《工程材料及成形技术基础》课程教学改革的实践与探讨

[摘 要]针对《工程材料及其成形技术》课程知识体系庞杂，概念繁多且学时较短等特点，在“突出案例和工程应用”的教学理念指导下，通过优化整合教学内容、丰富教学方法、激发学习兴趣、加强实践环节教学及完善考核方式等教改措施，充分调动了学生学习的积极性，较好地实现了教学大纲规定的教学目标。同时，也提高了学生分析问题、解决问题的能力和创新能力。

[关键词]教学改革；案例教学；工程应用

中图分类号：G642.0 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2017）02-0280-01

《工程材料及成形技术基础》作为高等学校机械类专业必修的技术基础课，是机械类专业在本科教学中唯一的一门全面介绍材料知识以及成形技术基础的课程。该课程的教学任务是从机械工程材料的应用出发，阐述机械工程材料现有的基础理论、成分特点与力学性能、金相组织结构和成形加工工艺之间的关系，以及常用机械工程材料的主要性能和应用特点等方面的基本知识，使学生具备正确选择机器零件用材料和成形方法的能力，并为后续专业课如《机械设计》、《制造技术基础》等及以后的毕业设计打下必备的专业基础。该课程教学质量的好坏，将直接影响到后续课程的学习和学生今后的工作与发展。

一、教学过程中存在的问题

根据本人多年来的教学实践，本课程在教学过程中存在以下一些问题：

⑴教学内容偏于叙述性质，知识体系庞杂，微观原理抽象难懂，概念繁多且学时较短；各章节联系少，逻辑性差，死记硬背的多；工艺方法实践性和应用性较强，对于缺乏实践经验和工程应用的大二学生而言，学生感觉课程乏味、枯燥、难学。

⑵根据教学大纲，该课程应安排在学生进行金工实习之后进行，先让学生对工程材料的性能特点、各种热处理及成形加工方法有一定的感性认识。但受制于母体大学实习安排的限制，我院学生的金工实习都安排在课程结束之后，这样更加大了学好本课程的难度，给课程教学带来不利的影响。

二、教学改革的思路与目标

针对课程教学中存在的一些问题，改变以往重视理论教学、忽视工程应用的做法，在教学过程中突出“案例教学和培养工程能力”的教学理念。在新的教学理念指导下，从教学内容的优化整合、丰富教学方法、激发学习兴趣、加强实践环节教学及完善考核方式等方面具体实施教学改革目标。

通过本课程的学习，使学生在掌握常用工程材料的组织、性能及热处理工艺特点的基础上，能够对具体的机械零件结合实际工况要求做出正确、科学、合理的选材并制定出正确的加工工艺路线，为后续课程的学习储备必须的材料专业知识，培养学生的工程应用实践能力。

三、完善教学大纲，优化整合教学内容

我院是华北电力大学的一所独立学院，在《工程材料及成形技术》课程教学上一直采用母校的“学术型、研究型”为主的培养模式和教学大纲。随着教学的不断深入，我院学生理论基础较差，学习主动性不高，学生在学习理论时感觉较吃力的问题就暴露出来。目前国家正在实施普通本科院校向应用型人才培养目标的转变规划，为顺应此发展趋势，以培养应用型人才为目标，教学大纲和教学内容进行了完善和优化，以突出应用型本科的培养特色，适用用人单位的迫切需要。在强化基础理论的前提下，突出重点和今后实际工作必需的内容，让学生了解当今学科的发展动态。

四、案例教学贯穿教学过程始终，激发学习兴趣，提高教学效果

案例教学法有助于弥补传统教学方法的缺陷，提高学生的综合素质，使学生在学习过程中有的放矢，激发学习动力和学习兴趣，提高教学效果。这种教学方法使学生能够做到先见森林后见具体的树木，所讨论的案例将理论知识与实际应用结合起来，以解决实际生活中的工程问题，从而让学生把所学的理论知识运用于现实的实践活动中，以提高学生发现、分析和解决实际问题的能力。

比如，可把北京奥运会主体育场“鸟巢”作为案例，来讲授其选用钢材Q460。首先讲解钢的分类，根据钢的碳含量、合金元素含量、钢的质量以及用途等，有多种分类方法，Q460属于低合金高强度结构钢。通过这个案例中的钢材Q460的讲解，就穿插讲授了钢的分类、牌号、性能，碳含量和合金元素对钢的性能的影响，以及冲击韧性实验等相关知识。再通过详细讲解其24根承受“鸟巢”重量的柱子设计、生产、应用原理，让学生复习力学的相关知识，了解工程材料的相关力学性能，熟悉钢的分类、牌号及用途。

五、加强实践环节，突出工程应用

工程材料部分，教学计划中安排了四次实验。但限于大学机械系金相实验室的条件，再加上学生人数较多，以前做实验时，只是让学生以简单的介绍和观察为主，学生没机会实际操作。如在做“钢的普通热处理工艺实验”时，只是让学生观察经退火、正火、淬火和回火后的金相组织，对热处理前后的硬度变化、组织变化没有实际对比，使学生对热处理的作用及对钢的性能和组织的影响认识不深刻；又如在做“铁碳合金平衡组织观察与分析”时，应该让学生分组从试样的制备、腐蚀然后再观察分析对比，从而让学生理解含碳量对钢的组织有何影响，从而加深和巩固在课堂上所讲授的知识，因本课程的实践性和工程性很强，本教改项目拟加强实践环节，和大学实验室老师积极配合，适当购买一些实验用材料，给学生提供实际操作的机会，真正达到实验“做”的目的而不仅仅是“看”。

六、丰富教学手段，活跃课堂气氛

在教学手段改革过程中，应摒弃单一的教学方式，采用实物模型、教学动画、录像视频、多媒体课件等现代化教学手段和板书共用的教学方法，让学生在较短的时间内较为感性地直观、清楚、正确地了解零件的各种成形方法及工艺设计过程。然后，进一步讲解各种成形工艺的基本原理、工艺过程、特点和适用范围等内容，从而使课程教学内容具体化、形象化，概念和规律简单化，在一定程度上弥补学生工艺知识学习和专业实践环节锻炼不足的问题，提高教学效率和教学效果。

七、完善考核体系，提高学习效果

本课程以前的考核方式均为闭卷考试，平时成绩占30%左右。考前大多数学生按照课程重点死记硬背，没有系统总结，知识点掌握得不够系统，且基本概念模糊不清，前后知识脱节，不能做到将理论与实践结合起来，解决实际生产问题的能力不足。基于案例教学法，尝试新考核方式：平时成绩+实验实训成绩+课堂讨论及问题回答+课程小论文。平时成绩和实验实训成绩考核学生基本学习情况，即出勤、作业、课堂纪律、课堂提问、实验实训表现等情况，通过改革考核方式，调动了学生的学习主观能动性，让学生充分发挥个人所长，各展才华，切实提高了教学效果和教学质量，教师本人也能够在教学过程中及时了解学生学习状况和掌握程度，后面的教学工作有很大的帮助。

结束语

本项目以工程实际应用的案例为抓手，始终贯穿在各章教学内容中，最大化地接近企业实际应用，使学生真正明解学习目的，激发学习动力和兴趣。另外，再辅助以其它教学方式和手段的探索，从而提高教学效果，为学生走向工作岗位打下良好的专业基础。

参考文献

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