工程材料課程教學模式探索

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摘要：《工程材料》是我院材料專業(yè)學生必修的一門專業(yè)基礎課，旨在讓學生掌握工程材料性能、金屬材料的結晶與晶體結構、鋼的熱處理、工程用鋼和鑄鐵的牌號、種類及性能等知識，知識點繁多，內容抽象，學習難度較大。通過一系列教學模式探索，提升了學生的學習興趣和解決問題的能力，縮短了理論知識與生產(chǎn)實踐的距離，改善了教學質量。

關鍵詞：《工程材料》；教學模式；高職院校

一、量身訂制教學內容，及時更新教學大綱

目前，國內本專科院校使用的《工程材料》課程教材多達數(shù)十種，根據(jù)我院學生的基本情況，結合多年的教學經(jīng)驗，針對課程的難易程度、學生的基本功以及當前行業(yè)的需求，對教材進行了篩選，選定凌愛林主編的《工程材料》（天津大學出版社）作為教學用書。全書共四部分（十章），包括基礎模塊部分、核心模塊部分、拓展模塊部分以及實驗模塊部分，其中基礎模塊部分分為三章，分別講解了工程材料生產(chǎn)、工程材料性能和金屬材料的結晶與晶體結構知識，是本課程最基本的內容，為后續(xù)課程的學習打下了堅實的理論基礎；核心模塊部分分為四章，分別講解了鋼的熱處理、工業(yè)用鋼、工程鑄鐵和工程材料知識的應用，作為目前最常用、最成熟的知識，應當重點學習和掌握，是課時主要分配的部分；拓展模塊部分分為三章，分別講解了非鐵金屬材料與粉末冶金材料、非金屬材料與新型材料以及表面處理，這部分內容主要針對正在快速發(fā)展但相對應用范圍較小的材料與工藝；實驗模塊部分包括拉伸實驗、硬度實驗、沖擊實驗、鐵碳合金平衡組織觀察以及熱處理實驗等內容，旨在讓學生通過動手操作切實了解所學的理論知識。根據(jù)教學大綱的要求，本課程總學時為64學時，但縱觀全書，僅僅64學時是不可能完成所有知識點的學習的，考慮到企業(yè)的現(xiàn)實需求，結合當前材料發(fā)展趨勢和教學內容的難易程度，對本課程教學內容進行了針對性的刪減工作，基礎模塊和核心模塊部分全部保留，其中重點講解工程材料性能、金屬材料的結晶與晶體結構知識、鋼的熱處理三大章節(jié)內容；拓展部分以學生自主學習為主，難點內容穿插教師講授；實驗模塊部分由學院檢驗檢測中心指導教師專門負責。此外，緊跟時展，把握與時俱進的原則，針對不同階段材料發(fā)展需求對教學大綱進行更新調整，同時豐富、完善人才培養(yǎng)體系。

