí)驗(yàn)，不僅可以把學(xué)生所學(xué)的單一的課程聯(lián)系起來，而且還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

3　結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)過程的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題，提高專業(yè)技能和綜合素質(zhì)的重要途徑。通過從思想上重視實(shí)驗(yàn)、開放實(shí)驗(yàn)室，增加創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)等改革措施，加強(qiáng)機(jī)械工程材料課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，在加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)理解和掌握的同時(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，切實(shí)提高該課程的教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生的實(shí)際操作能力，為機(jī)械類專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)提供良好的平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王忠.機(jī)械工程材料[M].北京:清華大學(xué)出版社,2009.

[2] 邱旋.關(guān)于《機(jī)械工程材料》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探討[J].黑龍江科技信息,2014(2):71-73.

[3] 鄭瑞利.《機(jī)械工程材料》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探[J].機(jī)械管理開發(fā),2012(6):174-175.

[4] 胡桂,張艷.淺談實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性[J].山東電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào),2006(1):12-14.

Discussion on Experimental Teaching Reform for Mechanical Engineering Materials

Li Fengjuan, An Jing, Lan Haipeng, Liu Wenliang,Zhou Ling
University of Tarim, Alar, 843300, China

Abstract:Some problems exist in the experimental teaching of Mechanical Engineering Materials. So the experimental teaching reform for Mechanical Engineering Materials will be implemented in many ways, such as integration of teaching content, opening laboratory, increasing innovation experiment and so on. In order to stimulate students’ interests in study, improve the teaching quality of the Mechanical Engineering Materials.

Keywords:mechanical engineering materials; experimental teaching; reform

基金項(xiàng)目：教育部工程技術(shù)人才培養(yǎng)專項(xiàng)(編號(hào)：11JDG003)。

作者簡(jiǎn)介：李風(fēng)娟，碩士，講師。安靜，碩士，講師。通訊作者：周嶺，博士，碩士生導(dǎo)師。

收稿日期：2015-05-18