前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的金属材料课件主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
关键词:项目 焊接 课程改革
笔者学院焊接技术及自动化专业以中央财政支持的“提升专业产业服务能力”为契机,创新人才培养模式,以工作过程为依据,重构课程体系。金属材料焊接工艺课程也进行了相应的改革与探索,在教学中引入真实工作项目,因材施教组织教学,并对考核方式进行改革,取得了良好的效果。
一、课程开发团队
课程开发团队由10名教师组成,其中校内专任教师和合作企业兼职教师各占一半。团队中,副教授1人,高级工程师2人,讲师3人,工程师3人。校内5名教师每年至少有一个月的时间在合作企业实践锻炼,并且每名教师至少有一项相关职业资格。
二、课程开发与教学内容改革
1.课程开发
通过对呼、包、鄂等地从事焊接生产、维修、检验等相关工作的大中型企业调研,确定了专业岗位群(焊接操作岗、焊接检验岗、焊接工艺岗和焊接管理岗)。针对职业岗位群对学生职业能力的要求,开设了金属材料焊接工艺课程。
2.教学内容改革
(1)以岗位能力分析为基础的课程项目设计。为了培养学生的岗位职业能力,将各种金属材料焊接的岗位能力和标准融入课程中。专业培养目标教学计划对课程的要求,兼顾动手能力、理论够用尺度和可持续发展的选择并整合课程内容,形成课程单元。
(2)规范合理地进行课程教学设计。采用任务驱动的教、学、做任务一体化教学模式,并设计与之相适应的课程。教学设计的合理与否决定教学效果的好坏,因此需要精心编排设计。我们由课程负责人组织,课程主讲教师及企业人员参加的课程建设研讨会,确定合理的课程教学设计,并以文件的形式明确各单元任务需要做的准备,采取的措施和步骤,以及各步骤对教师和学生的要求。本门课程中每个教学项目的设计都遵循如下一系列环节,即:情景引入讲解知识点布置任务(产品)制定焊接工艺(学生分组)各组互评、教师点评产品生产质量检测。以上教学过程中,既有焊接操作环节、制定工艺环节和检验环节,又涉及管理环节,教学设计紧扣专业岗
位群。
三、教学组织特点及效果
本门课程采用分组教学、设计教学和现场教学相结合的形式进行组织教学。
1.分组教学
根据班级情况和学生特点,以每组能力均衡为原则进行分组,每组6~8人。
2.设计教学法
为满足专业人才培养目标对学生职业能力的要求,以企业产品为载体,根据教学内容设计教学环节,教学环节融教、学、做为一体。
3.现场教学
“听来的容易忘,看见的不易记,只有动手做才能学得会”。 我们将教学场所由教室改为实训车间。现场教学能给学生提供丰富的直接经验,有助于理解和掌握理论知识,并通过实际操作,培养学生运用知识于实践的能力。
四、教学考核方法改革及效果
如果说,教学方法主要解决学生“想不想学”的问题,那么,考核评价方法则主要解决学生“愿不愿坚持学”的问题。只有将二者结合,学习才能保持可持续状态,学生也会从“要我学”转变为“我要学”。
对于教学考核方法的改革,笔者主要根据教学方法和企业对专业人才的要求,注重专业知识的灵活应用,采用准备工作考核、现场操作考核、产品考核和期末笔试答卷考核四个阶段。
1.准备工作考核
根据教学内容,找出与内容相适应的企业产品。在讲解相关知识点后,让学生们分组制定焊接工艺,这一过程作为学生准备工作考核。这不但有利于推动学生实习的自觉性和积极性,还可培养学生独立思考与创新的能力,为下一步实习操作过程的顺利进行奠定良好的基础。
2.现场操作考核
现场操作考核我主要从纪律性、积极性和实际操作能力三方面去衡量。
3.产品考核
产品是实习操作的成果,所以产品考核主要考查学生对理论与实践相结合的能力。
4.期末笔试答卷考核
考核内容与除本门课程内容外,还与职业资格证书形式相结合,模拟资格证书的出题方式和类似体例,使学生学完课程内容之后能够顺利拿到职业资格证书。
摘要:本文首先介绍了机械合金化技术的概念和技术原理,并讲述了机械合金化技术在材料科学与工程中的应用。并结合材料科学与工程专业课程的教学内容,探讨了机械合金化技术在材料科学与工程专业的教学实践中的研究和应用,并为合理利用机械合金化技术在材料科学与工程专业教学实践中发挥更大的作用提出了建议和意见。
关键词:机械合金化技术 材料科学与工程 教学实践
对于材料科学与工程专业的本科生来说,到了大三和大四就要学习许多专业课程和专业选修课程。其中有些课程属于材料合成与制备方法方面的内容。在材料合成与制备方法的课程教学中就需要涉及到材料的某些制备工艺,例如某些金属合金的制备工艺方法。对于金属合金的制备方法,很多教科书都详细地讲述铸造技术、焊接技术、粉末冶金技术、金属熔炼技术等,但也会涉及到机械合金化技术。机械合金化技术是近年来发展起来的一种制备高性能合金的新技术。这种技术主要是利用机械球磨工艺把不同种金属粉末通过机械球磨方式通过一定时间的球磨,最终使这些金属元素粉末通过机械球磨工艺形成金属合金,所以最终能够得到需要的新型金属合金材料。由于机械合金化工艺可以在常温下进行,不像金属熔炼技术那样需要较高的温度才能熔化金属,因此机械合金化技术更为实用,成本较低,而且材料的制备工艺简单。所以机械合金化技术近些年来发展较快,机械合金化技术所能够制备的金属合金材料的范围和种类也在不断地扩大,所制备的材料的性能也逐渐得到提高。由于机械合金化技术制备金属合金粉末的制备工艺简单,成本较低,使用的金属元素种类较多,而且可以用于实验室进行教学实验,所以机械合金化技术也逐渐应用到了材料科学与工程专业的课程教学与实践教学中。采用机械合金化技术制备金属合金粉末可以作为本科生实验课程的教学实验,也可以作为本科生的课程设计和毕业设计的教学内容。所以机械合金化技术将在材料科学与工程专业的教学实验中具有非常广泛的用途。
一、机械合金化技术的原理和应用
在机械合金化过程中,粉末受到磨球强烈的碰撞和挤压。极平的、纯净的金属表面在常温下加压可焊接在一起,这就是冷焊,也称为压力焊。塑性较好的金属粉末,在磨球的碾压、冲击下发生形变并以十分纯净的表面彼此接近到原子作用力的距离,同样可以冷焊在一起,形成相互交叠的层片组织,而脆性粉末或塑性粉末加工硬化变脆后,在冲击下直接破碎,所以球磨过程因体系不同而不同。在延性的金属-金属混合粉末中,粉末的变化分为三个阶段:颗粒粗化-破碎-粉末粒度的稳态分布,相应的称为初期、中期和后期。在机械合金化过程的初期,主要是冷焊过程,塑性粉末含量越多,粗化越明显,颗粒直径可到数毫米,同时颗粒表面也相当平滑;在机械合金化中期,冷焊和破碎交替进行,层片状较大颗粒与细小颗粒共存,细小颗粒是从大颗粒上脱落下来的,这一阶段各层内积蓄了能使原子充分扩散所需的空位、位错等缺陷,不同组元的扩散距离也接近原子级水平,合金化过程开始。在机械合金化过程的后期,基本上只有粉末颗粒破碎的过程,颗粒粒度趋向于最小值,因此也比较均匀。延性的金属与脆性的非金属或化合物组成的体系,脆性组元首先发生破碎,延性组元则首先发生变形,细小的脆性粒子处于延性颗粒之间。随后延性组元逐渐加工硬化,发生断裂和脆性组元一样尺寸不断减小。
