论文部分内容阅读
摘 要：针对“工程材料与成形技术”课程教学中广泛存在的学生对本课程的学习积极性不高；学生普遍反映，课程教学内容理论性强、相对枯燥，理解掌握难度大；实践环节偏弱，理论教学与实践环节存在一定程度的脱节；考核方式相对单一等影响教学质量的问题。提出了对策和具体措施。通过突出课程意义、更新教学内容、丰富教学手段、重视实践环节和强化过程考核等手段，从而不断改善课程的教学效果。
关键词：工程材料与成形技术；教学改革；教学效果
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：2095-7394（2017）06-0086-03
1 现状和存在问题
“工程材料与成形技术”是应用型本科院校机械大类专业的专业基础课程，在江苏理工学院分别面向材料工程学院、机械工程学院和汽车与交通工程学院等学院各专业学生开设。该课程一般安排在高等数学、大学物理和机械制图等先修课程结束后，主要向学生传授工程领域中所涉及的工程材料及相关成形技术等方面的知识，并为后续课程打下基础。本课程在培养体系中处于相对核心的位置，对于学生完成机械大类专业学习、掌握专业知识和技能具有相当重要的作用。[1-2]
但近几年的教学实践反映出，“工程材料与成形技术”课程的教学效果并不理想，这一问题在国内其它同类型高校中也普遍存在。通过调研发现，问题主要有以下四个方面：一是学生对本课程的学习积极性不高；二是学生普遍反映，课程教学内容理论性强、相对枯燥，理解掌握难度大；三是实践环节偏弱，理论教学与实践环节存在一定程度的脱节；四是考核方式相对单一。[3-4]为了适应应用型本科人才培养的需求，教师在长期承担本课程教学任务的基础上，通过全面分析，在教学改革方面提出若干对策和具体措施，并在教学过程中开展了一些有益的尝试。
2 对策和具体措施
2.1 突出课程意义
要鼓励学生学好这一课程，首先要让学生明确学习这一课程的作用，突出课程的意义所在。为了向学生突出课程的意义，需要从两个方面入手。
一是突出材料在社会发展中所起的巨大作用。人类文明的时代划分，就是以材料的进步来命名的。更有专家认为，一代新材料的开发，往往预示着一次大规模的工业进步。工程材料是目前应用最广、用量最多的材料，在机械、建筑和交通运输等重要工业领域中都有大规模应用。为了更加具体地向学生阐明课程学习的意义，教师在课程之初就以飞机、高铁、航天飞船等大学生中关注度较高的产品为例，向学生介绍工程材料与成形技术的发展对这些产品突破技术瓶颈、实现更新换代过程中所起的巨大作用，提升学生学习过程中的自豪感。同时注意列举生活中普遍存在的例子，如：新一代的手机、自行车等，使学生对课程学习的意义有切身感受。
二是突出“工程材料与成形技术”这一课程在课程培养体系中所处的重要地位。对于应用型本科院校机械大类专业的学生而言，本课程中所学习的知识，是多门后续专业核心课程、综合实习和毕业设计的基础。例如：“模具材料选用及强化”是材料成型及控制工程专业学生必须掌握的一门专业课程。该课程要求学生能够根据模具使用条件和要求合理地选择模具材料和处理工艺，这就需要学生具有扎实的理论基础，能够熟练掌握钢中不同合金元素所起的作用，以及不同性能要求所对应的热处理制度，而这些都是在本课程中重点讲授的内容。因此，通过向学生强调本课程在课程培养体系中的重要地位和作用，能够让学生更加清晰地认识到学好本课程的重要性和紧迫性。从而，促使学生在学习过程中不放松、不懈怠。
2.2 更新教学内容
本课程的教学内容主要包括钢铁材料及热处理等工程材料知识和铸锻焊等成形技术知识，现有教材的知识体系中普遍以钢铁为主干，围绕铁碳相图、钢在加热和冷却过程中的转变、钢中合金元素的作用及“退火、淬火、正火、回火”热处理等的内容展开。这一知识体系虽然经典，但略显陈旧。目前，以铝合金为代表的轻合金材料已得到广泛应用。本课程教材中虽然涉及一部分铝合金材料的知识，但只是来源于传统教材，与先进铝合金材料的研究现状差距较大。因此，在课程教学过程中，有意识地增加了铝合金材料方面的内容，从而引导学生了解铝合金材料的广泛应用，从教室所用的门窗，到全铝车身的轿车，再到能够重复使用的铝合金火箭壳体。使学生认识到工程材料是不断发展进步的，从而激发学生探索新知识的热情。同时，利用长期从事轻质镁合金材料研究这一优势，向学生介绍轻质镁合金材料的发展现状和趋势，引导学生思考采用何种措施来改善镁合金的阻燃、耐热等性能，如何促进镁合金的大规模应用，最终起到启发学生思维的作用。
