卓越計(jì)劃下“工程材料力學(xué)性能”教學(xué)改革研究

史興嶺+徐玲利+劉文+歐陽春

摘要：本文通過介紹“卓越計(jì)劃”，指出工程材料力學(xué)性能課程現(xiàn)行教學(xué)中存在的問題，根據(jù)課程性質(zhì)提出改革建議，并結(jié)合實(shí)施案例進(jìn)行效果分析，以期提高學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力，適應(yīng)科技進(jìn)步和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新要求。

關(guān)鍵詞：卓越計(jì)劃;工程材料力學(xué)性能;教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）43-0085-02

一、緒論

2010年6月，教育部聯(lián)合有關(guān)部門和行業(yè)協(xié)（學(xué)）會共同啟動“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡稱“卓越計(jì)劃”），這對促進(jìn)高等教育面向社會需求培養(yǎng)人才、全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的示范和引導(dǎo)作用。該項(xiàng)目計(jì)劃通過10年時(shí)間培養(yǎng)出百萬高素質(zhì)的工程技術(shù)人才，為我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、經(jīng)濟(jì)繼續(xù)發(fā)展奠定人才基礎(chǔ)。在正式公布的第二批“卓越計(jì)劃”試點(diǎn)高校學(xué)科專業(yè)名單中，江蘇科技大學(xué)機(jī)械類專業(yè)名列其中。工程材料力學(xué)性能是機(jī)械類專業(yè)的重要專業(yè)課，也是構(gòu)成學(xué)生專業(yè)知識平臺的基礎(chǔ)性課程，對學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和專業(yè)知識結(jié)構(gòu)的完善起著重要作用，為他們走向工作崗位后的生產(chǎn)實(shí)踐提供強(qiáng)有力的理論、技術(shù)基礎(chǔ)材料[1]。隨著我校對“卓越計(jì)劃”的實(shí)施，現(xiàn)行課程教學(xué)中暴露出各種問題，顯然已不能滿足培養(yǎng)計(jì)劃中提出的增加學(xué)生工程實(shí)踐、創(chuàng)新能力的要求，鑒于此，課程改革勢在必行。

二、目前課堂教學(xué)中存在的問題

首先，工程材料力學(xué)性能課程原是金屬材料專業(yè)繼金屬學(xué)、固態(tài)相變等的專業(yè)課，教材側(cè)重點(diǎn)一直都是金屬材料力學(xué)性能部分。隨著學(xué)科的發(fā)展，目前江蘇科技大學(xué)材料學(xué)院除設(shè)置金屬工程外，還設(shè)置了焊接技術(shù)與工程、材料成型及控制工程、高分子材料與工程、材料腐蝕與防護(hù)和電子封裝技術(shù)5個(gè)本科專業(yè)（方向），但目前各專業(yè)所使用的依然是合肥工業(yè)大學(xué)主編的教材，內(nèi)容設(shè)置對其他專業(yè)學(xué)生來說并不合適。

其次，課程中的抽象概念較多，講授中要求嚴(yán)格把握理論系統(tǒng)的完整性，這容易造成教師照本宣科，也會使學(xué)生感到枯燥乏味，學(xué)習(xí)效果不佳。這一講授與學(xué)習(xí)方式往往導(dǎo)致學(xué)生知識結(jié)構(gòu)單一，偏離應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

再次，教學(xué)手段仍以知識灌輸為主，對提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、解決實(shí)際問題幫助不大，不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。而且，實(shí)踐性教學(xué)多為驗(yàn)證性，設(shè)計(jì)性及綜合性實(shí)驗(yàn)偏少，往往流于形式。