机械合金化(MA)方法(塑性-塑性混合粉末)原理是:将金属粉末在磨球的碾压和冲击下发生形变,并以十分纯净的表面彼此之间接近到原子作用力的距离,实现冷焊,最终形成相互交叠的层片状组织。这个过程一般要经历颗粒粗化、破碎、粉末粒度的稳态分布三个阶段,其中初期以冷焊过程为主,粉末明显粗化,中间过程冷焊与破碎交替进行,层片大颗粒与细小颗粒共存,各层内积蓄了能使原子充分扩散所需要的空位和位错等的缺陷,使不同组元的扩散距离接近于原子级水平,合金化过程开始;在后期只有破碎过程,颗粒趋向于最小。机械合金化工艺可获得纳米颗粒,能使固溶、沉淀、弥散三种强化结合于一体,从而制备出性能优异的高温合金。
二、机械合金化技术在材料科学专业的课程教学与实践教学中的应用
在材料科学与工程专业的一些专业课程,例如材料合成与制备方法、纳米材料、功能材料等课程都讲述了机械合金化技术。例如在材料合成与制备方法这门课程中,有讲述金属合金材料的制备方法,除了传统的铸造工艺、焊接工艺、粉末冶金工艺以及金属熔炼技术之外,重点讲述机械合金化技术,因为机械合金化技术可以制备很多种金属合金材料,而且制备工艺简单,可以在常温下进行。由于机械合金化技术可以在实验室中进行,所以可以很方便开设实验课程。在纳米材料这门课程中讲述了纳米粉末的制备工艺,其中主要讲述了机械合金化工艺。因为机械合金化工艺制备纳米粉末的种类最多,涉及到很多种金属材料以及金属基复合材料的制备与合成等。还可以利用机械合金化技术制备复合材料,例如用机械合金化工艺球磨不同种元素粉末,使不同种金属元素通过机械球磨工艺形成金属合金粉末,所以通过机械球磨工艺原位合成金属基复合材料。在功能材料这门课程中,讲述利用机械合金化工艺制备纳米粉末颗粒和功能材料,例如制备贮氢合金Mg-Ni合金等。或者利用机械合金化技术制备铁磁合金材料、非晶态材料、纳米功能材料等各种先进功能材料。
利用机械合金化技术可以制备具有纳米尺寸量级的金属合金粉末。采用机械合金化技术制备的金属合金有很多种,例如采用机械合金化技术可以制备Fe-Al金属间化合物粉末、Ni-Al金属间化合物粉末,Ti-Al金属间化合物粉末,以及Ni-Fe合金、Fe-Si合金、Cu-Al合金等多种金属合金材料。以上讲述的都是利用机械合金化工艺制备二元合金材料。也可以利用机械合金化技术制备三元合金、四元合金以及多种成分的金属合金材料。例如利用机械合金化工艺制备Fe-Ni-Cr合金、Fe-Al-Ni合金,以及利用机械合金化技术制备具有多种成分的非晶态合金等。还可以利用机械合金技术制备贮氢材料,例如采用机械合金化工艺制备Mg-Ni合金等。采用机械合金化工艺制备的金属合金材料有很多种,有些金属合金材料的机械合金化制备工艺可以作为材料专业的教学实验,可以为学生演示如何利用机械合金化工艺制备高性能金属合金材料。例如采用机械合金化工艺制备Fe-Al金属间化合物粉末材料。采用机械合金化工艺可将固溶、沉淀和弥散三种强化方式结合与一体,制备一系列具有优异性能的高温合金。对Fc-Al合金的机械球磨或Fe-Al元素混合粉末的机械合金化已开展了一定的研究。Fe,Al纯元素混合粉末在球磨过程中,粉末受到强烈的碰撞、挤压,冷焊和破碎的相互作用使粉末细化,并在一定阶段形成金属合金。经过机械合金化工艺后就得到了粉末粒度极细的Fe-Al金属间化合物粉末。同时还可以采用机械合金化技术制备Ni-Al合金粉末、Ti-Al合金粉末等。
通过机械合金化工艺可以制备多种新型的金属合金粉末,而且成本较低,实验过程简单,可以作为本科生的实验教学课程内容。例如可以开设纳米材料的制备工艺的实验课程,使本科学生通过机械合金化工艺制备多种具有纳米结构的金属合金粉末,并对所制备的金属合金粉末进行性能表征,使学生通过实验课程认识和了解纳米材料的整个制备工艺以及表征方法。还有使学生通过机械合金化工艺制备先进的金属功能材料,如贮氢材料、纳米材料、铁磁性材料等,通过制备工艺结合性能表征使得学生对新型功能材料有了一定的认识和了解。
通过实验教学使学生认识和了解到机械合金化技术在材料科学与工程中的研究发展与应用,使学生加深课程教学知识内容的认识和掌握,使学生在课程学习的过程中既增加课本知识又锻炼了实践能力。所以在材料专业的实验教学中应该增加一些材料制备技术的教学实验,例如使学生利用机械合金化工艺球磨得到新型金属合金粉末材料,并研究机械合金化工艺球磨过程对金属合金粉末的物相组成和显微结构的变化,使学生通过实验课程对材料的制备和检测方法有了较深的认识,从而为材料科学与工程专业课程的学习打下了坚实的基础。
三、机械合金化技术在材料科学中的发展趋势与应用
机械合金化技术由于制备工艺简单,成本较低,材料合成温度较低,所以被广泛地应用到材料的合成与制备中。利用机械合金化技术可以开发新型的金属合金材料以及复合材料等。采用机械合金化技术可以开发出很多种类型的金属合金粉末,也可以开发金属基复合材料等,而且现在有越来越多的研究者从事机械合金化工艺制备金属合金材料和金属基复合材料以及功能材料的研究和开发,所研究和开发的材料种类也逐渐增多,应用范围也越来越广泛。机械合金化技术在材料科学与工程教学与实践中也得到广泛的推广和应用,已经成为材料科学与工程专业实践教学课程必须进行的实验内容。所以本文作者认为应该在材料科学专业的教学实践中增加机械合金化技术的实验课程,使得学生通过课程学习和实践学习来加深材料科学与工程专业课程知识和内容的认识和掌握。
综上所述,本文首先介绍机械合金化技术的概念和技术原理,讲述机械合金化技术在材料科学与工程中的应用,并结合材料科学与工程专业课程教学研究和探讨了机械合金化技术在材料科学与工程专业的教学实践中的研究和应用。采用机械合金化技术可以制备多种材料,这为材料科学与工程专业实验课程的教学实践提供了丰富的教学内容,可以在材料科学与工程专业的实验课程中开设一些关于机械合金化工艺制备新型金属合金材料的实验课程。
参考文献
[1]李青虹,晋芳伟,机械专业实验课程教学改革的研究[J].机电技术,2011(1):149—151
[2]刘宏达,马忠丽.高校实验课程教学质量评价体系的构建[J].中国现代教育装备,2009(3):60-63
[3]罗乐,张春早,黄英等.加强实验课程教学质量管理的探索[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2005,19(1):16-18
[4]谢秀红,贾天钰.大学实验课程教学改革新探[J].航海教育研究,2007(2):74-76
关键词:
《金属材料学》是材料科学与工程专业无机材料方向学生的一门专业选修课。通过教学使学生掌握金属材料基础理论方面的初步知识,并具有合理选用金属材料、正确选定热处理工艺方法、妥善安排工艺路线的初步能力,以完善学生的专业知识结构。作者通过一个学期的教学实践,积累了一定的经验,获得了不少的体会。
本课程内容主要分为三部分:金属材料基础理论方面的基本知识;新型金属材料及其新进展(新型金属及其合金材料、新型金属及其合金材料的制备方法)。课程要求掌握金属材料基础理论方面的初步知识,了解材料的成分、内部组织、热处理工艺与性能之间的内在规律。
