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        工程能力培養(yǎng)目標下的機械工程材料課程教學改革

        2018-09-25 09:42:32尤芳胡耀華張衛(wèi)國王翔張李嫻
        教育教學論壇 2018年31期
        關鍵詞:機械工程材料工程能力教學改革

        尤芳 胡耀華 張衛(wèi)國 王翔 張李嫻

        摘要:本文圍繞提高學生工程實踐能力、增強創(chuàng)新意識的培養(yǎng)目標,分析了機械工程材料課程教學過程中存在的問題,提出通過及時更新教學內容、改進教學方法、豐富教學手段、加強過程考核等措施,對機械工程材料課程進行必要的教學改革。

        關鍵詞:工程能力;機械工程材料;教學改革

        中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2018)31-0091-03

        隨著經濟社會發(fā)展,工程技術領域從業(yè)人員在工程實踐能力、創(chuàng)新能力等方面要求不斷提高。在高等工程教育過程中,高等院校借鑒發(fā)達國家高等工程教育的經驗,以工程技術為主線紛紛優(yōu)化人才培養(yǎng)方案、改革人才培養(yǎng)模式,通過不斷提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力來培養(yǎng)創(chuàng)新能力強、適應企業(yè)發(fā)展需要的應用型人才,從而全面提高高等教育人才培養(yǎng)的針對性和實用性。

        作為機械類和近機械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課,機械工程材料課程圍繞材料成分、組織、熱處理工藝、性能和用途之間的關系對機械工程材料進行研究。學生在熟練掌握常用機械工程材料基本理論、熱處理工藝和性能特點、常用金屬材料等基礎知識的前提下,能夠根據零件工作條件和失效方式,合理選用工程材料、正確制定加工工藝路線,提高學生綜合工程素質、創(chuàng)新能力、實踐動手能力、綜合分析和解決實際問題的能力,將有助于實現提高學生創(chuàng)新能力和工程實踐能力的培養(yǎng)目標。該課程涵蓋工程力學、金屬學、熱處理原理與工藝、金屬材料、非金屬材料等多門學科,概念眾多而且抽象、圖表及組織照片多,龐雜的課程內容與有限的授課學時形成鮮明反差,給教師教學以及學生學習帶來了困難。

        考慮到機械工程材料課程的教學現狀,在提高學生工程意識、工程素質和工程實踐能力的教學宗旨指導下,從教學內容、教學方法、教學手段、考核方式等方面進行改革,在學生熟練掌握專業(yè)基礎理論知識的同時,注重培養(yǎng)學生的實踐應用能力、開創(chuàng)性思維和創(chuàng)新能力。

        一、課程教學現狀

        機械工程材料課程具有較強的理論性和實踐性,在體現知識綜合性和實用性的同時,也強調創(chuàng)新能力、綜合分析和解決生產實踐問題的能力。同時,機械類專業(yè)學生對機械工程材料基本知識的掌握程度在其從事機械產品開發(fā)、設計、制造等相關工作時起著舉足輕重的作用。但目前的教學體系在一定程度上忽視了學生實踐應用能力、開創(chuàng)性思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

        首先,現有課程內容體系注重知識的系統(tǒng)性和完整性,傾向于材料結構、成份、組織形態(tài)等抽象理論的研究和論述,而對材料性能特點、適合范圍及選材原則等與工程實際應用密切聯系的知識則講授較少,不能真正培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。此外,諸如材料結構、材料結晶、材料應用等內容間缺乏有機聯系,不利于學生理解、記憶和掌握。

        其次,囿于課時安排,缺少學生自主的研究性學習內容和訓練環(huán)節(jié)。教師采用傳統(tǒng)灌輸式的教學方法,單方面講授理論知識,學生只是被動地接受所學知識,不能主動參與到教學環(huán)節(jié)中,學習積極性不高,學習效果不理想、創(chuàng)新能力培養(yǎng)欠佳。