三、教學(xué)內(nèi)容改革

第一，提煉要點(diǎn)。教師在工程材料力學(xué)性能課程的教學(xué)實(shí)踐中，可以對教材進(jìn)行整合，依據(jù)專業(yè)特色提煉出一般性了解和必須掌握的知識點(diǎn)，使學(xué)生能夠在有限的學(xué)時(shí)中高效掌握基本理論知識，保質(zhì)保量地完成本課程的教學(xué)任務(wù)。第二，重視應(yīng)用。工程材料力學(xué)性能課講述材料設(shè)計(jì)、研發(fā)、測試中的基礎(chǔ)概念和相關(guān)測試規(guī)范，教師可以對測量手段和過程進(jìn)行分析講解，這往往能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，在備課過程中，應(yīng)注意收集科技文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)方法，結(jié)合相關(guān)理論介紹給學(xué)生。第三，追蹤科技。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來材料種類越來越多，其服務(wù)環(huán)境呈現(xiàn)多樣化，使得力學(xué)性能測試手段也相應(yīng)地發(fā)生較快發(fā)展。新的材料測試方法及標(biāo)準(zhǔn)不斷出現(xiàn)，這要求教師必須掌握科技發(fā)展前沿，并及時(shí)地將研究動態(tài)傳遞給學(xué)生。例如，在講授硬度時(shí)，教師可以為學(xué)生介紹顯微維氏硬度測量陶瓷材料斷裂韌度的方法。

四、優(yōu)化教學(xué)方法與手段

教學(xué)方法是教學(xué)過程中教師與學(xué)生為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的和教學(xué)任務(wù)要求，在教學(xué)活動中所采取的行為方式的總稱。這可以看出，教師與學(xué)生在教學(xué)過程中的地位是平等的，兩者均為教學(xué)的主導(dǎo)者，都應(yīng)對教學(xué)質(zhì)量負(fù)責(zé)。然而，在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，主要是教師講授，學(xué)生的主動性并沒有被有效發(fā)掘。教學(xué)方法的改革應(yīng)倡導(dǎo)以學(xué)生為主，激發(fā)學(xué)生是學(xué)習(xí)主體的意識，培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問題、查閱資料、團(tuán)隊(duì)合作、解決問題的自我學(xué)習(xí)能力[2]。在這一教學(xué)過程中，教師應(yīng)發(fā)揮引導(dǎo)作用，調(diào)動學(xué)生討論問題的積極性。教師在課程講授中可采用學(xué)生自主學(xué)習(xí)這一教學(xué)方法，可取得良好效果。例如，以“材料硬度”這一授課內(nèi)容為例。首先，教師可以提供“材料硬度”課程的一些講授任務(wù)讓學(xué)生代表完成，要求每班派出一名學(xué)生，分別講解。其次，各班代表預(yù)習(xí)、收集資料備課，準(zhǔn)備PPT，并與教師保持溝通。再次，學(xué)生代表依次對“材料硬度”內(nèi)容進(jìn)行講解。最后，教師對學(xué)生講解進(jìn)行點(diǎn)評、比較和總結(jié)，對知識點(diǎn)進(jìn)行梳理與補(bǔ)充。這一學(xué)生自主四步式教學(xué)方法可以最大程度地調(diào)動他們的積極性，更加牢固地掌握知識，拓展知識面，增強(qiáng)集體感。

教學(xué)手段在保證教學(xué)質(zhì)量中發(fā)揮著不容忽視的作用。工程材料力學(xué)性能課程的學(xué)時(shí)有限，但內(nèi)容繁雜，涉及面較廣，表、圖、公式較多，金屬組織、斷口、形變過程的特點(diǎn)和各類實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也十分復(fù)雜，難以用語言進(jìn)行準(zhǔn)確直觀描述。因此，應(yīng)采用現(xiàn)代化教學(xué)手段輔助教學(xué)[3]。利用多媒體技術(shù)和ADAMS等仿真建模軟件制作出與課程配套的多媒體課件，在增加教學(xué)信息量的同時(shí)可以豐富和活躍教學(xué)過程，明顯提高教學(xué)效果。