本课程的特点是理论性叙述多,计算内容少,同时与其它课程如材料科学基础、热处理、材料力学性能、材料分析技术等课程紧密相关。在理论教学过程中,要重点突出。以不同金属材料的成分(合金化)、工艺、组织结构、性能与应用为主线讲解,对课程内容进行整合。注重教学方法及教学手段的改进,注重培养学生分析问题和解决问题的能力。具体做法如下:
1、理论教学过程中强调抓主线,始终以材料科学研究的五大要素成分、组织、工艺、性能与应用为主线讲解,使学生在看似抽象、复杂、枯燥的内容中寻找到其内在、本质的规律。
2、采用启发式、互动式的教学法,针对不同的课程内容,采取多种形式的启发式、互动式的教学,课堂讨论、提问,学生自学等方式,充分调动学生学习的主动性和积极性。
3、采用项目教学法,让学生分成若干学习小组,对书中的某些章节分成一个个小项目,进行个人自学(做笔记)、小组讨论与备课,同时各组自己制作多媒体课件,由小组长或小组推荐人上台讲课,讲完后其它同学和教师共同提问,由该学习小组同学做答,考察其各方面情况;最后由主讲老师对本知识章节进行课程总结,对同学的表现进行评估。
4、结合认识实习到工厂参观,使课程的相关内容具体化,讲述目前国内钢铁企业的一些生产线,将现代钢铁企业生产型板材的生产流程演示给同学,使同学能够将生产流程中的钢铁冶炼、精炼、连铸、控制轧制与控制冷却、校直、热处理等与材料学科中的成分、工艺、组织、产品性能及应用相结合。
5、利用学校提供的多媒体教学设备,制作多媒体教学软件进行教学。运用多媒体,给学生提供了丰富的感性认识,也使课堂教学目的完成、教学难点的突破更省时、更省力、更有效。但多媒体教学也不是万能的,它既有它的优点也有它的缺点。根据教学目的和学生的实际,采用合适的多媒体与板书结合的方式,构建问题情境,设计符合学生自学规律的教学过程,安排必要的练习,指导学生独立地进行探索,以逐步提高他们的自学能力。比如在讲述合金相图的时候,利用多媒体图片,可以很直观的表示合金凝固的相变过程,这对于促进学生的理解很有好处,能获得较好的教学效果。
6、改进成绩评定方法,分数是学生的命根,怎样对学生进行考核是教学环节的重要一环,如果采取传统的闭卷考试的方式,学生必然要对所学内容死记硬背,考完以后就忘得一干二净,这样的考核不利于培养学生系统学习课程,又没有培养学生理论联系实际的自觉性, 针对这些弊病, 考核方法采取小论文和答辩的形式,要求学生根据课程内容查阅相关文献,经过重新组织,以小论文的方式阐述自己学习该课程后的心得体会,并进行课堂答辩,以此考察学生的学习热情、学习积极性及学习主动性。
总之,只要教师和学生共同努力, 在教学过程师生互动,改变传统的满堂灌的教学方法,充分调动学生的积极性,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,在教学过程中注意培养学生的自学能力,用新颖的教学方式和前沿的知识引导他们自觉去探求新的知识, 增强他们学习的兴趣,一定可以将《金属材料学》这门课程,变成具有吸引力的课程。
参考文献:
[1] 刘智恩. 材料科学基础(第2版). 西北工业大学出版社 2003
[2]崔忠圻. 金属学与热处理原理. 哈尔滨工业大学出版社 1998
[3] 王笑天. 金属材料学. 机械工业出版社 1993
[4][日]金子秀夫. 新型合金材料. 宇航出版社 1989
关键词:金属腐蚀与防护;教学改革;毕业论文
作者简介:冯佃臣(1977-),男,内蒙古乌兰察布人,内蒙古科技大学材料与冶金学院,讲师;宋义全(1963-),男,河北抚宁人,内蒙古科技大学材料与冶金学院,教授。(内蒙古 包头 014010)
基金项目:本文系内蒙古科技大学校内基金项目资助(项目编号:JY2009003)的研究成果。
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)11-0128-01
一、“金属腐蚀与防护”课程概况
金属材料作为社会经济发展的必需品被各行各业大量使用,而金属材料在绝大多数情况下与腐蚀性环境介质接触就会发生腐蚀,因此,金属的腐蚀与防护是一个重要的学科门类。
在化学、石油、造纸等工业中,金属腐蚀造成设备的跑、冒、滴、漏会导致大量有毒物质的泄漏,污染环境,危害人民的健康。因此,研究与解决材料的腐蚀问题与防止环境污染、保护人民的健康息息相关。金属的腐蚀甚至会带来灾难性的后果。在油气田的开发中,从油水井管道和储罐以及各种工艺设备都会遭受严重的腐蚀,造成巨大的经济损失。1966年某天然气井的套管发生硫化物应力腐蚀开裂,引发井喷和特大爆炸,造成人员伤亡,日产百万立方米的高产气井报废。1971年某天然气管线发生腐蚀断裂,产生爆炸,直接经济损失达7000万元。1997年某化工厂 18个乙烯原料储罐由于硫化物腐蚀引起大火,停产半年,直接损失达2亿多元,间接损失巨大。1985年日本的一架波音747客机,由于应力腐蚀断裂而坠毁,导致500余人丧生。
腐蚀破坏所造成的直接经济损失也是十分惊人的。每年由于腐蚀可损失大约10~20%的金属。2003年世界的钢产量达到9.625亿吨,中国的钢产量高达2.2亿吨,美国的钢产量为0.914亿吨。按下限计算,世界每年腐蚀掉的钢大于美国的钢产量;中国一年就有2200万吨钢被腐蚀掉,相当于腐蚀掉一个大型钢铁企业的年产量。通过普及腐蚀与防护知识,推广应用先进的防腐蚀技术,可挽回经济损失30%~40%。因此研究腐蚀规律、解决腐蚀破坏已成为国民经济中迫切需要解决的重大问题。所以许多高校的工科专业开设了“金属腐蚀与防护”课程。
“金属腐蚀与防护”是金属材料工程专业学生的一门专业选修课。主要介绍金属腐蚀与防护方面的基础知识,掌握有关金属腐蚀与防护的基本理论和基础知识,重点是电化学腐蚀的原理,以拓宽金属材料专业学生的专业面,并使学生能够在该领域从事基本的应用与研究工作。要求学生了解几种常见的局部腐蚀的形式以及自然环境中的几个腐蚀种类,了解各种环境腐蚀发生的影响因素及其防护措施。本科程为一门理论性与实用性并重的专业课,要求学生既要掌握扎实的理论基础,又有较强的分析问题、解决问题的实践能力,以适应社会的需求。
二、教学改革
之前本课程只是作为一门选修课,在课堂上以板书教学为主,学生以笔试的方式完成期末考核。近年来,材料研究课题有很多牵涉到材料的腐蚀方面的研究内容,本科生和硕士生的毕业论文工作又和指导教师的研究课题密切相关。有许多本科生毕业论文就是金属腐蚀与防护相关的课题。但大多数学生对材料腐蚀的实验方法了解甚少,甚至有时茫然不知所措,直接影响到了学生毕业论文的完成进度和完成质量。据统计,内蒙古科技大学材料与冶金学院(以下简称“我院”)2006年和2010年本科生毕业论文工作过程中,涉及到腐蚀实验的学生占毕业生总数的20~30%,因而,使学生能较熟练地掌握材料的腐蚀研究实验方法和研究体系势在必行。