        再次,教學活動側重理論知識的講解,與工程實踐結合不緊密,缺乏能夠體現能力培養(yǎng)的實驗設置,造成學生死學課本知識點、不會靈活運用所學理論知識解決實際問題的問題,不能真正實現提高綜合分析和解決生產實踐問題能力的培養(yǎng)目標。

        最后,在教學過程中,由于忽視案例教學、問題教學等教學方式以及先進教學手段的應用,導致課堂氣氛沉悶、教學信息量較少、教學效果欠佳。

        二、課程教學改革

        為了在規(guī)定教學課時內提高教學質量和教學效果,培養(yǎng)學生解決實際問題的能力,盡快適應制造業(yè)的發(fā)展需求,有必要對機械工程材料課程教學內容、教學方法、教學手段、考核方式等進行必要的改革。

        (一)圍繞能力培養(yǎng)要求,合理選擇教學內容

        結合學生創(chuàng)新能力和工程實踐能力培養(yǎng)目標對本課程的要求,考慮機械類專業(yè)學生就業(yè)領域以及授課學時限制,在教學內容基礎性和實踐應用性并重的前提下,確定教學內容和重要的知識點,合理安排理論教學內容和實驗教學內容。在合理安排培養(yǎng)目標所要求的基本知識點以外,在“能力”培養(yǎng)上應有所突破,如結合社會發(fā)展和行業(yè)需求重點講授材料的選用舉例、工藝路線分析以及與生產實際緊密融合的綜合應用等方面的內容;在滿足基礎理論前提下,淡化某些理論內容(如材料結構一章中的晶向指數以及晶面指數求法等)。

        加強與實踐密切聯系的內容,對已有的實驗內容進行優(yōu)化和更新,增設在知識掌握、實踐應用和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面有重要作用的綜合型、設計型、研究創(chuàng)新型實驗項目。同時,強化實踐教學環(huán)節(jié)、提高實驗教學的質量,從而提高學生的感性認識和實踐應用能力,達到提高“能力”培養(yǎng)的目標。

        (二)改革教學手段和教學方法,提高課程教學質量

        機械工程材料課程涉及領域廣、概念多、知識抽象,為提高教學效果和教學質量,需要根據課程特點,采用先進的教學手段,優(yōu)化教學方法,以材料成分、工藝方法、組織形態(tài)、性能特點、應用范圍為主線,把貌似孤立的內容有機地聯系起來,便于學生學習和掌握。

        1.充分利用多媒體技術和網絡技術,豐富教學手段。除了利用傳統(tǒng)的黑板板書之外,還需合理運用多媒體教學素材,其有助于抽象概念形象化、微觀物體宏觀化、不可見現象可見化、復雜過程簡單化、枯燥知識生動化。尤其對于晶體結構、合金結晶、位錯運動等學生難以理解而老師又難以講解的抽象內容,通過多媒體組織教學,可以增加課堂教學的信息量,提高教學效果。在講授鋼的熱處理工藝等知識時,輔助播放平時所搜集的企業(yè)實際熱處理過程錄像,使課程內容具有真實感,便于學生記憶和掌握。

        此外,充分利用校園網絡資源進行知識的補充和課后答疑,強化課后知識復習,補充課外知識,拓寬學生知識面,加強師生之間的交流。

        2.緊密聯系實際,引入實例豐富教學內容,激發(fā)學習興趣。通過援引身邊現象和問題引導和啟發(fā),使學生愉快地接受、掌握新知識。例如,在介紹中華民族在材料發(fā)展方面所做的貢獻時,列舉秦始皇兵馬俑二號坑出土的青銅劍,介紹其不可思議的鉻鹽氧化處理工藝(該工藝是德國于1937年發(fā)明并申請專利,而且只有在比較復雜的設備和工藝流程下才能實現)及令人瞠目結舌的韌性(青銅劍被陶俑壓彎超過45°,當陶俑移去后依然能夠反彈平直、自然還原),激發(fā)學生學習興趣,為隨后的課程教學打下良好的基礎。

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