職業(yè)教育論文-“工程材料與成型工藝基礎”課程改革與探索.doc

職業(yè)教育論文-“工程材料與成型工藝基礎”課程改革與探索摘要本文針對我校機械專業(yè)的“茅以升班”基礎好、學習能力強、學習積極性高等特點，從加強培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、全面進行綜合素質教育的目的出發(fā),在工程材料和材料成型工藝基礎課程的設置、教學方法、教學手段和實踐環(huán)節(jié)等方面進行了改革和探索。關鍵詞工程材料材料成型教學改革創(chuàng)新能力一、課程體系的改革（一）課程改革與優(yōu)勢。工程材料與成型工藝基礎課程是工科院校機械類專業(yè)的一門十分重要的技術基礎課，也是機械類專業(yè)的課程設置中唯一的一門全面介紹工程材料與鑄、鍛、焊等熱加工領域中的工藝方法、工藝技術以及相關基礎理論的課程，為畢業(yè)生今后的設計與制造等生產(chǎn)技術工作具有重要的指導作用。課程的教學對象是我們學校設立的“茅以升班”（機械專業(yè)的創(chuàng)新班）的學生，是全校遴選出來的成績、學習風氣好的“尖子生”班，接受能力強，學生整體的學習熱情比較高。該班的培養(yǎng)計劃中課程設置比較多，每門課的學時被相對壓縮。所以，本著寬基礎、高效率地為學生傳授綜合知識的目的，將工程材料和材料成型工藝基礎兩門課融合、壓縮成工程材料與成型工藝基礎一門課，并對教學大綱進行了調整，制定了相應的教學計劃。這樣的課程改革，在教學內容的設置上具有優(yōu)勢和特點是：1、避免了知識的重復性如鐵碳合金相圖、鑄造合金、非金屬材料等部分在兩門課程中出現(xiàn)了重復的現(xiàn)象，這對于“茅以升班”的學生就顯得浪費了時間，做不必要的重復學習。2、增加了知識的系統(tǒng)性兩門課合并成一門課，會使各章節(jié)的知識更加系統(tǒng)性。如熱處理中部分的內容中，有消除應力退火工藝，而鍛壓成型部分的回復與再結晶也有消除應力退火的概念和敘述，很容易造成學生的知識混亂。而合并成一門課后可以更有次序、有重點地教學，前后對比便于強調和辨別其異同之處。3、強化了各部分內容連貫性工程材料和熱處理部分，實際上是貫穿于各成型工藝的全部過程中，而合并成一門課后，就更便于始終將材料的選擇和熱處理方法運用在鑄造、鍛壓和焊接過程中。這種知識貫通式的教學，不僅利于學生從知識的內在聯(lián)系深度上進行有機地理解和掌握，而且使知識形象和具體化，便于理論與實踐相結合。（二）合并課程的難點1、課時少。改革前的課程設置為工程材料占40+6學時，材料成型工藝基礎占32+2學時，現(xiàn)在兩門課合并成一門課為40+4學時。所以在短時間內讓學生比較全面和充分地理解課程的內容，有一定的難度。2、內容分散、不易突出重點。這門課實際上是涉及4個專業(yè)方向（材料與熱處理、鑄造、鍛壓和焊接）的專業(yè)基礎、專業(yè)課，及其工藝課程的內容，課程內容寬而散。而且，從教學內容層次和角度講，無論專業(yè)基礎內容還是專業(yè)內容，最后又都直接應用在成形工藝方法和工藝技術等方面，從理論到實踐跨度大，進一步增加了教學難度。3、課程的重要性容易被忽視。在大學學習的期間，很多肯于鉆研的學生，容易產(chǎn)生“重理論輕實踐、重設計輕工藝“的傾向。所以，面對邏輯性弱、概念繁多、內容分散、難于歸納重點的課程，在學生中容易普遍產(chǎn)生對本課程的輕視傾向。另外這門課對于機械專業(yè)的學生，不是他們的專業(yè)課，但卻是機械專業(yè)不可缺少的、重要的專業(yè)基礎課。而本課程內容的改革將進一步擴展教學內容的范圍，在較少的學時內進行教學，更易給學生造成教學內容散的印象。4、實驗少，理論和實踐容易脫節(jié)。本課程是在大二第二學期進行講授，而此階段的學生絕大多數(shù)的動手能力和實踐感性認識仍然極為薄弱。