一直以来,我院材料工程和材料成型专业学生由于受较传统的教学体制的影响,对材料的组织与性能方面等传统实验方法学习和实践环节较多,而对其他实验方法如电化学腐蚀等实验和研究方法的学习和掌握较少甚至是空白。目前,由于国家对材料环境腐蚀的不断重视,[1-2]特别是在国防现代化方面的投入和研究力度的加大,材料在自然环境中或特定腐蚀环境条件下的腐蚀特性和腐蚀规律的研究日益增多,[3-4]因而要求材料专业的学生应对材料的腐蚀的实验方法进行学习,掌握材料腐蚀研究方法的实验体系,以能应对和满足今后工作和学习的进一步需求。
1.多媒体教学和传统板书巧妙配合提高课堂效率
随着教学辅助手段日益发展,“金属腐蚀与防护”课程教学现在大量采用多媒体与板书相结合的教学形式。多媒体教学的特点是能够显示丰富的色彩、能容纳大量的信息,可节约大量的课堂时间,教学直观、易懂,能让教学内容形声化、表现手法多样化,对学生的感官进行多路刺激,便于开展情境教学。例如,在介绍全面腐蚀和局部腐蚀时,可以利用图片很容易说明每种腐蚀的形貌特点。
“尺有所短,寸有所长”,多媒体教学具有传统教学所不具备的优势,但也不能完全替代板书。多媒体教学携带的信息量大,给学生留下的思考时间就相对减少,学生没有递进式的思考和探究,往往跟不上教师的进度和思路,在讲述基础内容时板书的教学效果将更加明显。例如,在讲述腐蚀电化学原理一章中阴阳极的腐蚀反应方程式时,可以充分利用板书将腐蚀过程的反应方程依次列出,在重难点处可以进一步在黑板上进行扩展,学生看着黑板听着教师的讲解或描述,把思路集中在教学内容上,教师在黑板上表达清楚,有血有肉,有理有据,在下面听的学生不断思考,在对话交流的过程中让学生感受到教师和学生的互动,这样才能随时迸发出思想的火花,发现值得探究的现象,产生引入深思的问题。
2.增设网络课件,延伸教学体系
不管课堂教学如何内容丰富,但时效性很强。无论课堂组织多么优秀,学生也不可能在90分钟内一直全神贯注听讲。为了便于学生及其他相近专业学生自主学习,为了做到资源共享,课题组还开发了“金属腐蚀与防护”网络课件,把课件放在教学网络平台上,把教学大纲、课程重点难点、课后练习、提高练习等放在网上。学生随时可以学习,学生有问题可以在网上留言提问,教师及时回复,这样就方便了学生的学习。
3.增加实验教学培养学生独立思考自主创新能力
由于“材料腐蚀与防护”是一门专业特色课程,与科研方向密切相关,其实验课程的教学重点是培养学生发现问题,分析问题和解决问题的能力,提高学生的动手能力,为将来毕业论文的科研工作以及毕业后的工作提供基本方法、基本技能和科学思维的保障。针对材料专业学生的特点和培养目标,以及近年来毕业论文的需求,课题组教师精心设计了实验体系。一是基础验证性实验,重点培养学生基本技能,巩固基本理论知识。二是以任务为目标,提出设计性实验课题引导学生完成知识的综合和提高,加深对腐蚀防护的理解。三是开辟综合性开放性实验室,提高学生综合分析和设计实战经验。学生在开放实验室里可以自主查阅资料设计实验,指导教师予以指导。
我院在本课程的教学体系中增加了4学时的实验课,这4学时的实验课是在实验室完成。学生亲手做实验,教师全程跟踪指导。把实验也作为学生本门课程结课的考核内容。
本课程的教学目标是传授材料腐蚀与保护实验方法和实验技能,锻炼学生的动手能力,培养学生良好的实验习惯和科学的思维方法。材料腐蚀与保护实验侧重于实验技能的强化和提高训练,必须要求学生严格按照实验步骤及操作规程执行,掌握基本的实验技能,熟悉常用实验仪器的使用方法,利用这些技能和方法解决科研问题。[5]这就为后续的毕业论文的完成打下了良好的基础。
关键词:金属材料 热处理 首次印象教学
金属材料与热处理作为一门专业技术基础课,以讲述专业技术理论为主,且紧密联系生产实际。机械制造专业的学生无论从事机械制造还是维修工作,都会遇到各种金属材料的选用及热处理问题。在生产中,如果选材不当,或者零件的热处理工艺选得不合理,零件就将不能达到使用要求。因此,机械专业学生必须掌握金属材料的成分、加工方法、组织、性能、用途之间相互联系的基本知识,并能运用这些知识解决生产实际中遇到的具体问题。但由于专业知识缺乏,加上课程内容抽象,致使学生学习积极性不高,从而影响了教学效果。笔者认为要让学生对本课程产生浓厚兴趣,首次印象教学至关重要。
一、激发学生兴趣
从事首创记忆实验研究的德国心理学家艾滨法斯指出:“保持和复现很大程度上依赖于在有关心理活动第一次出现时注定和兴奋的强度”。所以,在金属材料与热处理的教学过程中不可忽视首次印象教学。
金属材料与热处理不同于一般的专业课,学生首次接触这一内容,有许多新概念、新名词,需要记忆的内容较多。为提高首次印象教学质量,教师首先应使学生对该门课程产生浓厚兴趣。
兴趣在需要的基础上产生。教师可以讲述机械制造与维修过程中所碰到的问题,譬如为什么车刀、绞刀、手工锯条等工具应选用不同的材料制造,为什么零件在生产、加工过程中要进行热处理等等;也可在开始本课程教学之前,带学生到企业生产车间参观,了解机械零件的生产工艺过程,使教学和工厂实际密切联系起来,帮助学生更好地领会所学知识的意义,激发学生的求知欲望。以生产汽车变速齿轮为例,经过对齿轮的结构及工作条件的分析,该齿轮应该选用合金渗碳钢制造,可选20CrMnTi,用锻造方法生产毛坯,然后采用正火处理,以消除毛坯的锻造应力,降低硬度以改善切削加工性能,为以后的热处理作组织上的准备,再进行机械加工。为满足工作要求,机械加工后应进行表面渗碳,并于淬火后低温回火,最后进行磨齿。
以上例子中就要应用到金属材料与热处理的知识,通过对实例的分析和实地观察,可以让学生大致了解这门课所要学的内容,同时可使学生深刻认识到机械专业学生学习这门课的重要性。这样学生才会强烈的责任感和兴趣去学习。
二、增强课堂教学的趣味性
教师的每一堂课都要上得生动、活泼,具有趣味性,才能更进一步激发学生对学习这门课的兴趣。趣味性教学可以使学生的注意力高度集中,学生被教师的授课所吸引,将使首次印象教学收到良好的效果。
根据笔者多年的教学经验,要让学生对这门课产生浓厚兴趣,第一堂课很重要。第一节课是绪论,如果单根据书本知识讲解,学生会感到枯燥乏味,因此笔者带了两件件模具到课堂。在总体介绍这门课时,笔者告诉学生这本教材由两部分构成,一部分是金属材料,另一部分是热处理。当说到这门课的重要性时,笔者运用了这样一个例子。二根Φ36mm的螺纹钢,外观一样,笔者问学生:“它们有没有区别?”学生回答:“是一样的。”笔者就让一位学生用手弯这两根圆钢,其中一根轻而易举就被折弯了,而另一根学生费了好大的力气才稍微弯了一点儿。根据这一情况,笔者告诉学生区别圆钢材料不能只看外表。这样一解释,学生的印象加深了,对这门课也产生了兴趣。
同时,笔者在实际教学中注意多运用比喻,将一些抽象的理论、概念化为具体的形象,帮助学生理解、记忆。例如在讲渗碳体在铁碳合金组织中的作用时,可以把整个组织比喻为人体,把硬度较低的基体组织比喻为人身上的肉,把硬度较高的渗碳体比喻为人的骨骼,一个人肉多则软,骨头多则硬,这样就使学生形象地理解了渗碳体的多少对组织性能的影响,帮助学生理解了抽象的理论,还活跃了课堂气氛,有利于学生对知识的掌握和理解。
