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探討機械工程材料課程教學改革論文
1 引言
機械工程材料是機械及近機類專業一門重要的專業基礎課。本課程以材料的成分、加工工藝、組織結構與性能之間的關系為主線，重點介紹材料的本質，提出有關的理論和描述，說明材料結構是如何與其成分、加工工藝、性能以及行為相聯系的。作為高等農業院校的機械設計以及農業機械化等專業的學生，學習本課程的目的，主要是使學生獲得常用工程材料的種類、成分、組織、性能和熱處理改性方法的基本知識。了解工程材料在機械工業特別是農業機械中的應用，通過對基礎科學和知識的綜合運用，使學生掌握常用機械工程材料的種類、成分、組織、性能以及改性方法等，初步具備根據零件的服役條件合理選材和妥善安排工藝路線的能力，為學習后續專業課程和從事機械設計及制造工作奠定基礎。根據專業大綱安排，西北農林科技大學的機械工程材料課程在大學二年級第一學期進行。這一學期，學生所學的課程大部分還是數學、英語、物理等公共基礎課，機械工程材料屬于學生剛剛接觸到跟自己專業相關的少數幾門課程之一。
2 機械工程材料課程性質及教學現狀
理論性強，微觀概念多 機械工程材料課程，不像物理、力學等有著嚴密的邏輯推導和計算過程，也不像工程制圖等相關課程，比較直觀生動。機械工程材料課程總的特點是理論性非常強，涉及的原子、分子水平的微觀概念很多。特別是與金屬學相關的部分，如晶體結構、晶體缺陷、位錯運動以及凝固結晶、相的概念、組織轉變等，這些概念都是微觀和抽象的，學生無法通過推導計算獲得，更無法通過肉眼直接觀察和親身體驗到，有時候需要通過一定的空間想象力來理解它們。這樣就導致教師講授起來有一定困難，而學生學習起來感到難以理解，從而感覺枯燥、乏味，失去學習的興趣。
課程涵蓋內容廣 機械工程材料課程包含了材料科學專業中的力學、金屬學、熱處理原理、熱處理工藝、金屬材料、非金屬材料以及失效分析等多門學科的專業知識，內容廣而分散。而在“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的人才培養模式引導下，專業課程的學時數在不斷壓縮，而要求學生了解的內容卻越來越多。這樣就形成了一種矛盾，即教師上課的課時數減少了，而學生需要學到的知識卻增加了。這就要求任課教師能夠統籌安排上課課時，充分利用現代化的教學手段，精簡課堂講授內容，突出重點的同時拓寬知識面。
現有課本內容知識陳舊 大學教材內容陳舊，知識老化，這些是在我國高等教育中各門課程都有可能會遇到的，也是現在我國高等教育中普遍存在的問題。出版一本教材的過程是相當復雜的，要經過編寫、審核、校對、出版、發行等多個環節，因此，當書真正出版出來以后，有些知識可能已經更新。而對于教師來講，頻繁更換教材，也不利于熟悉教案，積極備課�！稒C械工程材料》課本內容主要以金屬材料為主，而近年來，隨著科學技術的快速發展，各種新材料、新工藝在不斷涌現。全球性的能源危機以及環境污染問題，對現代的新材料除了在性能、工藝和成本等方面的傳統要求外，更提出了與環境協調、綠色環保、可循環再生等更高的要求。為了保證該課程的教學質量，并使學生能夠盡量了解到本領域的發展動向，就迫切需要教師改變傳統的以課本為主的教學方式，探索更加有效的教學模式，使學生理解并掌握課本基礎知識的同時，能更多地了解和把握本領域的研究與發展動向。
3 教學改革探索
