羅鴻金，張會(huì)明

（1.長(zhǎng)春光華學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130000；2.松原職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 松原 138000）

金屬材料中是一門重要的基礎(chǔ)專業(yè)課，理論性強(qiáng)，計(jì)算量大，其基本理論知識(shí)的掌握程度會(huì)影響實(shí)踐教學(xué)的效果，這部分內(nèi)容也是機(jī)械類課程的重要理論知識(shí)，是繼續(xù)深入學(xué)習(xí)金屬相關(guān)知識(shí)的重要依據(jù)，涉及眾多工程結(jié)構(gòu)、機(jī)械零件等方面內(nèi)容。學(xué)生通過理論教師的講解，讓學(xué)生充分了解金屬材料的相關(guān)性能，掌握金屬材料的力學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)的方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)地運(yùn)用金屬材料基本理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，從而更好地去解決實(shí)際問題，讓這門課程在教學(xué)中發(fā)揮重要的作用。理論教學(xué)中，多體現(xiàn)的是課堂教學(xué)。由于本門課程專業(yè)性強(qiáng)、邏輯嚴(yán)密、計(jì)算難度大，很較好地掌握所學(xué)知識(shí)確實(shí)存在一定的困難性，因此，需要教師在課堂教學(xué)中不斷探索研究，提高教學(xué)質(zhì)量、改善教學(xué)方法；作為實(shí)驗(yàn)課教師要把金屬材料學(xué)理論所學(xué)的理論內(nèi)容要在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)使學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)的操作，積極處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有助于理解金屬材料力學(xué)重難點(diǎn)知識(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)還有利于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，潛移默化的教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

1 金屬材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)狀

1.1 實(shí)驗(yàn)課項(xiàng)目單一

金屬材料實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不多，一般實(shí)驗(yàn)室的課程安排較為單一，在金屬材料中主要是對(duì)鑄鐵和低碳鋼兩種材料進(jìn)行材料力學(xué)性能測(cè)試，包括測(cè)定金屬材料性能的拉伸實(shí)驗(yàn)、承受壓力構(gòu)件的壓縮實(shí)驗(yàn)以及鑒定工藝性能的扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，雖然教師可讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)觀察金屬材料的性質(zhì)及破壞形式，但這些實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容近些年教學(xué)沒有太大變化，雖然也加入一些純彎曲梁橫截面上正應(yīng)力的分布規(guī)律實(shí)驗(yàn)，但學(xué)生在實(shí)際操作中基本是按照實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)按部就班的完成，預(yù)留學(xué)生資助創(chuàng)造空間少，分析數(shù)據(jù)時(shí)缺乏真實(shí)性，所以與生產(chǎn)實(shí)際情況聯(lián)系不密切。

1.2 實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法傳統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)條件不充足

隨著高等教育的普及，本科院校學(xué)生數(shù)量不斷增多，在課程設(shè)置上實(shí)驗(yàn)課增加，這就導(dǎo)致現(xiàn)有的金屬材料儀器設(shè)備、臺(tái)套數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)有學(xué)生人數(shù)的使用需求，有的設(shè)備陳舊，與新時(shí)代設(shè)備比還有一定差距，而一般高校在短期內(nèi)又無法投入大量的資金來優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室，不能及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)室的儀器套數(shù)、引進(jìn)新型金屬材料測(cè)試設(shè)備等?；诖爽F(xiàn)狀，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的人數(shù)增加，會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中個(gè)別人操作，多數(shù)學(xué)生觀摩和記錄的現(xiàn)象，完全做到讓每一名學(xué)生都能親自操作實(shí)驗(yàn)就有一定的難度，沒有實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)，也很難掌握和理解理論內(nèi)容，導(dǎo)致教學(xué)效果下降。

2 金屬材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

2.1 革新驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法

結(jié)合金屬材料原有實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課的課程內(nèi)容，在教學(xué)中設(shè)計(jì)豐富多彩、富有趣味性的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，為學(xué)生提供輕松、愉悅的實(shí)驗(yàn)氛圍，在教師的啟發(fā)下，學(xué)生可根據(jù)自己對(duì)材料掌握程度，對(duì)材料實(shí)驗(yàn)的理解程度，自行靈活開展實(shí)驗(yàn)測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)教師采用啟發(fā)式教學(xué)方法，根據(jù)學(xué)生自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生，其主要在于學(xué)生要認(rèn)真學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告書，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，確定現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和條件后，對(duì)學(xué)生要有合理的分工，要組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，學(xué)生之間要默契配合。

