工程材料及机械制造基础课程立体化教学与改革的研究论文

　　在现代技术及应用发展迅速，企业单位对人才的需求从学历型到能力型转变的过程当中，我校提出了培养现代工程师的教育方针，学院针对课程进行整合优化，把原有机械工程材料和金属工艺学整合为工程材料及机械制造基础课程。原机械工程材料课程教学32学时，实验8学时；原金属工艺学课程教学在学生金工实习后进行，不单独设实验课程，教学32学时。整合后的工程材料及机械制造基础课程教学56学时，实验16学时。
　　一、改革原因
　　教改以学校培养现代工程师的教育方针为导向，适应经济与技术发展要求，满足国家对专业人才培养目标基本要求，从人的发展着眼，突出工程意识、创新意识和综合素质的提高。
　　工程材料课程主要内容包括：工程材料的种类与分类；工程材料的基本理论知识，如金属晶体的晶格特征与理论，材料的结构、性能及结晶凝固的规律特正；金属凝固的相图和组织，以铁碳合金凝固为重点；铁碳合金的热处理，冷加工和热加工；其他工程材料介绍；机械零件的设计与材料及其处理、制造工艺的选择关系。
　　金属工艺学课程的主要内容包括：铸造；锻造；焊接；机械加工及加工设备；现代先制造进工艺。
　　因为材料的工艺性能取决于材料性质、零件或构件的结构特征，以及加工制造的技术方法特征三个方面。材料的组织结构决定材料的性能，也在很大程度上决定零件的性能，材料和加工设备限定零件的结构工艺，同时加工工艺也限定零件的结构特征及其性能；反过来看，即如何更好地从客观上使材料具备一定的组织结构来满足既定的材料性能要求，如何更好地从客观上使加工设备和加工工艺满足零件结构与性能的需求。
　　研究材料的结构和性能，研究加工工艺和加工设备，都是为了得到结构和性能优良的构件，而工程材料只研究材料（包含材料组织和性能），金属工艺只注重工艺（包含工艺方法和工艺设备）；依据大工程观背景下机械类和近机械类学科发展趋势和高等教育改革的精神，经专业基础教学实验中心研讨，学院同意，工程材料和金属工艺整合成工程材料及机械制造基础课程，整合并优化课堂教学和实验教学，使学科与专业应用更好地结合起来，使学生的理论认知和实践应用认知有机地结合起来。
　　二、改革主要措施
　　工程材料以往的教学多是课堂讲授和基础实验组成，由于其内容的抽象、枯燥、知识点多，学生的实践感知少，因而教学效果不是很理想，表现为学生的考试结果和毕业后在生产实践和工程设计中，对材料选择和处理的水平比较弱；金属工艺以往的教学是在学生进行金工实习以后进行，主要以课堂讲解为主，并不再设置课程实验；同时金属工艺也只以传统的金属成型工艺讲解为主，对传统技术的更新应用及现代材料成型技术不进行介绍，这就使得学生在经历过金工实习后，对该课程的知识似曾相识，加上课堂讲解的枯燥，学起来没有兴趣，更看不到理论技术背后的价值，很难培养良好的理论技术传承与技术更新创新意识。
　　为改变上述工程材料和金属工艺所存在的教学实践不足，兼顾传统与现代材料科学研究、实验与检验方法，常规与先进材料成形工艺技术与工艺方法，我们对课程教学与实践进行了优化整合。
　　（一）优化教学过程与教学体系
　　首先是组建优秀的教学团队，加大教学团队研讨与学习、教师和学生研讨与学习的力度，做到讲实话做真事。课程组对每个章节知识点进行教学研讨，注重知识点之间的相关性：例如铁碳合金的奥氏体化与铁碳合金凝固过程、铁碳合金的热处理、铁碳合金的切削加工性能，铁碳合金的焊接性能，以及对既定牌号的铁碳合金构件及其性相关起来；我们还邀学生参加研讨，邀请曾经学过该课程的同学及正在学习该课程的同学，大家坐在一起，谈谈感受，寻找有利于学生学习的教学安排。这一举措，一方面使教师更深刻地认知到工程材料特性及成型工艺原理对于制造的基础性地位；另一方面也更切实地促使教师更实际地思考如何做好理论与实践教学。
　　其次是优化课程的教学体系，由我校牵头联合数所兄弟院校和清华大学出版社联合编写具更适合课改教学的教材：充分突出工程材料机理、材料处理和材料工艺的关系；突出材料性能、材料选择和材料工艺的关系；突出材料性能、工艺性能、构件性能的关系。在教学过程中，老师做领路人，使学生有本可依；同时优化课堂教学和作业训练：例如以现实的案例说明工科学生懂得工程材料学和材料制造成形工艺的价值，以动态的画面展现材料特征、工艺特征和构件特征；以案例型作业来强化抽象概念的理解；以方案型作业来训练技术应用与技术创新。这一举措，一方面使学生对基本理论与原理的学习得以强化；另一方面使学生对原理的工程价值认知得以深化。
　　（二）加强实验与实践教学
　　首先是实验分级。在原有工程材料必做实验基础上，我们增加了消失模铸造和激光焊接两个开放性试验，以弥补传统金工实习所缺失的先进制造技术应用实践，方便学生学习，强化学生实践，也开阔学生视野，增加学生的动手机会。随着课程建设，还会逐步增加传统技术更新应用性的实践教学和现代新技术应用性实践教学。
　　其次是增加观摩性教学。我校发挥地方优势和校企结合优势，带领学生走进铁合金厂，铸造厂和化工机械厂观摩；并和学院工程训练中心结成对子，让学生重新体验热处理、车铣刨磨的技术特征。
　　第三是吸纳优秀学生参与教师的横向课题。鉴于我院该课程组教师近年来先后与企业单位签订了几项横向技术合同，我们在材料选择处理及实验分析鉴定，结构工艺设计及验收标准界定等项目活动中，有意吸纳学生参与技术应用锻炼，激发学生的学习兴趣，增强学生的知识价值感和实践应用能力。
　　三、改革效果
　　课程改革，克服了传统上课程内容枯燥、学生只是学习书本的状态。现在的课程教学考试，以重点工科院校工程材料和金属工艺课程试卷为蓝本命题，教考分离，取得了良好效果。
　　四、结语
　　事物的发展变化从客观上提出了改革更新的要求，也决定了与时俱进的必然。本着培养现代应用型人才的原则，工程材料及机械制造基础的课程整合与改革，从理论学习到实践学习，从技术原理到技术应用，都有效地提高了学生学习、掌握和应用的效果。