成形技术方面，在介绍传统的铸锻焊技术的同时，引入3D打印技术。与传统成形方式不同，3D打印采用增材制造的方式，能够实现高性能复杂结构件的直接成形，为金属材料成形领域的研究打开了新天地。在本课程中简要介绍3D打印的原理、分类和用途，引导学生讨论3D打印的优势和短板，并与传统成形方式作对比，在开阔学生知识面的同时，更好地帮助学生理解相关内容。
2.3 丰富教学手段
板书教学是课程教学中传统的教学手段，但单一的板书教学存在效率低、不生动等缺点。近年来，以PPT为基础的多媒体教学已成为大学课堂上主流的教学手段。但是必须清醒地认识到，目前以PPT为基礎的多媒体教学仍存在不少问题，有的课程教学过程中，过分依赖PPT，不仅没能使课堂教学生动起来，更在一定程度上忽略了课程重点难点的突掌握，导致教学效果不甚理想。
在“工程材料与成形技术”课程教学过程中，教师始终坚持把PPT和板书相结合。在备课过程中早做准备，精心制作课程所采用的PPT，合理布局，做到图文并茂，内容生动。更在PPT中加入来自生产一线的视频，通过视频讲解材料生产的各个过程。在以PPT实现高效率课堂教学的同时，配合精练的板书，帮助学生在课堂上随时梳理课程内容，使每一堂课的知识体系一目了然，突出各章节中重点难点，从而使学生有针对性地学习掌握。 2.4 重视实践环节
“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。本课程的知识都是实践中总结提炼而来，应用型本科院校的学生毕业后也要将课程所学到的知识应用到工程实践中去，因此，本课程的实践环节就显得尤为重要。
实践环节部分主要是碳钢的微观组织观察和硬度测试。为了让学生在实践环节中得到更加全面的锻炼，教师对实践环节重新进行设计，将其整合为研究碳含量对钢微观组织和硬度影响的综合性实验，从而将金相样品制备、微观组织观察和硬度测试等环节有机结合起来。在给学生分配碳钢样品时，不告知学生各个样品中具体的碳含量，而是要求学生通过观察样品的微观组织特征（包括铁素体、珠光体、二次渗碳体等）和测试样品热处理后的硬度，分析出样品大致的碳含量，并与理论值对比。通过这一综合性实验的设计安排，能够让学生对于材料中成分——工艺——组织——性能这四面体关系有更加直观和深刻地理解。
2.5 强化过程考核
以往本课程的成绩组成中，期末考试通常占据比较大的份额，这一做法有两点不足：一是，不可避免地存在“一考定成绩”的现象，不能全面客观地反映学生对课程的掌握情况；二是，部分学生会抱有考前突击复习的心理，从而忽视了平时的课程学习，影响学习效果。
在本轮课程改革中，教师将期末考试在总成绩中的占比从75%降至50%，实践环节保持15%不变，而过程性考核从15%大幅提升至35%。过程性考核由考勤、课后作业和阶段性测验等部分组成，通过将课程考核贯穿到课程教学的整个过程中去，较好地克服了由于课程时间较长导致的部分学生学习松懈的现象，使学生在全过程中都保持相对较高地学习热情和良好的学习态度，帮助学生及时掌握每一章节的重点难点，做到有针对性地巩固提升。
3 结语
课程教学改革是一个探索向前的过程，只有通过不断改进教学方法、完善教学手段，提升学生的学习积极性和自觉性，才能实现 “工程材料与成形技术”课程的教学目标，从而帮助学生掌握相关的知识技能，满足应用型本科人才的培养要求。
参考文献：
[1] 王洪金，于赟，李小平，等. 提高“工程材料及成形技术”课堂教学效果的思考[J].江苏技术师范学院学报，2013，19（2）：125-128.
[2] 孙顺平，李小平，王洪金，等.“工程材料与成形技术”课程教学改革的实践与探索[J].淮海工学院学报：人文社会科学版，2013，11（23）：90-93.
[3] 罗洪峰，史留勇，林茂.机械工程材料教学创新与改革[J].教育教学论坛，2017 （4）：143-144.