諸如純彎曲橫截面上正應(yīng)力的分布規(guī)律實(shí)驗(yàn)，可充分發(fā)揮每一名同學(xué)的作用。實(shí)驗(yàn)教師為學(xué)生介紹設(shè)備的傳感器以及電阻應(yīng)變片的粘貼方法、粘貼要求等等，學(xué)生還要自己獨(dú)立繪制實(shí)驗(yàn)表格，為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理奠定基礎(chǔ)，本實(shí)驗(yàn)的另一大特點(diǎn)是根據(jù)圖一的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)要求老師始終以輔助的角色從旁指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生，在教師的指導(dǎo)下學(xué)生還可以將所學(xué)運(yùn)用到實(shí)際中去。在實(shí)際的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，教學(xué)效果是明顯的，學(xué)生的參與度是比較高的，實(shí)驗(yàn)時(shí)間要具有靈活性，不局限于課堂教學(xué)，為學(xué)生提供公用實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，讓學(xué)生有充分時(shí)間調(diào)研、討論和實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也可達(dá)到分流學(xué)生充分利用實(shí)驗(yàn)室資源的效果。

2.2 拓寬實(shí)驗(yàn)思路優(yōu)化教學(xué)資源與學(xué)習(xí)環(huán)境

（1）要加大學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的開放。針對(duì)實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)所、時(shí)間、資源、內(nèi)容合理管控，加大時(shí)間性的開放，實(shí)驗(yàn)室在合理管控的基礎(chǔ)上，學(xué)生可充分利用自己的時(shí)間來實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)自我學(xué)習(xí)能力，自我管理能力，有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)素質(zhì)培養(yǎng)，增強(qiáng)探索未知領(lǐng)域的信心，激發(fā)學(xué)生對(duì)本專業(yè)課程更深入的理解，也能充分利用實(shí)驗(yàn)室資源。開放性實(shí)驗(yàn)室的開放程度應(yīng)結(jié)合院校自身?xiàng)l件，以學(xué)生為中心，立足于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)，養(yǎng)成自我學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。

（2）學(xué)校要加大對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的支持度。學(xué)科帶頭人在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上可以更加豐富，對(duì)學(xué)生進(jìn)行金屬材料實(shí)驗(yàn)的測(cè)試階段可以更加的靈活，金屬材料實(shí)驗(yàn)室要為學(xué)生打造良好的實(shí)驗(yàn)條件，與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，與職場(chǎng)要求相匹配，把金屬材料的實(shí)驗(yàn)控制與操作結(jié)合信息化手段進(jìn)行創(chuàng)新，適當(dāng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程，提升實(shí)驗(yàn)的合理性，如有必要與企業(yè)之間進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)互動(dòng)，模擬實(shí)際測(cè)試場(chǎng)所，高校若有條件，可建立深度實(shí)驗(yàn)室，把仿真模擬帶到實(shí)驗(yàn)室。校企互訪，組織企業(yè)員工到校與同學(xué)們交流經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生可到企業(yè)參觀測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)，學(xué)習(xí)新時(shí)代的實(shí)驗(yàn)要求，真正去提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，這樣可以擴(kuò)大了實(shí)驗(yàn)室功能。

（3）實(shí)驗(yàn)室要融合產(chǎn)業(yè)和教育文化。金屬材料實(shí)驗(yàn)室是搭建企業(yè)與學(xué)校的橋梁，是知識(shí)轉(zhuǎn)化實(shí)踐的重要紐帶，因此實(shí)驗(yàn)室的文化打造也至關(guān)重要，把文化的元素融入到學(xué)習(xí)和實(shí)踐中去，把新時(shí)代的產(chǎn)業(yè)文化符號(hào)提前印在學(xué)生的腦海中，優(yōu)秀的格言警句也會(huì)發(fā)揮重要的督促、鼓勵(lì)、提醒的重要作用，是保證安全實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，是實(shí)驗(yàn)中必不可少的文化奇葩，也是學(xué)生走向崗位的又一盞文化明燈。這些都可以改善實(shí)驗(yàn)軟環(huán)境，真實(shí)模擬現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)生零距離接觸。要發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)實(shí)作用，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室是競(jìng)賽的主要訓(xùn)練和比賽場(chǎng)地，要通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，發(fā)現(xiàn)、培養(yǎng)、集訓(xùn)一批掌握知識(shí)好，技術(shù)過硬的優(yōu)秀學(xué)生，鼓勵(lì)和推薦學(xué)生參加省市級(jí)大賽，拓寬視野，取百家之長(zhǎng)，補(bǔ)己之短。特別優(yōu)秀者可以參與國(guó)家級(jí)大賽，展示學(xué)習(xí)成果，為國(guó)家和社會(huì)培養(yǎng)更加優(yōu)秀、更加出色的應(yīng)用型技術(shù)人才，同時(shí)學(xué)生優(yōu)秀成績(jī)的取得會(huì)激勵(lì)后學(xué)，以榜樣的力量教育著新學(xué)生，以老帶新，源源不斷地輸送更多的學(xué)生在技術(shù)的領(lǐng)域里脫穎而出，為企業(yè)無縫對(duì)接崗位起到至關(guān)重要的作用。

2.3 把握好實(shí)施金屬材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)關(guān)鍵環(huán)節(jié)