另一方面，本課程的內容又具有很強的實踐性，基本原理與理論、工藝參數(shù)的選擇等內容，脫離實際的成形工藝過程就無法真正有效地講授。因此，如何在教學中加強學生實踐環(huán)節(jié)的理解認識,也是教師面臨的一個重要的課題。總之，本課程具有教學內容多、學時少、理論抽象枯燥、綜合性和實踐性又很強的特點和問題。同時，課程中傳統(tǒng)內容的比例大，在現(xiàn)代化信息需求不斷增加的現(xiàn)代社會，尤其是對于一批非常勤奮和綜合素質高的學生，采用以往的教學內容組織方法、教學方法和教學手段已經(jīng)不能滿足學生的需求。鑒于上述課程內容的困難和特點，我們認真研究各種參考教材，綜合近年來工程訓練中心和有關實驗室的建設經(jīng)驗，走訪、學習了兄弟院校的工程訓練中心，積極開展有關課題研究，采取一系列對應措施。努力實現(xiàn)既能充分發(fā)揮本課程的優(yōu)勢，又能夠克服教學中遇到的困難，從而效果更好地發(fā)揮好本課程作用的目的。二、合理組織教學內容（一）治標需治本，基礎知識是關鍵。通過多年的教與學的體會認為，該課程的4個專業(yè)方向的原理和基礎知識部分依然是教學內容的關鍵，技術人員和生產(chǎn)工人之間的最大不同之處也就在于對原理的了解和用理論指導實踐，但又考慮該班是非熱加工專業(yè)，應避免過深的專業(yè)內容教學。所以，這需要教師首先以專業(yè)實踐經(jīng)驗為基礎，將課程內容知識吃透、達到融會貫通的效果，再用簡單、形象的方法講解其原理。例如把整個教室的幾塊座位當作一個晶面內看到的幾個晶粒、每個學生當作一個原子、沒有座位的學生當作位錯，來說明位錯移動；發(fā)面和揉面的例子解釋鑄造和鍛造的組織特點與性能；用大熔爐和小熔池來解釋冶煉和焊接等，讓學生輕松的理解。然后把原理用于分析和解決生產(chǎn)實踐中出現(xiàn)的問題，使理論知識鮮活化。（二）注意各章節(jié)相互聯(lián)系，使知識靈活化。工程材料與成型工藝基礎雖然包含四個不同的專業(yè)方向，但是它們之間有密切的相互聯(lián)系性和共同點。通過對比與聯(lián)系教學，可將抽象、枯燥的理論內容輕松的傳授給學生。如應力部分中，通過對熱處理應力、鑄造應力、鍛壓應力和焊接應力之間的聯(lián)系與對比，便于學生理解殘余應力的形成的本質規(guī)律、并加深記憶。通過對鑄造方法、鍛壓方法和焊接方法之間的不同與相互聯(lián)系的分析，使學生分清其各自的特點、應用及其意義。另外還對焊接連接、機械連接和黏結之間的異同對比等，將分散的內容相互聯(lián)系和系統(tǒng)化，同時也增加了學生的學習興趣和熱情。（三）始終貫穿設計零件的主線，配合零件設計。工程材料與成型工藝基礎這門課的主要目的是培養(yǎng)學生在零件的設計時，能夠合理地選擇零件材料和成型方法，設計合理的結構，制定合理的工藝步驟和參數(shù)，提高零件的使用性能。以此為主線，每學習一種成型方法時都需要溫習材料選擇和熱處理工藝部分的內容，并對比其它的成型方法的優(yōu)劣點。這樣，實質上就把在最后一章才出現(xiàn)的“零件的毛坯選擇”的內容始終貫穿在整個課程中，而不是孤立地作為一章的內容來講。由此，可以使最后一章的講授起到畫龍點睛的作用，把這部分內容真正講活。為此，還專門設定綜合大作業(yè)，通過獨立設計零件來鍛煉學生的這種能力。通過對單級齒輪減速箱中的各個另部件的材料和成型方法的選擇等鍛煉和檢驗學生對知識掌握的綜合能力。三、改革教學手段，提高教學質量1、采取多媒體手段和跟蹤實習，強化實踐性內容。本課的整個教學過程幾乎直接或間接地涉及設備工具的操作、比較煩瑣的生產(chǎn)工藝過程、零部件結構等實踐性很強的內容，講授起來十分困難。為此，本課比較系統(tǒng)地遴選、制作了教學動畫、錄像等多媒體教學內容，使學生在較短的時間內清晰、正確地了解各個主要工藝過程。