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機械工程材料課程的教學探索
教育部啟動了卓越計劃，旨在培養(yǎng)造就一大批掌握科學方法，擅長動手解決實際問題，創(chuàng)新能力強且適應企業(yè)發(fā)展需要的各類工程技術人才[1]。機械工程材料課程是高等院校機械類和近機械類專業(yè)的一門必修專業(yè)類基礎課程，也是一門與工程實際緊密聯(lián)系、實踐性很強的課程。機械類專業(yè)的學生在畢業(yè)后主要從事機械產(chǎn)品的設計與制造工作，在材料科學與工程日新月異的今天，材料的正確選擇與工藝的合理制定，愈加成為提高產(chǎn)品質量、降低成本、節(jié)約能源和開發(fā)新產(chǎn)品的一個重要手段[2]。
為保證卓越計劃的順利進行，我院規(guī)定，機械類卓越計劃學生大二至大四學年每年必須有1～2個月的校外實習，這樣就使學生校內(nèi)學時相應減少。機械工程材料課程共計40學時，其中課堂講授36學時，實驗4學時。實驗學時略顯不足，加之學校辦學條件有限以及經(jīng)費欠缺，造成相關實驗儀器設備短缺，能夠開出的實驗類型較少，如不處理好這些因素的影響，充分利用好各種資源，勢必影響到整體教學質量，影響卓越計劃目標的實現(xiàn)。
機械工程材料課程實驗教學作為理論聯(lián)系實際的紐帶和橋梁，是培養(yǎng)學生工程意識、動手能力和實踐能力不可缺少的教學環(huán)節(jié)。如何提高卓越計劃下該課程的實驗教學質量，一直是講授工程材料課程的教師普遍關心的問題[3-5]。根據(jù)我院的實際辦學條件，本課程主講教師對該課程的實驗教學方法和手段進行了探索和實踐，采取多方面措施，保證實驗教學質量。
1 采用現(xiàn)代化教學手段，優(yōu)化教學
1.1 優(yōu)化課堂教學
在課堂教學中，采用現(xiàn)代化的教學手段，通過視頻、動畫、彩圖、聲音等多種措施，使原本枯燥的內(nèi)容變得直觀、具體、生動、形象，從而改變以往滿堂灌的教學方式，激發(fā)學生的學習興趣，調動其主觀能動性，有助于教師把知識內(nèi)容講解清楚，也有助于學生理解和掌握知識內(nèi)容，從而產(chǎn)生良性循環(huán)。
采用現(xiàn)代化的課堂教學手段，能有效彌補學校辦學條件不足的短板。精心準備的課件，不但可以使學生看到材料的內(nèi)部組織和外觀照片及儀器設備資料，而且可以將一些工程應用中的實物圖片展示給學生，使教學內(nèi)容更加完善，使學生真正體會到機械工程材料課程內(nèi)容的博大精深。學生課后也可主動通過互聯(lián)網(wǎng)等途徑進行相關知識的學習與補充。
1.2 優(yōu)化實驗教學
在實驗教學中采用現(xiàn)代化的教學手段，有很好的教學效果。如CD解說示教陳列柜的充分利用。我院配備了包括機械工程材料課程在內(nèi)的全套機類CD解說示教陳列柜，并且長期對學生開放。學生只要按規(guī)定提前向實驗室教師預約即可進行相應示教實驗學習。再如網(wǎng)絡實驗平臺的充分利用。將實踐性教學環(huán)節(jié)的相關過程制作成影像資料在課程教學中播放，教學效果很好，但由于課時少和教學任務重之間的矛盾，不能大量播放影像資料。為此，我們把相應的影像資料上傳到網(wǎng)絡實驗平臺上，讓學生利用課余時間學習，不僅解決了課時少的問題，而且還可以對學生的課外學習進行同步跟蹤記錄考核。此外，還有開放式實驗室的充分利用。通過開放式實驗室，可以最大限度地利用現(xiàn)有儀器設備、師資隊伍、實驗條件、環(huán)境資源等，為廣大學生提供更加靈活、更加方便、更加高效的學習和科研環(huán)境，提高學生的學習主動性和創(chuàng)造性。教師可以結合自身的研究課題，引導學生進行自主練習和實驗，培養(yǎng)學生的動手能力和團隊合作精神。
2 完善傳統(tǒng)技能實踐教學的內(nèi)容和形式