三、灵活运用多媒体
金属材料与热处理这门课实践性很强,很多工艺过程和设备学生未见过,教师讲起来很困难,学生学起来也很难理解。
多媒体教学是颇受中职学生欢迎的一种教学方法,它具有容量大、直观、容易接受的特点,而且不受时间和空间的限制,能化静为动、化小为大、化抽象为具体,使视听结合,形象生动。既能活跃课堂气氛,同时也能使学生在兴奋中愉快地理解和接受教材中的知识点。
在具体的教学过程中,教师可以运用多媒体软件设计出过程的动画,通过动态的画面展示教学内容,比用模型、挂图的方式更为生动真实。例如用多媒体演示纯金属的结晶、拉伸变形、疲劳破坏、塑性变形的过程等等。其次,也可以运用数码相机和摄像机开展教学。例如在讲解“砂型铸造”这一节内容时,如果只按照教材内容及图片来讲解,教学效果很差。教师可到相关企业,将“砂型铸造” 的生产加工过程、生产设备或技术人员的解说等内容拍摄下来,放入课件中,然后在课堂上播放视频材料,让学生通过视觉和听觉两种效果来了解“砂型铸造”的相关知识,可以有效避免场地、设备、时间的限制,更生动、清楚、直观地表现教学内容,使学生得到深刻的印象,从而达到更理想的教学效果。
四、增加实践教学环节
要提高首次印象教学的质量,除了趣味教学外,还应注重增加实践教学环节。
心理学家认为,防止遗忘最有效的方法是参加实践,金属材料与热处理这门课与实际的联系很紧密,通过实践教学可以使知识更具直观性,学生对知识的掌握更加牢固。
该门课有许多内容可以通过实践进行教学。如钢的火花鉴别,可以直接到工场进行教学。教师先演示,拿不同的钢在旋转着的砂轮上进行刃磨,或在切割机上切割,同时讲解如何根据各种流线和火花的特征来鉴别钢的成分。然后由学生自己操作,进行长时间的仔细观察,直到基本上能鉴别出常用的低碳钢、中碳钢、高碳钢、高速钢。在讲解淬火前后的硬度比较时,教师可以举这样的例子:拿出两个榔头,一个是学生钳工实习时做的,一个是从商店里买来的,让学生比较其区别。学生的回答是“没有区别”。教师让一位学生用这两个榔头分别敲打几下,结果学生自己做的榔头变形了,从商场买的却没有变形。学生们都说自己做的榔头质量不好、硬度低,笔者因势利导,告诉学生不是质量不好,而是没有经过热处理(淬火+低温回火),这样学生对知识的印象就更深刻了。
总之,金属材料与热处理作为机械专业的一门理论性较强的专业课程,首次印象教学是至关重要的。教师应运用各种教学手段,充分调动学生的学习积极性、主动性,激发学生学习的兴趣和求知的欲望。
参考文献:
[1]张俊花.浅谈如何上好《金属材料与热处理》这门课[J].科技信息,2011(9).
[2]陈亚琴.如何培养学生学习《金属材料与热处理》课的兴趣[J].职业教育研究,2006(7).
机械制造基础这门课是一门实践性很强的专业基础课,在学习这门课之前,先修的课程主要有:高等数学、工程力学、机械制图、机械制造工艺学、金属工艺学、汽车机械基础、公差与配合等。这门课的主要内容共有十五章,分别为:金属材料的力学性能、金属与合金的晶体结构、金属与合金的结晶、钢的热处理、合金钢、铸铁、有色金属及其合金、非金属材料、铸造、锻压、焊接与热切割、金属切削加工基础、零件选材与加工工艺分析和特种加工及数控加工。这门课程的主要任务有:使学生获得有关金属学、热处理的基本理论、材料强化,宏观力学性能和成分、微观组织关系的知识;掌握常用钢铁材料成分、组织、热处理及主要用途;常用非金属材料特点及应用;学会典型构件选材,使学生能在机械设计中借助手册等资料进行合理选材和正确制定零件的冷、热加工工艺路线,培养学以致用的能力,并为学习后续课程打下良好基础。
2当前在校生的特点
因为我院属于高职高专类,所以学生在入校时文化程度普遍偏低,基础稍差,学习的自觉性、积极性不高,好高骛远,眼高手低,学习目标不明确,态度不端正,有一部分同学是在与本科院校“失之交臂”的情况下无奈选择专科,要求掌握一门技术,即实践性的课程要多。
3机械制造基础课程的教学现状
由于机械制造基础这门课信息量大、知识点多、涉及面广,同时内容很枯燥乏味,加上学生刚刚从高中上来,对于机床设备、夹具、量具和一些复杂的加工工艺路线连见都没有见过,更别提实践操作了,再加上抽象的概念,教师的教学难度和学生的学习兴趣可想而知,所以,必须从学生的实际出发,大胆进行改革和创新,才能使学生真正掌握这门课。
4对机械制造基础这门课教学内容上的改革
根据本人的教学经验,第一章金属材料的力学性能、第五章钢的热处理、第六章合金钢、第七章铸铁、第八章有色金属及其合金以及第九章非金属材料这几章的内容和先修的课程《汽车机械基础》有雷同的部分,在讲课的过程中应带有复习性的讲课,而第四章铁碳合金当中的Fe-Fe3C合金相图是技术专家的一个工具,同时又是学习后几章钢的热处理、合金钢以及铸铁的理论基础,是重点又是难点,所以必须重点讲解。而典型机床的简介和切削加工以及数控加工这几章应放在一起讲解,这样学生对机床的认知才会有一个系统而全面的理解。
5对机械制造基础课程教学方法上的改革
(1)由传统的灌输式教学转变为现代的启发式教学
在传统的教学模式中,老师站在上面教,学生坐在下面听,老师不管下面的学生到底听没有听、能听懂多少,自顾自地在上面讲,结果,下面呼呼睡倒一片。所以,对传统的这种教学方法必须改变,应由老师提出一个问题,能够吸引学生的兴趣,让学生跟着你的思路一步一步地往前走,以帮助、引导学生对新知识的领悟,激发学生独立思考和创新的能力。比如在讲到第四章铁碳合金当中的Fe-Fe3C合金相图时,学生都觉得太难掌握了,根本就看不懂,这时,我们需要引导学生跟着我们的思路走,横坐标表示的是含碳量,纵坐标表示的是温度,横坐标有几个关键点:0.0218%、0.77%、2.11%、4.3%和6.69%,先引导学生,含碳量小于等于0.0218%的叫工业纯铁,那同学们想一想工业纯铁很软,有没有用处又在哪些地方用呢?根据生活实际,工业纯铁用得很少,几乎没有用处,只是在实验室里用。那么含碳量在0.0218%和2.11%之间的称为钢,在日常生活当中,我们俗称“钢铁”,那么“钢”和“铁”到底有什么区别呢?让学生跟着我们的思路走,学生自然会回答是含碳量不一样。所以,通过运用引导、启发式的教学,不仅巩固了旧知识,而且教会了学生理论联系实际,从多方位多角度地思考问题,从而调动了学生学习的积极性,也吸引了学生学习的动力。
(2)活跃课堂的教学气氛
《机械制造基础》这门课本身很单调乏味,如果课堂气氛再沉闷,老师讲课不生动,那么,学生的听课效果可想而知。所以,老师在讲课的过程中,一定要注意课堂气氛,可以通过现场提问、课堂讨论等等方式拉近师生的距离,使学生能很快进入课堂的气氛当中。这样有利于活跃学生的思维,同时,应根据课程的特点,把课堂教学与实验实训联系起来,或者是把课堂教学搬进车间和实验实训室,这样能让学生直观地了解所学知识,大大地激发了学生的学习兴趣,比如在讲到“钢的热处理”当中的普通热处理“四把火”退火、正火、淬火和回火时,如果我们仅仅依靠课本给学生讲,学生听得一头雾水,我们可以在讲解的过程当中,利用多媒体播放车间里“四把火”的热处理工艺,讲完之后,我们在实地上车间参观一遍,感受一下“四把火”,再让学生找出“四把火”的工艺方法、特点和区别。在现场进行理论联系实际的教学,让学生实际观察零件的加工过程,分析加工工艺,使一些难讲的、难懂的知识点变得很容易理解,不仅加深了学生对知识的掌握,而且激发了学生参与和动手的欲望,提高了兴趣。