然后進一步強調講解重要概念、突出主要機理等內容。這樣既進一步強化補充了實習、實驗等實踐教學內容，用較少的實踐有效地完成了教與學的任務。在此基礎之上，跟蹤學生的實習，學生拆裝實習時，根據(jù)學生拆卸柴油機和自行車，讓學生聯(lián)系課堂學的內容判斷各部件的材料和成型方法及工藝；學生自己親手制作的小錘，錘頭的硬度不夠，通過表面感應加熱淬火和回火等熱處理提高其硬度等實踐，強化和加深學生對所學知識的理解。2、提問式教學、上課回答問題。新問題的導入大多要通過對新問題的提出的方法來進行。比如，進入鍛壓前將鑄造的主要優(yōu)點和不足再強調一次，然后提出如何解決鑄造組織不致密的缺點等引入鍛壓的知識，讓學生帶著疑問學習。講到變形強化的時候提問以前是否學過其他的強化方法，引出熱處理強化（相變）和合金強化，從而歸納強化的內容等。不僅僅復習了前面的內容，也幫助學生把所學知識融會貫通，并學會總結式的學習方法。3、展開課堂討論。通過講授和自學，結束一部分內容后。按照學習討論小組指定討論題目和設計題目，讓各小組充分討論后派代表在全班發(fā)表，然后接受其他同學和老師提出疑問和問題，大家展開討論。在這種能夠充分發(fā)揮學生自身能力的討論式學習中，每個小組都認真準備，查閱了大量的文獻，做了市場調查，然后從選材料成型方法結構設計制定工藝所能出現(xiàn)的問題及解決的方法等都做了詳細的說明，并根據(jù)自己的分析提出了新的設想，學生的作品都非常優(yōu)秀。更可喜的是，他們把自己小組解決不了的問題提出來讓大家一起解決，相互提問和回答十分踴躍，形成了全班集體展開問與學、積極思考、熱烈討論的氣氛。我們認為這是一個成功和有效的學習方法，具體的細節(jié)還有待遇進一步的細化和探索。課堂討論不僅是對整個教學內容的概括、總結和應用，而且集中體現(xiàn)了該課程的主要教學目標和要求。也就是，通過該課程的學習，使學生了解在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，優(yōu)良設計、優(yōu)質材料和高質量熱處理對提高機械產(chǎn)品質量的重要意義，并使學生進一步靈活或真正掌握和應用這方面的知識和技能。同時，也起到了將4個專業(yè)方向的內容密切的聯(lián)系起來的作用。4、添加一些當今國際的新技術和新工藝，進一步激發(fā)學生的興趣。在課程講授的過程中，盡量增加國內外的相關先進技術與工藝對比的內容，讓學生了解我國存在的現(xiàn)狀和目前存在的問題和優(yōu)勢；講解每一個技術、工藝的同時都相應的介紹其發(fā)展過程和目前正在研究的內容，培養(yǎng)學生科研意識，鼓勵學生創(chuàng)新思維，撰寫論文。這樣不僅能吸引學生的注意力，而且培養(yǎng)學生良好的科研與創(chuàng)新意識。還引入了一些工程中失效破壞的實例，來引導學生學習相關的內容。如，通過對美國911事件大樓倒塌的原因分析，加深學生對材料性能的理解；通過永樂大鐘的制造過程和前蘇聯(lián)過去鑄造大鐘斷裂的事例引入學生學習鑄造的興趣；通過對德國的高速列車出軌事故分析、日本的電梯斷裂事故和中國的高強度螺栓斷裂分析等，幫助學生復習和靈活應用所學知識，增加他們對本課程的學習興趣。四、改革考試方式方法,培養(yǎng)學生的學習興趣和創(chuàng)新思維由于“茅以升班”都是比較優(yōu)秀的學生，上課幾乎沒有缺勤的現(xiàn)象，無論是作業(yè)還是實驗，成績幾乎都是優(yōu)秀，所以按照一般的考核對他們不適用。為此，通過增加課堂提問，課堂討論等考核內容，來考核學生的平時的學習情況和接受能力。另外，期末考題的出題方式也很重要，進一步加大靈活性、發(fā)揮性的題量，增加多選題、綜合性題目來考核學生對知識掌握的程度和靈活性。通過以