工程材料課程實驗教學(xué)改革

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序言

西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，促使西部高校重視實驗教學(xué)在人才培養(yǎng)中所起的關(guān)鍵作用。工程材料課程[3-4]是我校工科類專業(yè)的一門必修技術(shù)基礎(chǔ)課，該門課程的主要任務(wù)是從機(jī)械工程材料的應(yīng)用角度出發(fā)，掌握工程材料的基本理論；了解材料的分類、晶體結(jié)構(gòu)、組織與性能之間的關(guān)系及加工工藝。使學(xué)生掌握工程材料的基本理論，機(jī)械零件的服役條件和性能要求及合理選材、正確制訂零部件的加工工藝的初步能力。該門課程的實驗教學(xué)是工程材科課程教學(xué)的重要組成部分，在教學(xué)中啟到培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新意識的關(guān)鍵作用。根據(jù)工程材料課程的授課對象及學(xué)時的不同，采取不同的實驗內(nèi)容，優(yōu)化設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容，是提高實驗教學(xué)效果的關(guān)鍵。

一、實驗內(nèi)容及方法多樣化

工程材料課程作為一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，具有內(nèi)容廣泛和實踐性強(qiáng)的特點。學(xué)生先修了金工實習(xí)課程，對工程材料的學(xué)習(xí)有了一定的基礎(chǔ)。目前，我校工程材料課程教學(xué)針對不同專業(yè)設(shè)置有少學(xué)時課程(40學(xué)時)，32學(xué)時為講授課時，以金屬材料知識為主，實驗8學(xué)時；多學(xué)時課程(64學(xué)時)，52學(xué)時為講授課時，以金屬材料、陶瓷材料、高分子材料等內(nèi)容為主，實驗12學(xué)時；實驗教學(xué)內(nèi)容包括：鋼的熱處理、硬度測試及金相式樣制備、鐵碳平衡組織觀察，鋼的非平衡組織觀察等內(nèi)容，傳統(tǒng)的工程材料課程實驗教學(xué)模式是由教師提前調(diào)試設(shè)備、準(zhǔn)備試劑，講解實驗的內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生完成實驗步驟。實驗中綜合設(shè)計內(nèi)容較少，以簡單驗證性實驗為主，這種模式使學(xué)生處于被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)，不利于學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。綜合實驗設(shè)計如：學(xué)生通過對鋼進(jìn)行熱處理工藝操作，得到不同熱處理式樣，在砂紙打磨，拋光機(jī)拋光、腐蝕后得到不同熱處理條件下的金相試樣，通過金相顯微鏡觀察組織，硬度計測試試樣的硬度，最終分析組織和性能之間的關(guān)系。學(xué)生在完成綜合性實驗時，既鍛煉了實踐操作技能，又對鋼的成分、熱處理工藝、組織及性能之間的關(guān)系有了較深刻的理解。為了提高實驗教學(xué)效果，學(xué)生在完成以上綜合實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行的選做科研型實驗，實驗內(nèi)容可以選擇教師科研內(nèi)容，如針對有色金屬鎂合金，設(shè)計有AZ31、AZ91鎂合金的熔煉及金相腐蝕方法研究，有針對性的研究腐蝕液對鎂合金的金相式樣腐蝕過程的影響，通過實驗讓學(xué)生將課堂所學(xué)的理論知識和實踐相結(jié)合，達(dá)到融會貫通的效果，加大學(xué)生對金屬材料的學(xué)習(xí)熱情；進(jìn)一步掌握除了鋼以外的有色合金的金相試樣制備及分析能力。

二、實驗教學(xué)手段多樣化

多課時工程材料理論性和實踐性較強(qiáng),內(nèi)容較多涉及金屬材料、陶瓷、高分子材料等，學(xué)生缺乏實踐經(jīng)驗和感性認(rèn)識，學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)知識確實有一定的難度，實驗教學(xué)方法和手段在調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在不斷的實踐中才能理解所學(xué)到的理論知識，豐富實際工作經(jīng)驗。讓學(xué)生在實驗中理解金相分析的目，將實驗?zāi)康呐c實踐內(nèi)緊密結(jié)合，從而提高學(xué)生專業(yè)技術(shù)水平和綜合素質(zhì)能力。實驗教學(xué)的教學(xué)手除了以傳統(tǒng)的講授外，更加注重多媒體教學(xué)手段的應(yīng)用，將實驗的具體操作通過視頻及動畫模式展現(xiàn)給學(xué)生，教師再通過自己演示，講解注意事項，達(dá)到良好的教學(xué)效果；為了加強(qiáng)學(xué)生的實踐動手能力，實驗采用分組進(jìn)行，保證每個學(xué)生在熱處理、金相式樣制備、硬度測試中都能親自操作，每一步操作由教師做出指導(dǎo)，及時指出問題，幫助學(xué)生更好的完成實驗內(nèi)容，尤其在金相式樣的制備和拍攝圖片時，對圖像的調(diào)整，標(biāo)尺的標(biāo)定和圖片的保存都要事先做演示，幫助學(xué)生有效利用設(shè)備，在完成操作的同時，掌握數(shù)據(jù)及圖片的處理方式。通過討論對實驗內(nèi)容進(jìn)一步理解，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

三、實驗考核方式多樣化

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)考核多以實驗報告成績?yōu)橹鳎茈y對學(xué)生的實驗成績做出準(zhǔn)確評價。綜合性實驗以堅持以學(xué)生為主體的教學(xué)理念為目標(biāo)，對實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗過程、實驗成績評定實施全方位的開放，以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，考核方式可以采取多樣化的形式，更加注重學(xué)生的實際操作能力，現(xiàn)場給學(xué)生進(jìn)行實驗操作打分，在進(jìn)行綜合實驗和科研性實驗時，完成實驗分析報告后，安排做ppt進(jìn)行答辯講解，將制作好的金相式樣圖片展示給大家。根據(jù)所撰寫的實驗分析報告和答辯情況做出綜合評價。對于考核優(yōu)秀的學(xué)生，可以推薦其撰寫小在期刊雜志上，這樣可以提高學(xué)生做實驗的主動性和積極性，充分挖掘?qū)W生的潛在學(xué)習(xí)能力，為今后完成其他專業(yè)課程的實驗奠定基礎(chǔ)。

結(jié)語

工程材料實驗課程內(nèi)容應(yīng)不斷拓展，更新實驗教學(xué)內(nèi)容，提出實驗教學(xué)的新方法、新考核方式。開設(shè)綜合性實驗、科研性實驗，不僅可以增強(qiáng)學(xué)生的實踐能力，激發(fā)學(xué)生對工程材料的學(xué)生熱情，更好理解工程材料成分、組織和性能之間的關(guān)系，注重培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力，啟迪學(xué)生的工程思維，促進(jìn)學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力。

作者：薛彩紅 郭彥宏 李戩 高莉 周紅霞 單位：青海大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院