[4] 杜晓东，李合琴，张学斌.适应工程教育专业认证标准的工程材料课程教学改革思考[J].大学教育，2014 （2）：117-118.
Strategies and Attempts on Teaching Reform of “Engineering Materials and Forming Techniques”
ZHANG Yang， LU Ya-lin， SUN Shun-ping， LI Xiao-ping
（School of Materials Engineering， Jiangsu University of Technology， Changzhou 213001， China）
Abstract： Strategies and detailed measures are proposed to solve the extensively-existed problems in the course of “Engineering Materials and Forming Techniques” which affect the quality of instruction. By means of outstanding course meaning， renewing teaching contents， enriching teaching approaches， emphasizing practice project and strengthening process assessment， the teaching effect is improved.
Key words： engineering materials and forming techniques； teaching reform； teaching effect
責任编辑 蒋云柯
关键词：工程材料与成形技术；教学改革；教学效果
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：2095-7394（2017）06-0086-03
1 现状和存在问题
“工程材料与成形技术”是应用型本科院校机械大类专业的专业基础课程，在江苏理工学院分别面向材料工程学院、机械工程学院和汽车与交通工程学院等学院各专业学生开设。该课程一般安排在高等数学、大学物理和机械制图等先修课程结束后，主要向学生传授工程领域中所涉及的工程材料及相关成形技术等方面的知识，并为后续课程打下基础。本课程在培养体系中处于相对核心的位置，对于学生完成机械大类专业学习、掌握专业知识和技能具有相当重要的作用。[1-2]
但近几年的教学实践反映出，“工程材料与成形技术”课程的教学效果并不理想，这一问题在国内其它同类型高校中也普遍存在。通过调研发现，问题主要有以下四个方面：一是学生对本课程的学习积极性不高；二是学生普遍反映，课程教学内容理论性强、相对枯燥，理解掌握难度大；三是实践环节偏弱，理论教学与实践环节存在一定程度的脱节；四是考核方式相对单一。[3-4]为了适应应用型本科人才培养的需求，教师在长期承担本课程教学任务的基础上，通过全面分析，在教学改革方面提出若干对策和具体措施，并在教学过程中开展了一些有益的尝试。
2 对策和具体措施
2.1 突出课程意义
要鼓励学生学好这一课程，首先要让学生明确学习这一课程的作用，突出课程的意义所在。为了向学生突出课程的意义，需要从两个方面入手。
一是突出材料在社会发展中所起的巨大作用。人类文明的时代划分，就是以材料的进步来命名的。更有专家认为，一代新材料的开发，往往预示着一次大规模的工业进步。工程材料是目前应用最广、用量最多的材料，在机械、建筑和交通运输等重要工业领域中都有大规模应用。为了更加具体地向学生阐明课程学习的意义，教师在课程之初就以飞机、高铁、航天飞船等大学生中关注度较高的产品为例，向学生介绍工程材料与成形技术的发展对这些产品突破技术瓶颈、实现更新换代过程中所起的巨大作用，提升学生学习过程中的自豪感。同时注意列举生活中普遍存在的例子，如：新一代的手机、自行车等，使学生对课程学习的意义有切身感受。
二是突出“工程材料与成形技术”这一课程在课程培养体系中所处的重要地位。对于应用型本科院校机械大类专业的学生而言，本课程中所学习的知识，是多门后续专业核心课程、综合实习和毕业设计的基础。例如：“模具材料选用及强化”是材料成型及控制工程专业学生必须掌握的一门专业课程。该课程要求学生能够根据模具使用条件和要求合理地选择模具材料和处理工艺，这就需要学生具有扎实的理论基础，能够熟练掌握钢中不同合金元素所起的作用，以及不同性能要求所对应的热处理制度，而这些都是在本课程中重点讲授的内容。因此，通过向学生强调本课程在课程培养体系中的重要地位和作用，能够让学生更加清晰地认识到学好本课程的重要性和紧迫性。从而，促使学生在学习过程中不放松、不懈怠。
