工程材料课程教学的初步探索

前言：想要写出一篇引人入胜的文章？我们特意为您整理了工程材料课程教学的初步探索范文，希望能给你带来灵感和参考，敬请阅读。

摘要：结合应用型本科的人才培养目标，针对“工程材料”课程教学过程中发现的问题和不足，对教学内容、教学方法以及实验教学等进行了初步探索，旨在全面提高学生的实际工程应用能力，拓宽学生视野，提高教学效果。

关键词：课程教学；能力培养；工程应用；创新意识

制造业作为国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基[1]。“工程材料”作为机械和材料基础系列课程，是一个倾向于叙述性质的课程体系，通过该课程的学习要求学生能够了解和掌握与材料相关的基本理论，同时具有较强的分析和解决问题能力[2]。该课程的特点是内容繁多、术语概念较多、课程乏味，同时又与工程应用紧密相关。因此，在有限的学时范围内，组织和协调好课堂理论教学与实践教学，使学生尽可能多的掌握课程内容，同时拓宽学生的专业视野以及培养学生解决实际工程问题的能力是摆在工程材料课程教师面前亟待解决的课题之一[3]。为此，笔者结合南京工程学院的应用型本科定位，对“工程材料”课程教学进行了初步探索。

一本课程在教学体系中的现状

应用型本科教育是一种以强调应用为目的的教育，重点是培养学生的工程应用能力。“工程材料”的教学对象以机械类和材料类专业学生为主，目的是培养满足社会需求的机械工程师和材料工程师，侧重点是使学生能够根据实际工程需求进行正确地选材，并合理地选择加工方法以及制订工艺路线[4]。因此，为实现应用型本科教育的培养目标，该课程教学需围绕工程应用展开，要学以致用。该课程的教学活动主要安排在第二、三学期，授课对象刚刚开始专业基础课的学习，缺乏实践经验和机械加工制造工艺的感性知识，而课程术语概念多，实践性强，造成学生学习积极性不高，学习效果不明显。此外，现有的理论课程内容体系是建立在知识系统性和完整性之上，在知识点选择和安排上仍以传统的金属材料为主，而与新材料、新技术以及新工艺等密切相关的知识点较少，所用教材的知识内容体系创新性不足，造成学生的专业视野较为局限。实践教学作为工程材料理论教学的重要补充，在学生能力和综合素质提高方面有其独特的作用。但目前工程材料课程的实验大多属于验证性实验，即学生根据实验指导书机械地完成实验，对逻辑思维和分析问题能力的锻炼和培养不足，造成学生缺乏创新和独立思考能力。

二教学过程的初步探索

（一）课程理论教学内容的调整

早期的“工程材料”教学主要侧重于对不同种类材料组织和性能的介绍，内容之间无紧密的联系，同时内容比较陈旧，缺少新材料、新技术以及新工艺在工程材料中的应用实例。根据这种情况，我们首先在教学内容上进行了补充，加入的“大数据”、“智能制造”以及“材料基因组”等新技术和手段在工程材料中的应用实例，使学生了解当下工程材料的发展变革，拓宽学生的专业视野。其次，我们调整教学内容，重新分配教学学时。以往的“工程材料”教学知识点以金属为主，对高分子、陶瓷以及复合材料等教学内容较少。结合当下工程应用中对新材料和新工艺的需求，我们在教学过程中增加“材料结构和性能”以及“工程材料的选择与应用”的教学时长，并结合国家重点工程中新材料应用实例，通过对比学习使学生深入掌握不同材料间的共性和异性特征。最后，要求学生结合国家重点工程中的新材料和新工艺问题开展自主学习和文献阅读，对材料的发展方向和趋势有感性的认识，提高学生的学习兴趣和求知欲。