(3)运用“案例分析法”激发学生的学习兴趣
《机械制造基础》这门课中抽象的概念较多,如果让学生靠死记硬背掌握知识,那不但没有理解反而很快会忘记。运用“案例分析法”可以使学生很快地理解并掌握所学知识,加深学生和老师的交流和沟通,也能做到理论联系实际,激发学生浓厚的学习兴趣。比如在讲到“焊接”时,结合学生所学专业汽车制造与装配技术,汽车制造业是焊接应用最广的行业之一。汽车的车身大约有焊点4000-6000个,那么汽车车身有这么的焊点,首先采用的什么焊接方法呢?它是不是像我们在日常生活当中见到的一手拿焊条一手拿面罩的焊接方法呢?那是最原始的焊接方法焊条电弧焊。我们讲到这些内容的时候联系生活实际,不仅活跃了课堂气氛,理论联系了实际,更重要的是增加了学生的学习兴趣,也掌握了所学的知识。
(4)运用讨论式的教学方法
《机械制造基础》这门课知识点多,但是内容很枯燥单调,所以讲授这门课时,应充分调动学生的积极性,发挥学生的主体作用,课前,先提出问题,让学生提前预习下节课的内容,同时查找资料为本节课的讲课内容做好准备;课堂上,分组讨论,并由学生回答问题的答案,最后,由老师总结,带着问题讲解之后,给出问题的最佳答案,让学生再次讨论答案与自己答案的不同点在什么地方,查漏补缺,找出差距,运用“讨论式”的教学方法,不仅让学生参与其中,也锻炼了学生的自学能力、语言表达能力、逻辑思维能力和综合运用知识的能力,同时为学生的工程意识和创新能力的培养打下了基础。
6对机械制造基础教学手段上的改革
(1)多媒体课件的运用
随着科技的发达,教学设备也在逐步更新,现在我院每间教室都装有多媒体,原来教师上课都采用板书的形式,不但效率低而且费时又费力,表达方式不直观,有很多图形在黑板上是画不出来的,多媒体课件具有动画图形视频表达准确生动直观、文字表达清楚、信息量大、互动性效果好等特点,在课堂教学中发挥了重要作用,弥补了传统教学中教学不直观、很多抽象问题不理解等问题,所以,科技的发达就要求教师在备课时要做好充分准备,把信息和知识都融入到课件当中,同时也要求课件制作的美观。比如在讲到铸造和锻压时,不管老师讲的如何生动学生没有见过就是很难理解,有了多媒体之后,放一段铸造和锻压的车间视频,学生能直观地感觉到生产车间的环境和流程,即使没有去过车间,看了视频和讲解之后,也仿佛身临其境,所以,利用多媒体仿真教学,学生对知识能很容易去理解,同时学生获得的知识也增多了,眼界也开阔了。
(2)理论与实践的结合
《机械制造基础》是一门实践性较强的专业基础课,里面所涉及到的很多内容都需要学生实验实训,学生从高中刚刚过来,原来在高中学到的都是文化课,没有接触到专业课,也没有上工厂实训过,所以一接触到专业课很难接受,学生学到的都是理论知识,况且课本上讲到的概念很专业很抽象,学生没有实践的话就不认识,更不可能去理解,所以每学期安排的有金工实习,金工实习就是对铸造、锻压、焊接及热处理还有车削、钻削、镗削、刨削、插削、拉削和铣削以及磨削加工的认识实训,是直接完成机械制造的实践过程,实践需要有理论做基础,而该课程必须依赖于有效的机械制造实践过程,所以,金工实习和机械制造基础课程相互补充,密切配合,两个教学环节同时开展,避免以往的教学过程理论与实践的脱节。
7结束语
【关键词】材料科学与工程专业 新创新型人才 培养模式
【中图分类号】G647【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)06-0031-02
一、引 言
现阶段我国高等教育从“知识传授”向“能力培养”转变,从“精英教育”向“大众教育”转型,单一的学科发展很难培养出社会适应性好、厚基础、宽口径、高素质复合型创新人才。[1]材料科学与工程专业作为我校的优势学科,担负着服务西部地方经济建设的重任。探索如何培养适应服务西部、面向全国的厚基础、宽口径材料类人才是学校人才培养方面的重点研究课题。
过去在材料类专业人才培养中,按工种(行业)分割专业的单一培养模式已很难适应当前市场经济发展及毕业学生就业模式发生的变化。[2]国家通过四次专业大调整、四次材料学科专业目录调整和修订,在学科领域发展上已从单一的材料物理;材料化学;金属、非金属材料;高分子材料领域向交叉融合的方向发展,较大程度的拓宽了专业知识面。[3]随着材料科学与工程专业规范、专业目录的制定,学科知识体系趋向多学科、交叉融合发展,新材料的研发和工业化生产与材料的应用管理之间的有机联系正成为发展的主要趋势,这些变化将导致材料类专业教学体系、教育手段、教学方法与内容等诸多因素发生变革,势必导致专业教育模式的重大转变。
近年来,依托材料工程领域国家级人才培养模式创新实验区建设,我校材料科学与工程专业在人才培养模式的探索上取得了很大的发展。建立了以材料的结构与成分、合成与加工、服役行为和性能四个基本要素为核心的知识体系,以材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养的创新型人才培养模式。从培养目标、课程体系设置等方面突出“科工贸并举,理工管渗透”的办学特色,体现了各学科间的相互融合和支撑,有利于培养厚基础、宽口径、高素质的创新复合型人才。
二、我校材料科学与工程专业发展历程
我院材料科学与工程专业最早可追溯到1956年开办的“混凝土及建筑制品”专业,即为后来的“水泥”专业前身,1979年撤销。1970年增设了西北地区唯一一家“耐火材料”专业,1993年,经原国家教委批准,又增设了“无机非金属材料”专业。1999年国家专业大调整,将“硅酸盐工程”专业和“无机非金属材料”专业合并为“无机非金属材料工程”专业。学院为了较大程度地扩大学生知识面,结合我院本专业发展历程,当时的“无机非金属材料工程专业”按一二年级统一培养,三年级分为“水泥、无机即耐火材料、建材”三个模块培养,这就成为当前新创新型人才培养模式的前身。2002年“无机非金属材料工程”专业调整,将其提升为“材料科学与工程”专业一级学科招生。三、新创新型人才培养模式的构建
1.培养模式的确定
全国200多所普通高校都设有材料科学与工程专业,其主要教育模式有三类:①基地班/试点班模式;②一、二年级统一开课,不分专业,三、四年级按二级学科分专业进行教学;③按照一级学科招生,按二级或三级学科进行培养。
结合我校办学实际,以及我校材料科学与工程专业的专业改革,从2002年开始我校材料科学与工程专业按材料科学与工程一级学科招生,以原有无机非金属材料工程专业为背景,下设的材料科学、材料工程、材料应用自主设立办学方向,这是独立于前三种教育模式之外的,具有我校特色的办学模式。这一培养模式的建立对其它开设有材料类专业的本科院校具有一定的参考和示范作用。
