工程材料课程教学改革研究

摘要：工程材料是机械类和近机类专业必修的一门学科基础课。本文在分析了工程材料课程特点的基础上，提出了相应的教学体系调整措施，并在教学内容、教学方法和学习评价方法等多方面进行了改革和创新。由此可提高学生的学习效率，培养出面向实际的应用型人才。

关键词：工程材料；教学改革；应用型人才

中图分类号：G642.0 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2013）18-0020-02

机械工程材料是机械类和近机类专业的必修学科基础课。对学生而言，课程概念抽象，术语繁多，内容相对分散，学习难度大。如何使学生有效掌握课程重要知识点，是授课教师的一个重要课题。为此，需要调整工程材料课程的教学体系，从教学内容、教学方法和学习评价方法等多方面加以改革。

一、教学体系调整

现有工程材料课程与其他专业课程衔接不够，有部分教学内容重复。如工程材料的《铸铁》章节和金属工艺学部分重叠，需从专业培养方案上沟通并合理调整。课程体系改革的原则要坚持“厚基础、宽口径、反应现代、融入前沿、综合交叉、注重实践”。保证适度的材料基础理论知识，突出工程材料的应用和加工工艺方法，加强实验和实训等实践性教学环节。处理好课程之间的衔接、分工和配合。避免教学内容的重复和知识点遗漏，以达到整体优化的目的。

二、教学内容优化

工程材料课程以培养应用型人才为目标，所以教学内容上适当进行整合和优化。以各专业培养目标为导向，精心组织相应专业对应的工程材料课件。适当简化课程中过于深奥的理论知识点，简化复杂的公式推导，如晶向和晶面指数的确定和标识可简化讲解。要保证教学内容的基础性、实用性和先进性。材料的强度、硬度和塑性、韧性之间的此消彼长的关系是基础性的知识点。从实用性的角度看，工艺部分对机械和近机类学生非常重要，重点讲解。如何选用适合材料，并制定符合条件的热处理工艺流程。热处理章节同样非常重要，使学生真正理解如何在不改变材料化学成分的前提下改变材料的性能。为保证学生能接受到工程材料学科的前沿科技，在课堂上要增加对工程材料新工艺和新材料的介绍。如生物医用材料、纳米材料等新型功能材料可简要介绍其性能和应用。同时随着科技的进步和国际化进程的推进，很多国家标准进行了合并或修订。在教学过程中必须及时对改动部分及时更新。如金属力学性能试验标准中的拉伸试验标准、硬度试验标准有所变动；金属材料中钢分类标准、具体钢牌号的标准等都发生了变动。

三、教学方法提高

1.理论与实践结合。从出土的越王勾践剑能锋利到割断头发，引出功能梯度材料；从古代的铜镜提到锡青铜；从磁悬浮列车讲到超导材料。如此结合，学生从一个兴趣点进入学习，对知识点掌握的就非常牢固。

2.自然科学与人文科学结合。人类的社会经验、生活哲理是在生活实践中体会总结出来的，但却与自然科学有着异曲同工之处。例如，我们在讲解材料结构中发现，在自然界中绝对没有完美无缺的材料，因此，也使人类能够通过热处理、塑性变化、添加合金元素等来改变原有材料的性能。就此，我们在课堂上引导学生，做人不要自卑，因为每个人生下来不可能全知也做不到完美，我们才有可塑性。通过了解追求强度、硬度就不可能保证塑韧性，让学生懂得人生也要学会取舍。在课堂上把人文科学与自然科学有机结合，让学生有切身体会，学起来不会感到陌生和枯燥。

3.多媒体与板书结合。现在的教学即不应该完全是传统的板书教学，也不该是纯粹的多媒体教学。而应该是结合课程特点的两者有机结合。多媒体课件的设计和制作要参照美国当代教育学家Merrill倡导的首要教学原理的五星教学标准。在课件的设计过程中，知识点的内容划分和设计上要注重关联性、逻辑性。页面设置避免格局和字体过于花哨。准确适当地运用flas、视频录像、图表等，少量的文字注释要起到画龙点睛作用。

4.实验环节创新。工程材料课本身是一门实践性和应用性都极强的课程。实践教学是理论和实践联系的桥梁。本课程的实验部分为铁碳合金平衡组织的观察、硬度测定、碳钢的热处理。合金钢和铸铁有色合金组织显微观察、金相显微组织试样制备为选作实验。实验时学生被动在教师的指导下按照实验步骤完成实验过程。不能通过实验深刻理解材料的成分、组织和力学性能与热处理工艺之间的内在联系。为此，本文提出改进工程材料实验教学内容。将实验内容设置为必做基本实验、选作综合实验和演示实验三部分。金相显微组织试样制备和硬度测定为必做实验。目的是培养学生的动手能力和实验技能，掌握本课程的基本内容，为综合实验打下必备的实验基础；碳钢的热处理为学生的选作实验，学生可在一定范围内自选工程材料自主制定热处理工艺实验方案。在教师的指导下讨论确定实施方案并完成实验。综合性实验可极大地提高学生学习主观能动性，激发其创新意识，培养他们的创新能力。铁碳合金平衡组织、合金钢和铸铁有色合金组织显微观察为演示实验。学生通过显微镜观察金相组织，进一步认证组织结构的表象和内部的关系。

5.网络教学平台建设。网络教学的教学模式可以实现人机互动，师生互动。使学生减少学习压力，自主安排学习时间。解除时空束缚，拓展课堂空间，开阔思维方式。形成课堂教学、试验、自主学习及复习的开放、灵活的教学环境。具有推动教学改革、提高教学质量的重要意义。

四、学习评价方法改进

改变以往工程材料课程考核集中在期末，一卷定成绩的古老方法。在学习评价方法上做了如下改革。课堂提问10分、作业10分、试验30分、开卷考试30分（主要考察学生查询金属手册获得不同工程材料牌号与性能及对应工艺的能力）、报告20分（通过查询文献总结出自己感兴趣的一种材料，表达清楚其材料特性及应用前景）。实践证明这种考核方式的改进很受学生欢迎。学生学习压力降低，学习效果反而上升，学习主动性极大地增强。

工程材料作为机械和近机类专业的主要学科基础课，在工科院校课程设置中一直占有重要的地位。本文从课程体系调整出发，分别在教学内容、教学方法和考核方式等多方面加以改进和创新。以期培养出面向实际的应用型人才。

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基金项目：辽宁省教育厅教学改革项目“面向应用型创新人才培养的机械设计系列特色课程改革的研究与实践”

作者简介：潘颖（1977-），女，黑龙江省双鸭山人，讲师，博士学位。研究方向为纳米材料、基础工业工程、精益生产等。