《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)課程立體化教學(xué)與改革的研究》論文
在現(xiàn)代技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展迅速，企業(yè)單位對人才的需求從學(xué)歷型到能力型轉(zhuǎn)變的過程當(dāng)中，我校提出了“培養(yǎng)現(xiàn)代工程師”的教育方針，學(xué)院針對課程進(jìn)行整合優(yōu)化，把原有機(jī)械工程材料和金屬工藝學(xué)整合為工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)課程。原機(jī)械工程材料課程教學(xué)32學(xué)時，實驗8學(xué)時;原金屬工藝學(xué)課程教學(xué)在學(xué)生金工實習(xí)后進(jìn)行，不單獨(dú)設(shè)實驗課程，教學(xué)32學(xué)時。整合后的工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)56學(xué)時，實驗16學(xué)時。
一、改革原因
教改以學(xué)�！芭囵B(yǎng)現(xiàn)代工程師”的教育方針為導(dǎo)向，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)發(fā)展要求，滿足國家對專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)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(diǎn);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(jī)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(xué)課程的主要內(nèi)容包括：①鑄造;②鍛造;③焊接;④機(jī)械加工及加工設(shè)備;⑤現(xiàn)代先制造進(jìn)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(jī)械類和近機(jī)械類學(xué)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(xué)實驗中心研討，學(xué)院同意，工程材料和金屬工藝整合成工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)課程，整合并優(yōu)化課堂教學(xué)和實驗教學(xué)，使學(xué)科與專業(yè)應(yīng)用更好地結(jié)合起來，使學(xué)生的理論認(rèn)知和實踐應(yīng)用認(rèn)知有機(jī)地結(jié)合起來。
二、改革主要措施
工程材料以往的教學(xué)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(diǎn)多，學(xué)生的實踐感知少，因而教學(xué)效果不是很理想，表現(xiàn)為學(xué)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(xué)是在學(xué)生進(jìn)行金工實習(xí)以后進(jìn)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(yīng)用及現(xiàn)代材料成型技術(shù)不進(jìn)行介紹，這就使得學(xué)生在經(jīng)歷過金工實習(xí)后，對該課程的知識似曾相識，加上課堂講解的枯燥，學(xué)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(xué)實踐不足，兼顧傳統(tǒng)與現(xiàn)代材料科學(xué)研究、實驗與檢驗方法，常規(guī)與先進(jìn)材料成形工藝技術(shù)與工藝方法，我們對課程教學(xué)與實踐進(jìn)行了優(yōu)化整合。
(一)優(yōu)化教學(xué)過程與教學(xué)體系
首先是組建優(yōu)秀的教學(xué)團(tuán)隊，加大教學(xué)團(tuán)隊研討與學(xué)習(xí)、教師和學(xué)生研討與學(xué)習(xí)的'力度，做到講實話做真事。課程組對每個章節(jié)知識點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)研討，注重知識點(diǎn)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(xué)生參加研討，邀請曾經(jīng)學(xué)過該課程的同學(xué)及正在學(xué)習(xí)該課程的同學(xué)，大家坐在一起，談?wù)劯惺�，尋找有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)安排。這一舉措，一方面使教師更深刻地認(rèn)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(xué)。
其次是優(yōu)化課程的教學(xué)體系，由我校牽頭聯(lián)合數(shù)所兄弟院校和清華大學(xué)出版社聯(lián)合編寫具更適合課改教學(xué)的教材：充分突出工程材料機(jī)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(xué)過程中，老師做領(lǐng)路人，使學(xué)生有本可依;同時優(yōu)化課堂教學(xué)和作業(yè)訓(xùn)練：例如以現(xiàn)實的案例說明工科學(xué)生懂得工程材料學(xué)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(qiáng)化抽象概念的理解;以方案型作業(yè)來訓(xùn)練技術(shù)應(yīng)用與技術(shù)創(chuàng)新。這一舉措，一方面使學(xué)生對基本理論與原理的學(xué)習(xí)得以強(qiáng)化;另一方面使學(xué)生對原理的工程價值認(rèn)知得以深化。
(二)加強(qiáng)實驗與實踐教學(xué)
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(bǔ)傳統(tǒng)金工實習(xí)所缺失的先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用實踐，方便學(xué)生學(xué)習(xí)，強(qiáng)化學(xué)生實踐，也開闊學(xué)生視野，增加學(xué)生的動手機(jī)會。隨著課程建設(shè)，還會逐步增加傳統(tǒng)技術(shù)更新應(yīng)用性的實踐教學(xué)和現(xiàn)代新技術(shù)應(yīng)用性實踐教學(xué)。
其次是增加觀摩性教學(xué)。我校發(fā)揮地方優(yōu)勢和校企結(jié)合優(yōu)勢，帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)鐵合金廠，鑄造廠和化工機(jī)械廠觀摩;并和學(xué)院工程訓(xùn)練中心結(jié)成對子，讓學(xué)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)界定等項目活動中，有意吸納學(xué)生參與技術(shù)應(yīng)用鍛煉，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的知識價值感和實踐應(yīng)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(xué)生只是學(xué)習(xí)書本的狀態(tài)�，F(xiàn)在的課程教學(xué)考試，以重點(diǎn)工科院校工程材料和金屬工藝課程試卷為藍(lán)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(jìn)的必然。本著培養(yǎng)現(xiàn)代應(yīng)用型人才的原則，工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)的課程整合與改革，從理論學(xué)習(xí)到實踐學(xué)習(xí)，從技術(shù)原理到技術(shù)應(yīng)用，都有效地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握和應(yīng)用的效果。
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