2.培养目标的定位
依据材料“四要素”,坚持“以无机非金属材料为主,向金属材料渗透,与土木建筑学科交叉融合”为特色的办学思想,在本科培养方案及课程设置制定中,将一级学科分为三个专业方向培养:即材料科学、材料工程与材料应用。
材料科学方向重点培养具有从事材料性质研究和新材料研发方面知识的高级专门人才;材料工程方向重点培养掌握各种材料工业化的生产技术、工艺过程和系统控制等方面知识的高级专门人才;材料应用方向重点培养具有材料的应用推广、流通中的材料管理、性能检测、商务活动等能力的高级专业人才。
3.培养方案的修订
学校在2004版、2008版培养方案的基础上,围绕教学改革的主导思想,结合社会人才市场的需要,按照材料科学与工程专业3个方向具体培养目标,对教学计划进行认真细致的研讨与修订,我校材料科学与工程专业2009版培养计划更加突出三个办学方向各自的办学特色。
(1)材料科学方向以高温陶瓷材料为背景,注重材料性能及结构表征研究、新材料研发,兼顾材料工艺设计与开发,以高温陶瓷材料和冶金工程专业的交叉融合为特色。
(2)材料工程方向以无机非金属材料为背景,注重与材料的规模化工业生产相关的理论及技术,以生态建筑材料新工艺、新设备开发为特色。
(3)材料应用方向以建筑材料为背景,注重建筑材料在土木工程中的应用,相关理论和技术以及土建施工过程中建筑材料的物流和管理,以建筑材料与土木工程及工程管理专业交叉融合为特色。
4.课程设置体系的构建
结合学校学分制改革,材料科学与工程专业2009版培养方案对原有培养方案总学分进行了压缩,课程设置由必修课、选修课(公选课、限选课、任选课)、实践性教学环节3部分组成,其中适当压缩必修课(尤其是专业必修课),增加了专业类选修课,提高了实践环节的比重,更加注重扩大学生知识面,培养学生的实践、创新能力。2009版培养计划中必修课、选修课、实践性教学环节三者比例为53∶22∶25。
课程体系设置在充分满足三个培养方向所需的共同理论与实践基础的同时,还按照三个方向各自的特点处理好各个方向之间的交叉、渗透和融合。三个方向具有相同的基础课和专业基础课,如:数理化、制图、英语以及材料科学基础、材料工程基础、材料研究方法等公共基础及专业基础课;在专业课模块中,开设具有各自特色的专业方向课和专业方向选修课,在满足学生兴趣的同时,扩大学生的知识面。
为了规范课程内容及知识体系,学校以材料科学与工程专业规范为依据,结合材料四要素,确定了知识领域、知识单元和知识点三个层次的知识体系。由知识点的任意组合来确定教学大纲,使课程体系更具体,实现课程设置、教学大纲的规范化,克服了任意设课、课程名称与教学内容不符等弊端。
5.教学手段、方法的改进
随着现代化教学手段不断成熟,多媒体课件、各类专业课程网站逐渐走进课堂,多媒体动画将繁杂的公式、实验等以动态化的形式向学生讲授。通过近几年的努力,我院《材料工程基础》、《土木工程材料》已获评省级精品课程,《材料科学基础》、《材料物理性能》获评校级精品课程。并在原有“材料与标本陈列馆”的基础上,结合先进网络技术和数字技术,建设“材料与矿物数字博物馆”网站,提高材料类相关学科及课程的教学质量。在双语教学方面,2007年开始在专业选修课部分增加双语内容,为了让学生更快的了解材料学科的前沿发展,学校在2009版培养方案中将双语课程提升为专业必修课,极大地促进了双语教学的开展。
6.创新平台的搭建
近年来,学校利用多年来在材料科学与工程领域所积累的雄厚的科研实力和完备的科研设施条件,不断为本科教学搭建平台。以“产学研”结合的培养模式,科研带动教学,加强本科生实践创新能力培养。学院依托“省部共建西部建筑科技重点实验室”;“国家级材料工程领域人才培养模式创新试验区”;8个国家级、省部级以上工程中心;10个校企工程中心和12个校外实习基地的建设,听取来自科研、生产一线的校外专家意见,着力实现理论教学和实践教学内容与社会的发展需求紧密结合,解决好青年教师和学生实践能力不强的问题,提高师资总体水平,改进实习基地及实验室条件。确保既有“科工贸并举,理工管渗透”的培养方向,又具有培养知识面宽、基础雄厚、综合实力、实践能力较强的复合型、创新型材料类本科专业人才的培养目标。
四、结束语
1.我校材料科学与工程专业本科按照材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养,从培养目标、课程体系设置等方面突出“科工贸并举,理工管渗透”的办学特色,体现了各学科间的相互融合和支撑,有利于培养厚基础、宽口径、高素质的创新复合型人才。
2.我校材料科学与工程专业按照材料的四要素确定了合理的专业培养目标及课程教学体系,并按照学科发展不断完善培养方案、规范课程教学,促进教学质量的提高。
3.学校通过创新平台的搭建,使教学内容及实践环节更贴近社会发展的需要,按照“产学研”结合的培养模式,以科研带动教学,同时促进学生实践能力及创新能力的提高,有助于培养知识面宽、基础扎实、实践能力较强的创新型材料类专业本科人才。
参考文献
1 张胜利、张小绒.厚基础宽口径培养高素质人才――关于高校本科教育培养模式的思考.中国林业教育,2007(4):11~14
【关键词】铸造 锻造 焊接
一 教师在课堂上充分调动学生的学习兴趣
首先,教师本身应具有较高的素质。教师要有真才实学,既要有渊博的专业知识,较高的学术水平及文化修养,又要懂得《教育学》和《心理学》,同时还要有丰富的工程技术实践经验和具体实践操作能力,并竭力于教学之中,这一点至关重要。否则,纵然有满腔热情、满怀激情,也不能上好这门专业课。
其次,讲究课堂教学的艺术性。著名科学家严济慈老先生曾经说过:“教学是一门艺术。”这不是一句形容夸张的赞美词,而是“人类灵魂的工程师”工作实质的内涵。好的专业课教师应该是一位艺术大师,既要有导演之才,又具备演员之功;既要发挥教师的主导作用,又要积极调动学生的能动性。所以从第一课堂的绪论开始,就应该非常注意自己的教态,一方面用微笑的面容,期待的眼神,和蔼的语言,饱满的激情来感化学生,使学生觉得教师如慈爱的长者,又如交心的朋友,对教师既崇敬又无拘束;另一方面,要善于运用动作、板书、教具等演示说明,并用生动形象的语言艺术来牵动学生的注意力,使学生无意中学到专业知识。还有,教师在课堂上要发扬民主,使学生有话敢说,有问题敢问,不感到紧张压抑,思维活动能够得到正常进行,让学生感到专业课是一种享受,学生的兴趣就容易被激发了。
二 由浅到深、循序渐进、启发教学
启发式教学的方式有设问启发、正反启发、类比启发、分解启发、演示启发等多种多样,关键在于教师针对具体的授课内容如何去运用它,这就要求教师在精通自己所讲授的专业知识的同时,还要在备课时精心设计教学过程。根据所讲授课程内容的特点、重点、难点、层层设问,环环相扣,连贯呼应,形成一个独特的教学程序。只有这样,才能在课堂教学中使学生由此及彼、由表及里、循序渐进的展开积极思维。我在讲授“切削加工基础知识”概述这一节时,就设计了许多连贯呼应,把问题一一提出来,再有了别致的导言之后提出了问题:
“毛坯怎么样才能变成零件呢?”