卓越計劃背景下，機械工程材料課程的實驗教學，在采用現(xiàn)代化教學手段的同時，還必須不斷完善傳統(tǒng)的實踐技能教學，這是提高實驗教學效果的關鍵。
課堂實物展現(xiàn)和簡單實驗的現(xiàn)場演示教學必不可少。教師可以把一些便于攜帶的材料帶到課堂上，讓教學更直觀，提高學生的學習興趣，發(fā)揮學生的主觀能動性。如講授加工硬化現(xiàn)象時，教師可以帶段鐵絲，通過彎曲鐵絲至斷裂演示該現(xiàn)象。
傳統(tǒng)的實驗內(nèi)容主要是金相試樣制備及硬度測量和鐵碳合金平衡組織觀察，教師通常采用集中教學方式，效果良好。我院對其稍作改革，如要求每位學生測量金工實習中自制的榔頭硬度。學生在實驗報告中需要解釋：（1）金工實習中具體鑄造、鍛壓、切削、焊接的材料是什么，其性能特點有哪些？（2）為什么加工完成后的榔頭用來砸核桃，核桃沒砸破，榔頭上全是坑呢？榔頭是什么材料，進行硬度實測，合適的材料應該是什么？這樣的改革可以進一步激發(fā)學生的動手興趣，并實現(xiàn)課程間的緊密聯(lián)系。
3 以校企合作為載體，增加綜合性實驗教學內(nèi)容
在實驗教學內(nèi)容安排方面，應盡量降低單獨驗證性實驗，增加綜合性實驗。要充分利用校企合作培訓這一載體，強化學生所學內(nèi)容和知識，提高學生的應用能力。
我院機械類學生的培養(yǎng)計劃要求，學生學完本課程后，要去相關企業(yè)實習培訓，如常州寶菱重工、常州天山重工、常州一重華冶等主要生產(chǎn)齒輪和軋輥的公司。
在校企合作培訓環(huán)節(jié)中，學生可以近距離接觸到齒輪和軋輥的各種加工方法及消失模鑄造、模鍛等先進制造技術；加工過程中的熱處理方法，如高頻感應表面淬火、鹽浴淬火、滲碳和滲氮，噴丸強化等工藝；X射線衍射儀、頻譜分析儀、真空加熱爐等儀器設備。
此環(huán)節(jié)可以完成一項綜合性實驗。將學生分成若干小組，根據(jù)加工工藝，從原材料選擇到毛坯加工，自己動手完成相關工序，掌握相關知識。如用40Cr制作臥式車床主軸箱中的滑動齒輪，主要是用來傳遞動力并改變轉速，要求學生制定加工工藝、相應的加工設備和工藝規(guī)范，并了解設備的操作規(guī)程。
通過實踐，學生學會了分析問題、解決問題，樂于動手、勤于實踐，在完成任務中學到了知識，掌握了技能，并體會到成功的快樂。
4 建立實驗教學改革的保證體系
良好的創(chuàng)意需要先進的運行管理機制保障其實施和運作[5]。為了保證實驗教學的順利進行，在改革實驗教學手段、方法及內(nèi)容的基礎上，必須有完善的實驗教學考核體系�？紤]到學時的限制和學生人數(shù)較多等因素，結合卓越計劃的要求，我院卓越類學生的實驗考核采用分類考核。
CD解說示教陳列柜、網(wǎng)絡教學實驗平臺、開放式實驗，憑相關記錄采取加分制。
傳統(tǒng)實驗，一般通過批改實驗報告評分。
綜合性實驗，由于實驗學時相對充裕，為了真正考核每個學生對實驗的掌握程度，除了通過實驗報告進行考核，還采用口試的形式，讓每個學生詳細陳述實驗操作過程，教師根據(jù)學生的回答情況進行評分。而研究性實驗課工程材料的失效分析，則要求學生撰寫詳細的失效分析報告，并安排時間進行簡單的答辯，教師根據(jù)學生撰寫的分析報告和答辯情況做出綜合評價。
建立理論考試準入制度，實驗考核不及格者，直接重修該課程；實驗成績占課程期末總成績的30%。這種分類考核的方法，既可以激發(fā)學生的實驗熱情，反映每個學生的動手操作能力，又能真實地評價他們理論聯(lián)系實際的水平[6]，促使學生注重實驗現(xiàn)象的觀察與分析，養(yǎng)成獨立思考的習慣。
5 結束語
通過機械工程材料課程實驗教學改革，優(yōu)化課堂和實驗課的教學內(nèi)容，采取先進的教學方法，合理的實驗考核體系，有利于學生綜合素質的培養(yǎng)和分析問題、解決問題能力的提高，充分發(fā)揮和調動了學生的學習主動性和積極性，與卓越計劃要求相吻合，有利于卓越計劃目標的實現(xiàn)。
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