工程材料课程教学模式探索

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摘要：《工程材料》是我院材料专业学生必修的一门专业基础课，旨在让学生掌握工程材料性能、金属材料的结晶与晶体结构、钢的热处理、工程用钢和铸铁的牌号、种类及性能等知识，知识点繁多，内容抽象，学习难度较大。通过一系列教学模式探索，提升了学生的学习兴趣和解决问题的能力，缩短了理论知识与生产实践的距离，改善了教学质量。

关键词：《工程材料》；教学模式；高职院校

一、量身订制教学内容，及时更新教学大纲

目前，国内本专科院校使用的《工程材料》课程教材多达数十种，根据我院学生的基本情况，结合多年的教学经验，针对课程的难易程度、学生的基本功以及当前行业的需求，对教材进行了筛选，选定凌爱林主编的《工程材料》（天津大学出版社）作为教学用书。全书共四部分（十章），包括基础模块部分、核心模块部分、拓展模块部分以及实验模块部分，其中基础模块部分分为三章，分别讲解了工程材料生产、工程材料性能和金属材料的结晶与晶体结构知识，是本课程最基本的内容，为后续课程的学习打下了坚实的理论基础；核心模块部分分为四章，分别讲解了钢的热处理、工业用钢、工程铸铁和工程材料知识的应用，作为目前最常用、最成熟的知识，应当重点学习和掌握，是课时主要分配的部分；拓展模块部分分为三章，分别讲解了非铁金属材料与粉末冶金材料、非金属材料与新型材料以及表面处理，这部分内容主要针对正在快速发展但相对应用范围较小的材料与工艺；实验模块部分包括拉伸实验、硬度实验、冲击实验、铁碳合金平衡组织观察以及热处理实验等内容，旨在让学生通过动手操作切实了解所学的理论知识。根据教学大纲的要求，本课程总学时为64学时，但纵观全书，仅仅64学时是不可能完成所有知识点的学习的，考虑到企业的现实需求，结合当前材料发展趋势和教学内容的难易程度，对本课程教学内容进行了针对性的删减工作，基础模块和核心模块部分全部保留，其中重点讲解工程材料性能、金属材料的结晶与晶体结构知识、钢的热处理三大章节内容；拓展部分以学生自主学习为主，难点内容穿插教师讲授；实验模块部分由学院检验检测中心指导教师专门负责。此外，紧跟时展，把握与时俱进的原则，针对不同阶段材料发展需求对教学大纲进行更新调整，同时丰富、完善人才培养体系。

二、优化教学手段

从内容上来看，《工程材料》围绕着一条主线进行讲授，即“成分—组织—性能—用途—改性处理”[3]，其中重点结合“一张相图、三种材料（合金钢、非合金钢、工程铸铁）、四把火（退火、正火、淬火、回火）”进行讲授。在教学过程中，教师应当紧跟大纲、抓牢主线进行备课，同时在课堂上要学会灵活运用新科技、新手段辅助授课。1.充分利用现代教学工具，提升学生的学习兴趣。教师在授课时摒弃传统的黑板教学，转而利用多媒体工具进行辅助，充分利用视频、动画、图片结合文字进行授课，激发学生的学习积极性，使学习变得不枯燥。比如在讲授淬火内容时，先放一段视频，视频中以古代兵器（刀、剑）作为切入点，对学生提出问题：这些刀、剑是怎么制作出来的？在制作过程中为何要反复锤打？把炽热的刀、剑放进水中的目的是什么？对水有何要求？如何保证它们的使用性能？等等，让学生各自发表自己的看法。再将知识点“淬火”引入教学中，这样学生是带着积极的心态去主动接受知识，而不是被动的学习，学习效果有了大大的提高。另外，课后让学生合理借助各种网络上的“微课”、“慕课”及“翻转课堂”平台，对所学知识进行巩固，加深理解。2.注重提升学生自主学习能力和团队协作意识，缩短“理实差距”。学生光有学习兴趣还不够，要想更牢靠地掌握知识，具备较好的自主学习能力十分重要。俗话说：“滴水不成海，独木难成林。”一个人的智慧是有限的，如果在学习中有他人帮助，往往会使双方获益匪浅。教师可以通过布置案例作业将学生进行分组，要求学生协作完成任务。例如，在讲授合金结构钢时，以校企合作单位的真实产品———“发电机转子”（材质34CrMo1）作为学习对象，让学生通过团队合作，查阅资料，了解材质的用途、性能、生产加工工艺、晶相组织特征等，对发电机转子的失效进行讨论分析，将可能的原因进行汇总，以报告形式提交。在课堂上，小组成员对报告进行阐述，其他同学对小组成员进行提问。最后，教师对学生的讨论、报告进行总结，分析学生的思路与企业实际生产中解决方案出现差异的原因，让学生体会“理论—实践”的差距。3.吸收学生进入课题组，提升专业能力。在班级中吸收一些学习积极的学生加入课题组充当科研助手，让学生体验科研工作的魅力，丰富专业知识，锻炼出一定的科研写作能力，为以后的升本、读研打下基础。4.加强实训基地建设，提升实践能力。为了进一步完善实训条件，让学生有更多机会直接接触、参与到工程材料的性能检测中，学院投入了大量资金建设实训基地。除了拥有常规热处理炉、硬度计和金相显微镜等设备外，近几年新进引了不少先进检测设备，包括电液伺服疲劳试验机、高频疲劳试验机、微控电子万能试验机和高级金相显微系统等，学生实践能力得到了提升，专业知识掌握更加牢固了。

三、完善考评机制

以平时成绩结合期末试卷成绩进行综合考评（比值4∶6），其中平时成绩包含了常规项（考勤、课后作业完成情况、实验报告质量等）和加分项（科研得分、笔记、自主学习能力等），充分调动学生的积极性，减轻学习压力。

四、结语

通过对《工程材料》教学模式的探索，积累了不少经验，对比近几届学生的考评来看，一方面平均分稳中有升，另一方面通过学生座谈发现，学生的学习感触有了转变：从前几届的“茫然”、“不知所措”到如今的“心中有数”、“信心十足”，取得这样的成绩，离不开教师的无私付出，更离不开学生的积极配合。虽然取得了一定的成绩，但并不意味着《工程材料》课程的教学模式就不需要进一步改革探索了，因为只有不断紧跟社会发展，与时俱进，才能培养出更适合时下国家、社会、企业需求的“材料人”。

参考文献：

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

[2]贺毅强,乔斌,尚峰.关于《工程材料》课程教学方法的研究[J].机械管理开发,2010,25(5):174-177.

[3]谢志雄,谈芬芳,罗平.《工程材料》课程教学方法的改革及应用[J].教育教学论坛,2016,(41):200-201.

作者：方琴 陈庚 李艳丽 苗景国 李志宏 王新颖 单位：四川工程职业技术学院