“必须利用刀具把毛坯表面上那些多余的金属材料层切去,才能得到零件。即利用切削工具从工件表面切除多余金属材料的加工方法。”――切削加工概念
紧接着又提出问题:
“经切削加工后的零件是一个大致形状,没有要求吗?”学生一定回答:“不是的。”
“其加工精度和表面质量必须达到图样所规定的有关要求。否则,该零件就是废品。”――切削加工的目的
再次提出问题:
“为了达到这一目的争取什么手段呢?”
“车削加工、刨削加工、钻削加工、铣削加工和磨削加工等”――切削加工的主要方法
这样就将概述中的三个问题:①车削加工概念;②切削加工的目的;③切削加工的主要方法。很自然、清晰、准确的给学生讲授出来与平铺直叙的讲授相比,学生对上述三个问题就透彻多了。为以后切削用量的讲授打下了坚实的基础。实践证明,《机械加工基础》课,采用多种多样的启发式教学势在必行。只有这样才能利于技师学院的学生系统、牢固的掌握专业知识。
三 充分发挥多媒体课件、模型等在专业课中的作用
在《机械加工基础》课中,恰当的使用模型和多媒体课件是必不可少的。例如在讲授“切削运动”这一概念时,我就利用了一把钻头和模型用演示启发和设问启发来进行教学的。
先假定讲台为一工件,现为工件钻孔。将钻头垂直静止放在讲台某处。
反问学生:“能否给工件钻孔?”
学生异口同声地回答:“不能。”
教师:“怎么样才能给工件钻出通孔或不通孔?”
学生:“钻孔旋转。”
教师一边演示一边又问:“旋转即可钻出通孔或不通孔吗?”
学生:“不能,钻头还要垂直向下做直线运动。”
教师:“很好。要想把孔钻出来,钻头除作旋转运动外,还要沿本身轴线做直线运动,钻头与工件间要产生相对运动。即切削时,工件与刀具间的相对运动为切削运动。”
一、激发学生兴趣,增强学生探究意识
在高中化学课堂当中,成功实施探究式教学的首要关键点就是要激发学生的探究兴趣,使学生能够对化学感兴趣,这样学生才能主动进行探究,从而在探究的过程当中收获知识和快乐。为此,化学教师在教学前就应根据各班学生的不同兴趣进行问题的设置及课件的制作。比如在教授“纳的性质与应用”这一课时,教师可在课堂上为学生表演“黑白烟幕弹”的魔术,通过魔术,学生的眼球立即被吸引过来,同时也会在脑中产生“为何会出现这种现象?这种现象是如何产生的”等疑问,激发了学生去探究魔术当中所蕴含的化学反应及科学知识。为了解魔术现象产生的原因,学生就会主动进行资料的搜集,利用已学的知识,通过思考从而分析问题并找到解决问题的方法。这样自然而然地就将学生引入了对钠的性质与应用进行探究的课堂教学当中,同时也使高中化学课堂教学达到了事半功倍的效率。
二、创设问题情境,激活学生探究思维
学生发现问题并提出问题就是学生对于某个或某几个知识点进行探究的开始,同时对于问题提出的深度也体现了学生探究能力的强弱。因此,在高中化学课堂成功实施探究式教学的另一个重要关键点就是要给学生创设问题情境,培养学生发现问题并提出问题能力,从而激活学生的探究思维。为此,化学教师要根据高中学生所掌握的基础知识及综合能力,结合学生的心理特点及生活经验,为学生精心创设相应的问题情境,从而让学生利用已学的知识并发挥其创新思维能力进行积极思考,通过认真分析找到解决新问题的方法。比如在教授“铝的氧化膜”这一课时,教师可在课堂开始向学生发问:“为什么生活当中蒸煮食物或盛放酸性或碱性食物时不能用铝制餐具?清洗铝制餐具或用具时为什么不可用金属球?”由于与生活息息相关,学生会很乐于进行思考,结合已学的化学知识,通过整合及推理,学生就可大胆提出铝氧化的猜想,同时找到生活当中正确使用及清洗铝制餐具及用具的方法。若学校条件允许还可组织学生进行相关化学实验,这样学生不但可在心理上获得满足感,而且也提高了学生的实际操作能力。此外,在整个探究过程当中通过巩固已学知识寻找解决新问题的思路及方法,同时结合相关实验引导学生找到解决新问题的方法,培养学生的创新思维能力,激活学生的探究思维。
三、鼓励学生参与,增强学生实践探究能力
相比于传统的教学模式,探究式教学更注重培养学生的实践探究能力,其鼓励学生主动参与课堂活动当中,通过对实验的观察、演示及操作,结合已学的知识来解决教师提出的问题或是自身发现的问题。通过具体的实践以获得新知识,并将所学知识应用于解决生活当中所遇到的问题。比如在教授“铁的获取及应用”时,教师可在课前让学生在图书馆或是上网(若学校有条件可组织学生深入附近的制铁工厂)寻找一些关于铁的获取及应用的理论知识,联系生活当中有关于铁的获取及应用的一些现象,结合已学的化学知识进行分析,同时自己搜集资料以找到获取铁的方法。接着在课堂当中让学生展示自己的搜集成果,并让其他学生对其搜集成果进行评价,在所有学生展示完成之后,教师可再对学生的搜集成果进行总结性评价。这样不但加强了师生互动,而且也体现了探究式教学当中学生的主体性,同时通过学生之间的相互评价,学生不但看到了自己的短处,也吸取了其他学生的长处,完善了其自身的知识结构,也增强了学生的实践操作能力。
四、运用已学知识,控制学生探究深度
控制探究的深度是在高中化学成功实施探究式教学的又一关键点,若探究深度太深,势必会挫伤学生的探究积极性;若探究深度太浅,又缺乏探究价值。因此,在高中化学当中实施探究式教学时,教师一定要结合学生已学的知识,同时联系学生的生活经验,通过对问题的难度进行控制,从而控制学生探究活动的深度。比如在教授“金属材料的应用”这一课时,教师可从日常生活出发,先引导学生对其生活当中常见的金属材料进行观察,然后再慢慢向其他金属材料进行拓展,加深金属材料应用的深度及广度,让学生一步步了解其他金属材料的应用,而不能一开始就向学生介绍稀有金属,以免学生听得云里雾里,同时也打击了学生进行深入探究的积极性。