充分利用網絡多媒體技術 多媒體技術是現代化教學的非常有效的輔助工具，教師要注重利用并充分發揮多媒體的特點，制作形象生動的多媒體課件。對那些學生難以理解、教師又難以講解的比較抽象的內容，比如晶體結構原理、合金結晶過程、位錯類型及運動過程等，通過收集以及自己動手制作一些簡單的動畫，生動形象地來演示復雜的變化過程。這樣不僅加深了學生對相關知識的理解掌握，同時還活躍了課堂氣氛，激發了學生的學習興趣。如對鋼鐵材料的熱處理工藝等，注意并積極收集工程訓練實習以及工廠企業的熱處理工藝過程的錄像資料，在講解課本內容的同時輔助播放實際熱處理過程錄像，注重理論與實際相結合，使課程內容具有真實感，更利于學生理解和掌握。
充分利用學校的網絡教學平臺，隨時充實并完善課程信息，課堂講授的重點、難點以及教學用課件及時上傳至平臺，便于學生隨時下載并復習掌握當堂內容；利用網上作業提交和批改功能，可以快速有效地發現學生學習中的問題，了解學生對知識的掌握情況，并能及時得到反饋；通過網上答疑，增加了教師和學生的課后互動，改變了以往只有上課時才能見到教師，學生有問題得不到及時解決的現象；充分發揮網絡平臺信息量大的特點，注重將生活及科研中接觸到的與課程內容相關的新聞報道、最新科研成果等，收集并上傳至教學資源，供學生掌握基礎知識的同時，更多地來了解社會發展在所學領域的需求，激發學生自我提高的熱情和積極性�？傊�，網絡平臺讓教學更加真實具體，更加強了教師與學生的互動。
精簡課堂教學內容 結合學校的優質課程建設項目，充分利用網絡多媒體技術，精簡課堂教學內容，做到夠用就行。按照專業培養方案，機械類專業的學生學習機械工程材料的主要目的是掌握成分—結構—性能之間的內在聯系，并能在零部件設計中合理地進行材料選擇，因此，在課堂講授中刪減了那些理論較深的內容。如課本第二章材料的結構，其中晶面與晶向部分，對于非材料專業的學生不需要掌握；還有位錯的理論，學生只需要知道位錯是由于原子的錯排造成的，不需要了解更多關于位錯的形成機制等。再如鐵碳相圖的部分，因為高溫包晶反應在生產中很少會用到，所以把包晶反應區省略，將相圖簡化，重點講解共析和共晶反應部分。在工業用鋼部分，因目前金屬材料仍然占據工程材料中大約70%的市場，課堂教授主要內容仍然以金屬材料中的碳鋼和合金鋼為主。對于課堂上不能詳細講解的知識，或者僅作為了解性的一些內容，如陶瓷、高分子的晶體結構、熱處理新技術，以及非金屬材料、復合材料等，將其上傳至網絡課程平臺，作為學生自學內容，拓寬他們的知識面。
靈活選用教學材料 選用十二五規劃教材作為教學用教材，基礎內容深入講解，包括材料的結構、鐵碳相圖、鋼的熱處理等。但在授課中，不僅僅局限于所選中文教材內容，還結合英文原版教材FOUNDAMENTALS OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING，更多地提供中英文對應專業詞匯，并摘錄一些章節，課堂上詳細講解，讓學生學習到專業知識的同時，又能接觸到純正流利的英文表達方式。將某些章節相關的典型的中英文科研論文及掌握的最新的研究成果等介紹給學生，供學有余力以及對材料研究感興趣的學生開闊眼界，并能使他們更加了解材料研究對社會發展的重要意義。
還在最后一章材料選擇中，增加材料與環境的可持續發展。對于一名合格的工程技術人員，在選材中除了考慮傳統的性能、工藝、成本等因素外，更要考慮材料的開發、服役、回收等環節可能造成的環境負荷。盡量選擇環境友好材料，做到廢棄零部件材料能夠回收再利用或能生物降解，將對環境的影響降到最低。
4 結束語
總之，機械工程材料課程是機械類和近機類專業學生必修的一門重要技術基礎課程，內容多且比較抽象。隨著科學技術的發展和各種新材料的不斷涌現，需要不斷地對該課程的教學體系、教學內容、教學手段和方法等進行改革和實踐，以充分調動學生學習的積極性和主動性，不斷提高教學質量，加強基礎知識的同時，增加輔助教學材料，為學生學習后續專業課程和畢業后從事機械設計及制造工作奠定堅實的基礎。
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