《工程材料及機械制造基礎(chǔ)課程立體化教學與改革的研究》論文
在現(xiàn)代技術(shù)及應用發(fā)展迅速，企業(yè)單位對人才的需求從學歷型到能力型轉(zhuǎn)變的過程當中，我校提出了“培養(yǎng)現(xiàn)代工程師”的教育方針，學院針對課程進行整合優(yōu)化，把原有機械工程材料和金屬工藝學整合為工程材料及機械制造基礎(chǔ)課程。原機械工程材料課程教學32學時，實驗8學時;原金屬工藝學課程教學在學生金工實習后進行，不單獨設(shè)實驗課程，教學32學時。整合后的工程材料及機械制造基礎(chǔ)課程教學56學時，實驗16學時。
一、改革原因
教改以學校“培養(yǎng)現(xiàn)代工程師”的教育方針為導向，適應經(jīng)濟與技術(shù)發(fā)展要求，滿足國家對專業(yè)人才培養(yǎng)目標基本要求，從人的發(fā)展著眼，突出工程意識、創(chuàng)新意識和綜合素質(zhì)的提高。
工程材料課程主要內(nèi)容包括：①工程材料的種類與分類;②工程材料的基本理論知識，如金屬晶體的晶格特征與理論，材料的結(jié)構(gòu)、性能及結(jié)晶凝固的規(guī)律特正;③金屬凝固的相圖和組織，以鐵碳合金凝固為重點;④鐵碳合金的熱處理，冷加工和熱加工;⑤其他工程材料介紹;⑥機械零件的設(shè)計與材料及其處理、制造工藝的選擇關(guān)系。
金屬工藝學課程的主要內(nèi)容包括：①鑄造;②鍛造;③焊接;④機械加工及加工設(shè)備;⑤現(xiàn)代先制造進工藝。
因為材料的工藝性能取決于材料性質(zhì)、零件或構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特征，以及加工制造的技術(shù)方法特征三個方面。材料的組織結(jié)構(gòu)決定材料的性能，也在很大程度上決定零件的性能，材料和加工設(shè)備限定零件的結(jié)構(gòu)工藝，同時加工工藝也限定零件的結(jié)構(gòu)特征及其性能;反過來看，即如何更好地從客觀上使材料具備一定的組織結(jié)構(gòu)來滿足既定的材料性能要求，如何更好地從客觀上使加工設(shè)備和加工工藝滿足零件結(jié)構(gòu)與性能的需求。
研究材料的結(jié)構(gòu)和性能，研究加工工藝和加工設(shè)備，都是為了得到結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)良的構(gòu)件，而工程材料只研究材料(包含材料組織和性能)，金屬工藝只注重工藝(包含工藝方法和工藝設(shè)備);依據(jù)大工程觀背景下機械類和近機械類學科發(fā)展趨勢和高等教育改革的精神，經(jīng)專業(yè)基礎(chǔ)教學實驗中心研討，學院同意，工程材料和金屬工藝整合成工程材料及機械制造基礎(chǔ)課程，整合并優(yōu)化課堂教學和實驗教學，使學科與專業(yè)應用更好地結(jié)合起來，使學生的理論認知和實踐應用認知有機地結(jié)合起來。
二、改革主要措施
工程材料以往的教學多是課堂講授和基礎(chǔ)實驗組成，由于其內(nèi)容的抽象、枯燥、知識點多，學生的實踐感知少，因而教學效果不是很理想，表現(xiàn)為學生的考試結(jié)果和畢業(yè)后在生產(chǎn)實踐和工程設(shè)計中，對材料選擇和處理的水平比較弱;金屬工藝以往的教學是在學生進行金工實習以后進行，主要以課堂講解為主，并不再設(shè)置課程實驗;同時金屬工藝也只以傳統(tǒng)的金屬成型工藝講解為主，對傳統(tǒng)技術(shù)的更新應用及現(xiàn)代材料成型技術(shù)不進行介紹，這就使得學生在經(jīng)歷過金工實習后，對該課程的知識似曾相識，加上課堂講解的枯燥，學起來沒有興趣，更看不到理論技術(shù)背后的價值，很難培養(yǎng)良好的理論技術(shù)傳承與技術(shù)更新創(chuàng)新意識。