二、優(yōu)化教學手段

從內容上來看，《工程材料》圍繞著一條主線進行講授，即“成分—組織—性能—用途—改性處理”[3]，其中重點結合“一張相圖、三種材料（合金鋼、非合金鋼、工程鑄鐵）、四把火（退火、正火、淬火、回火）”進行講授。在教學過程中，教師應當緊跟大綱、抓牢主線進行備課，同時在課堂上要學會靈活運用新科技、新手段輔助授課。1.充分利用現(xiàn)代教學工具，提升學生的學習興趣。教師在授課時摒棄傳統(tǒng)的黑板教學，轉而利用多媒體工具進行輔助，充分利用視頻、動畫、圖片結合文字進行授課，激發(fā)學生的學習積極性，使學習變得不枯燥。比如在講授淬火內容時，先放一段視頻，視頻中以古代兵器（刀、劍）作為切入點，對學生提出問題：這些刀、劍是怎么制作出來的？在制作過程中為何要反復錘打？把熾熱的刀、劍放進水中的目的是什么？對水有何要求？如何保證它們的使用性能？等等，讓學生各自發(fā)表自己的看法。再將知識點“淬火”引入教學中，這樣學生是帶著積極的心態(tài)去主動接受知識，而不是被動的學習，學習效果有了大大的提高。另外，課后讓學生合理借助各種網(wǎng)絡上的“微課”、“慕課”及“翻轉課堂”平臺，對所學知識進行鞏固，加深理解。2.注重提升學生自主學習能力和團隊協(xié)作意識，縮短“理實差距”。學生光有學習興趣還不夠，要想更牢靠地掌握知識，具備較好的自主學習能力十分重要。俗話說：“滴水不成海，獨木難成林?！币粋€人的智慧是有限的，如果在學習中有他人幫助，往往會使雙方獲益匪淺。教師可以通過布置案例作業(yè)將學生進行分組，要求學生協(xié)作完成任務。例如，在講授合金結構鋼時，以校企合作單位的真實產(chǎn)品———“發(fā)電機轉子”（材質34CrMo1）作為學習對象，讓學生通過團隊合作，查閱資料，了解材質的用途、性能、生產(chǎn)加工工藝、晶相組織特征等，對發(fā)電機轉子的失效進行討論分析，將可能的原因進行匯總，以報告形式提交。在課堂上，小組成員對報告進行闡述，其他同學對小組成員進行提問。最后，教師對學生的討論、報告進行總結，分析學生的思路與企業(yè)實際生產(chǎn)中解決方案出現(xiàn)差異的原因，讓學生體會“理論—實踐”的差距。3.吸收學生進入課題組，提升專業(yè)能力。在班級中吸收一些學習積極的學生加入課題組充當科研助手，讓學生體驗科研工作的魅力，豐富專業(yè)知識，鍛煉出一定的科研寫作能力，為以后的升本、讀研打下基礎。4.加強實訓基地建設，提升實踐能力。為了進一步完善實訓條件，讓學生有更多機會直接接觸、參與到工程材料的性能檢測中，學院投入了大量資金建設實訓基地。除了擁有常規(guī)熱處理爐、硬度計和金相顯微鏡等設備外，近幾年新進引了不少先進檢測設備，包括電液伺服疲勞試驗機、高頻疲勞試驗機、微控電子萬能試驗機和高級金相顯微系統(tǒng)等，學生實踐能力得到了提升，專業(yè)知識掌握更加牢固了。

三、完善考評機制

以平時成績結合期末試卷成績進行綜合考評（比值4∶6），其中平時成績包含了常規(guī)項（考勤、課后作業(yè)完成情況、實驗報告質量等）和加分項（科研得分、筆記、自主學習能力等），充分調動學生的積極性，減輕學習壓力。

四、結語

通過對《工程材料》教學模式的探索，積累了不少經(jīng)驗，對比近幾屆學生的考評來看，一方面平均分穩(wěn)中有升，另一方面通過學生座談發(fā)現(xiàn)，學生的學習感觸有了轉變：從前幾屆的“茫然”、“不知所措”到如今的“心中有數(shù)”、“信心十足”，取得這樣的成績，離不開教師的無私付出，更離不開學生的積極配合。雖然取得了一定的成績，但并不意味著《工程材料》課程的教學模式就不需要進一步改革探索了，因為只有不斷緊跟社會發(fā)展，與時俱進，才能培養(yǎng)出更適合時下國家、社會、企業(yè)需求的“材料人”。

參考文獻：

[1]陳曦,彭光俊,王志海.《工程材料》課程部件的有序重構[J].理工高教研究,2006,25(6):119-121.

[2]賀毅強,喬斌,尚峰.關于《工程材料》課程教學方法的研究[J].機械管理開發(fā),2010,25(5):174-177.

[3]謝志雄,談芬芳,羅平.《工程材料》課程教學方法的改革及應用[J].教育教學論壇,2016,(41):200-201.

作者：方琴 陳庚 李艷麗 苗景國 李志宏 王新穎 單位：四川工程職業(yè)技術學院