（二）课程教学方法的改革

“工程材料”课程内容分散，系统性不强而理论知识较多。学生普遍感到这门课程学习比较困难，枯燥乏味，难以联系实际[5]。为此，我们从以下方面对课程教学方法进行了改革：（1）从工程中来到工程中去。教学过程中以工程实例为切入点，提炼工程实例中的材料问题，引导学生带着问题去学习，最后再将掌握的知识应用到实际工程中，实现从工程中来到工程中去。如“钢的热处理”这一章，我们以风力发电机中高速齿轮的材料问题作为切入点，使学生带着问题学习热处理知识，然后再结合类似的热处理问题，引导学生自主制定相应的热处理工艺，从而提高学生自主学习以及解决问题的能力。（2）“互联网+”平台的应用。传统的教学以课堂为主，忽略了课后的讨论和交流。为此，我们以“蓝墨云班课”应用作为平台，针对某些材料问题，引导学生在平台上进行交流和研讨，并对学生的参与情况进行评价，激发学生的学习热情。（3）突出重点，强化应用。教学过程中突出重点，删减或淡化与核心理论无关的公式推导和内容，强调重点内容的物理意义及其在工程中的应用，加强学生对重点内容的掌握，培养学生对材料的选用和制定零件加工工艺的技能，鼓励学有余力的学生进行更深层次地学习。

（三）实验教学的完善

“工程材料”是一门理论教学和实验教学相结合的课程。理论课程教学过程中，老师发挥主导作用，学生往往处于被动学习的局面，而学生要在较短的时间内掌握比较系统的理论知识，往往只能靠死记硬背的方法，因而知识不够扎实。而实验教学“以学生为中心”，可以培养学生在材料的加工成型、性能检测分析和选用等方面的实验技能，提高学生解决和分析问题的能力，从而最终提高工程应用能力。鉴于实验教学学时（6个学时）的限制，我们转变观念，以材料的成分、工艺、组织和性能之间的关系为主线贯穿始终，重点是培养学生在实验教学过程中的科学思维和自我思考能力。为避免学生应付式完成课程实验，整门实验课程的学习贯彻以设计性为主的原则，预先给学生提供任务书，要求学生根据任务书要求，自己查阅资料选择合适的材料，设计加工流程以及热处理工艺，制定实验方案提交指导老师进行审阅和修改。之后，依据实验方案独立完成实验，在这过程中进行原材料和经过各种热处理后的材料性能检验和金相组织观察。后期撰写实验报告过程中，要求格式规范，逻辑思维严谨。最后，增添答辩环节，结合学生提交的实验报告进行问答，了解学生对知识的掌握程度以及解决问题的能力。

三课程教学中的不足

通过对教学过程的初步探索，学生的学习兴趣和积极性有显著提高，同时结合实践教学，动手能力和分析问题能力也有明显进步，但仍暴露出一些问题亟需解决：（1）个体差异明显。由于个体学习方法的差异，学生间学习效果差异明显，部分学生学习情况虽有改善，但仍显不足。（2）大班化教学效果较差。受制于教学条件和教学师资的显著，部分学生采用大班化教学。对比发现，大班化教学的学生对知识的掌握程度明显弱于小班化教学，在有限的教学条件下如何改善这一情况是需解决的一个重要问题。（3）工程应用能力仍有待加强。通过实践教学发现部分学生实际工程应用能力仍有所不足，表现为所提出的解决方法过于理论，对实际工程应用中的可操作性和经济性缺乏合理的评价。

四结束语

应用型本科教学的目标是培养学生的实际工程应用能力，为此，完善适应该目标的人才培养方案，推动课程教学改革和创新是广大教师的一项重要任务。我们对“工程材料”课程教学进行了初步探索，取得一定的效果，同时仍存在一些问题，必须在实践中不断修正和完善。

参考文献

[1]周济.智能制造——“中国制造2025”的主攻方向[J].中国机械工程,2015,26(17):2273-2284.

[2]巩前明,姚可夫,邵洋,等.浅议工程材料课程教学与大学生自主学习[J].中国现代教育装备,2016(01):59-63.

[3]袁广银.基础理论与前沿研究相结合——工程材料学教学体会[J].中国现代教育装备,2013(19):23-24.

作者：李旋 巨佳 李华冠 吕学鹏 王珏 巴志新 单位：南京工程学院 材料工程学院