為改變上述工程材料和金屬工藝所存在的教學實踐不足，兼顧傳統(tǒng)與現(xiàn)代材料科學研究、實驗與檢驗方法，常規(guī)與先進材料成形工藝技術(shù)與工藝方法，我們對課程教學與實踐進行了優(yōu)化整合。
(一)優(yōu)化教學過程與教學體系
首先是組建優(yōu)秀的教學團隊，加大教學團隊研討與學習、教師和學生研討與學習的'力度，做到講實話做真事。課程組對每個章節(jié)知識點進行教學研討，注重知識點之間的相關(guān)性：例如鐵碳合金的奧氏體化與鐵碳合金凝固過程、鐵碳合金的熱處理、鐵碳合金的切削加工性能，鐵碳合金的焊接性能，以及對既定牌號的鐵碳合金構(gòu)件及其性相關(guān)起來;我們還邀學生參加研討，邀請曾經(jīng)學過該課程的同學及正在學習該課程的同學，大家坐在一起，談談感受，尋找有利于學生學習的教學安排。這一舉措，一方面使教師更深刻地認知到工程材料特性及成型工藝原理對于制造的基礎(chǔ)性地位;另一方面也更切實地促使教師更實際地思考如何做好理論與實踐教學。
其次是優(yōu)化課程的教學體系，由我校牽頭聯(lián)合數(shù)所兄弟院校和清華大學出版社聯(lián)合編寫具更適合課改教學的教材：充分突出工程材料機理、材料處理和材料工藝的關(guān)系;突出材料性能、材料選擇和材料工藝的關(guān)系;突出材料性能、工藝性能、構(gòu)件性能的關(guān)系。在教學過程中，老師做領(lǐng)路人，使學生有本可依;同時優(yōu)化課堂教學和作業(yè)訓練：例如以現(xiàn)實的案例說明工科學生懂得工程材料學和材料制造成形工藝的價值，以動態(tài)的畫面展現(xiàn)材料特征、工藝特征和構(gòu)件特征;以案例型作業(yè)來強化抽象概念的理解;以方案型作業(yè)來訓練技術(shù)應用與技術(shù)創(chuàng)新。這一舉措，一方面使學生對基本理論與原理的學習得以強化;另一方面使學生對原理的工程價值認知得以深化。
(二)加強實驗與實踐教學
首先是實驗分級。在原有工程材料必做實驗基礎(chǔ)上，我們增加了消失模鑄造和激光焊接兩個開放性試驗，以彌補傳統(tǒng)金工實習所缺失的先進制造技術(shù)應用實踐，方便學生學習，強化學生實踐，也開闊學生視野，增加學生的動手機會。隨著課程建設(shè)，還會逐步增加傳統(tǒng)技術(shù)更新應用性的實踐教學和現(xiàn)代新技術(shù)應用性實踐教學。
其次是增加觀摩性教學。我校發(fā)揮地方優(yōu)勢和校企結(jié)合優(yōu)勢，帶領(lǐng)學生走進鐵合金廠，鑄造廠和化工機械廠觀摩;并和學院工程訓練中心結(jié)成對子，讓學生重新體驗熱處理、車銑刨磨的技術(shù)特征。
第三是吸納優(yōu)秀學生參與教師的橫向課題。鑒于我院該課程組教師近年來先后與企業(yè)單位簽訂了幾項橫向技術(shù)合同，我們在材料選擇處理及實驗分析鑒定，結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計及驗收標準界定等項目活動中，有意吸納學生參與技術(shù)應用鍛煉，激發(fā)學生的學習興趣，增強學生的知識價值感和實踐應用能力。
三、改革效果
課程改革，克服了傳統(tǒng)上課程內(nèi)容枯燥、學生只是學習書本的狀態(tài)�，F(xiàn)在的課程教學考試，以重點工科院校工程材料和金屬工藝課程試卷為藍本命題，教考分離，取得了良好效果。
四、結(jié)語
事物的發(fā)展變化從客觀上提出了改革更新的要求，也決定了與時俱進的必然。本著培養(yǎng)現(xiàn)代應用型人才的原則，工程材料及機械制造基礎(chǔ)的課程整合與改革，從理論學習到實踐學習，從技術(shù)原理到技術(shù)應用，都有效地提高了學生學習、掌握和應用的效果。
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