（1）金屬材料教學(xué)體系要有定位。金屬材料實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)體系要有完整的定位，實(shí)驗(yàn)的核心問題是要有科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來支撐，按照國(guó)家的人才培養(yǎng)方向定位，結(jié)合高等學(xué)校的具體情況，把實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容歸類，針對(duì)重要的實(shí)驗(yàn)要重點(diǎn)訓(xùn)練、重要的實(shí)驗(yàn)室要重點(diǎn)打造。金屬材料的單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，訓(xùn)練學(xué)生按要求準(zhǔn)確操作的能力；對(duì)于綜合實(shí)驗(yàn)要線上線下配合，數(shù)據(jù)收集與計(jì)算整理相結(jié)合，要經(jīng)驗(yàn)分析和理論分析相比較，在同一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn)的測(cè)試時(shí)，要把握實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵點(diǎn)，學(xué)生要有思考，如何設(shè)計(jì)還能更合理，為什么操作的規(guī)程如此設(shè)計(jì)，對(duì)于難度較大，操作復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)要協(xié)同配合，訓(xùn)練復(fù)雜實(shí)驗(yàn)問題的處置能力，逐漸是學(xué)生自行解決現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問題，不斷提升實(shí)踐水平和操作能力。

（2）金屬材料實(shí)驗(yàn)要設(shè)置明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的主要是驗(yàn)證金屬材料性能，從而提高獨(dú)自操作的能力，實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑俅蚊鞔_有助于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確把控，如：在低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)中要注意觀察拉伸過程出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，善于總結(jié)，尤其注意觀察彈性現(xiàn)象，觀察屈服現(xiàn)象，冷作硬化現(xiàn)象，頸縮現(xiàn)象以及拉斷后的斷口形狀(圖2）和拉伸圖像（圖3），讓學(xué)生詳細(xì)分析各階段所反映的材料性能和力學(xué)情況，與理論值比還有哪些差異等等。

圖2 金屬材料收縮現(xiàn)象以及拉斷后的斷口形狀

圖3 金屬材料拉伸圖像

（3）金屬材料的實(shí)驗(yàn)要建立合理考核方案。材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的考核是對(duì)教師教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的檢驗(yàn)，合理的考核方案不但提高教學(xué)質(zhì)量，還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的知識(shí)掌握程度，操作水平和總結(jié)能力來制定，教師還要善于觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)，記錄學(xué)生整個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作過程，把控每一名學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作能力。針對(duì)每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，制定出詳盡且合理的考核方法，實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中、實(shí)驗(yàn)后都有考核標(biāo)準(zhǔn)，都有考核的要求。金屬材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅要在操作技術(shù)層面加以考量，還要在實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，崗位職責(zé)，操作規(guī)范，文明實(shí)驗(yàn)等方面加以考核，體現(xiàn)考核的綜合性和全面性。

（4）金屬材料實(shí)驗(yàn)要有問題預(yù)案。對(duì)于材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的預(yù)見性問題要有科學(xué)合理的解決方案，特別是突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案，要詳盡從多角度解決問題，要模擬如何處理問題，要提前把握關(guān)于安全操作，防火等重要注意事件納入教學(xué)中，對(duì)突發(fā)事件要有能力解決。對(duì)于設(shè)備在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)異動(dòng)要有科學(xué)的預(yù)判，由于學(xué)生安裝不到位，操作不規(guī)范等問題要及時(shí)處理，建立監(jiān)督機(jī)制。對(duì)于試驗(yàn)器材的使用要留有痕跡，對(duì)于維護(hù)維修要有記錄，要妥善處理試驗(yàn)耗材，安置好廢料廢液，建立科學(xué)合理的處理辦法。

（5）金屬材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)要有創(chuàng)新。金屬材料實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)方式也不要千篇一律，要及時(shí)創(chuàng)新，要把握新時(shí)代的實(shí)驗(yàn)方向，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件要善于優(yōu)化，如壓縮鑄鐵實(shí)驗(yàn)時(shí)，產(chǎn)生很大的響動(dòng)如何消音問題，在壓裂的過程中防止飛濺碎屑等問題處理。學(xué)生實(shí)驗(yàn)的時(shí)間可以靈活，學(xué)生實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容可以優(yōu)化，教師在教學(xué)環(huán)節(jié)，教學(xué)方法也要?jiǎng)?chuàng)新，把握好每一批學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，制定科學(xué)、合理的實(shí)驗(yàn)方式。

3 總結(jié)

金屬材料實(shí)驗(yàn)課，使力學(xué)實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的主渠道，金屬材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室是承擔(dān)實(shí)踐教學(xué)任務(wù)的主陣地，金屬材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)具有培養(yǎng)知識(shí)、能力、態(tài)度的獨(dú)特功能，加強(qiáng)在教學(xué)中地不斷創(chuàng)新與改革，為其他實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來借鑒性經(jīng)驗(yàn)，為更好地培養(yǎng)新時(shí)代大學(xué)生做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。