五、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

材料學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是工程材料力學(xué)性能教學(xué)體系中的重要一環(huán)，是強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力的重要手段，可視為學(xué)生由書本到操作的過渡[4]。針對目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問題，可以運(yùn)用以下改革方案。首先，優(yōu)化集中實(shí)驗(yàn)。減少小組人數(shù)，加強(qiáng)質(zhì)量管理，提高拉伸、沖擊等集中實(shí)驗(yàn)中學(xué)生的參與度，使得學(xué)生熟悉和掌握各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。例如，對各組試樣進(jìn)行編號，依照編號對計(jì)算機(jī)采集到的曲線進(jìn)行命名，杜絕重復(fù)使用數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，避免蒙混過關(guān)。其次，鼓勵開設(shè)選修實(shí)驗(yàn)。江蘇科技大學(xué)會為本科生開設(shè)“開放選修實(shí)驗(yàn)”，每學(xué)期期初由教師提出實(shí)驗(yàn)課程申請，院校兩級評審后發(fā)布，學(xué)生可在教務(wù)系統(tǒng)中自愿選課。實(shí)驗(yàn)課題均來自教師的科研項(xiàng)目，設(shè)置32學(xué)時(shí)，2個(gè)學(xué)分。一位指導(dǎo)教師最多接納6名學(xué)生，由學(xué)生利用課余時(shí)間自主完成?！伴_放選修實(shí)驗(yàn)”以實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為目標(biāo)，讓學(xué)生通過動手查找資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證結(jié)果實(shí)踐課堂上所學(xué)理論。對學(xué)生而言，好奇心是學(xué)習(xí)的動力，自己動手解開科學(xué)謎團(tuán)是一個(gè)快樂的學(xué)習(xí)過程，而“開放選修實(shí)驗(yàn)”在多年的實(shí)施過程中也取得顯著的效果。

六、優(yōu)化考核方法

考試是衡量教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生學(xué)習(xí)水平的重要手段。為了把考試變成調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和提高學(xué)生綜合素質(zhì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，必須對現(xiàn)行課程成績評定方法進(jìn)行改革。鑒于此，單純通過期末考試確定課程成績已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代教育的要求，教師在對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進(jìn)行最終考核時(shí)必須實(shí)現(xiàn)從終結(jié)性向形成性教學(xué)評價(jià)方式的轉(zhuǎn)變[5]。將單一的期末考試成績變?yōu)榫C合成績，即將平時(shí)表現(xiàn)、期中考試成績和期末考試成績相結(jié)合，將理論考試與實(shí)驗(yàn)考核相結(jié)合，增加平時(shí)成績的比重。例如，在實(shí)際操作中，工程材料力學(xué)性能一課的成績構(gòu)成結(jié)構(gòu)為：期末成績占70%，實(shí)驗(yàn)成績占20%，平時(shí)成績占10%。對于實(shí)驗(yàn)成績，改變過去以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為準(zhǔn)的做法，變成現(xiàn)場成績和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績兩部分，各占50%?，F(xiàn)場成績由教師根據(jù)學(xué)生上課時(shí)預(yù)習(xí)、紀(jì)律、過程等的表現(xiàn)綜合打分。新的考核機(jī)制可以改變學(xué)生為考試而學(xué)習(xí)的心理，有利于他們在平時(shí)進(jìn)行創(chuàng)造性學(xué)習(xí)，在期末考試集中期能從容地進(jìn)行知識梳理和總結(jié)。

七、結(jié)語

為了培養(yǎng)具有工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力的學(xué)生，工程材料力學(xué)性能任課教師需要不斷地進(jìn)行課程改革，上述的研究與探索，期望能使學(xué)生高效地掌握本門課程的知識，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定良好的理論基礎(chǔ)，讓其在實(shí)際工程中正確地選擇、使用、改善材料，分析材料失效行為等，更好地滿足“卓越計(jì)劃”的教學(xué)要求。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王文芳，陳小麗，吳玉程.材料物理性能教學(xué)改革的探討[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會科學(xué)版），2008，5：98-100.

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