2.2 更新教学内容
本课程的教学内容主要包括钢铁材料及热处理等工程材料知识和铸锻焊等成形技术知识，现有教材的知识体系中普遍以钢铁为主干，围绕铁碳相图、钢在加热和冷却过程中的转变、钢中合金元素的作用及“退火、淬火、正火、回火”热处理等的内容展开。这一知识体系虽然经典，但略显陈旧。目前，以铝合金为代表的轻合金材料已得到广泛应用。本课程教材中虽然涉及一部分铝合金材料的知识，但只是来源于传统教材，与先进铝合金材料的研究现状差距较大。因此，在课程教学过程中，有意识地增加了铝合金材料方面的内容，从而引导学生了解铝合金材料的广泛应用，从教室所用的门窗，到全铝车身的轿车，再到能够重复使用的铝合金火箭壳体。使学生认识到工程材料是不断发展进步的，从而激发学生探索新知识的热情。同时，利用长期从事轻质镁合金材料研究这一优势，向学生介绍轻质镁合金材料的发展现状和趋势，引导学生思考采用何种措施来改善镁合金的阻燃、耐热等性能，如何促进镁合金的大规模应用，最终起到启发学生思维的作用。
成形技术方面，在介绍传统的铸锻焊技术的同时，引入3D打印技术。与传统成形方式不同，3D打印采用增材制造的方式，能够实现高性能复杂结构件的直接成形，为金属材料成形领域的研究打开了新天地。在本课程中简要介绍3D打印的原理、分类和用途，引导学生讨论3D打印的优势和短板，并与传统成形方式作对比，在开阔学生知识面的同时，更好地帮助学生理解相关内容。
2.3 丰富教学手段
板书教学是课程教学中传统的教学手段，但单一的板书教学存在效率低、不生动等缺点。近年来，以PPT为基础的多媒体教学已成为大学课堂上主流的教学手段。但是必须清醒地认识到，目前以PPT为基礎的多媒体教学仍存在不少问题，有的课程教学过程中，过分依赖PPT，不仅没能使课堂教学生动起来，更在一定程度上忽略了课程重点难点的突掌握，导致教学效果不甚理想。
在“工程材料与成形技术”课程教学过程中，教师始终坚持把PPT和板书相结合。在备课过程中早做准备，精心制作课程所采用的PPT，合理布局，做到图文并茂，内容生动。更在PPT中加入来自生产一线的视频，通过视频讲解材料生产的各个过程。在以PPT实现高效率课堂教学的同时，配合精练的板书，帮助学生在课堂上随时梳理课程内容，使每一堂课的知识体系一目了然，突出各章节中重点难点，从而使学生有针对性地学习掌握。 2.4 重视实践环节
“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。本课程的知识都是实践中总结提炼而来，应用型本科院校的学生毕业后也要将课程所学到的知识应用到工程实践中去，因此，本课程的实践环节就显得尤为重要。
实践环节部分主要是碳钢的微观组织观察和硬度测试。为了让学生在实践环节中得到更加全面的锻炼，教师对实践环节重新进行设计，将其整合为研究碳含量对钢微观组织和硬度影响的综合性实验，从而将金相样品制备、微观组织观察和硬度测试等环节有机结合起来。在给学生分配碳钢样品时，不告知学生各个样品中具体的碳含量，而是要求学生通过观察样品的微观组织特征（包括铁素体、珠光体、二次渗碳体等）和测试样品热处理后的硬度，分析出样品大致的碳含量，并与理论值对比。通过这一综合性实验的设计安排，能够让学生对于材料中成分——工艺——组织——性能这四面体关系有更加直观和深刻地理解。
2.5 强化过程考核
以往本课程的成绩组成中，期末考试通常占据比较大的份额，这一做法有两点不足：一是，不可避免地存在“一考定成绩”的现象，不能全面客观地反映学生对课程的掌握情况；二是，部分学生会抱有考前突击复习的心理，从而忽视了平时的课程学习，影响学习效果。
在本轮课程改革中，教师将期末考试在总成绩中的占比从75%降至50%，实践环节保持15%不变，而过程性考核从15%大幅提升至35%。过程性考核由考勤、课后作业和阶段性测验等部分组成，通过将课程考核贯穿到课程教学的整个过程中去，较好地克服了由于课程时间较长导致的部分学生学习松懈的现象，使学生在全过程中都保持相对较高地学习热情和良好的学习态度，帮助学生及时掌握每一章节的重点难点，做到有针对性地巩固提升。
3 结语
课程教学改革是一个探索向前的过程，只有通过不断改进教学方法、完善教学手段，提升学生的学习积极性和自觉性，才能实现 “工程材料与成形技术”课程的教学目标，从而帮助学生掌握相关的知识技能，满足应用型本科人才的培养要求。
参考文献：
[1] 王洪金，于赟，李小平，等. 提高“工程材料及成形技术”课堂教学效果的思考[J].江苏技术师范学院学报，2013，19（2）：125-128.
[2] 孙顺平，李小平，王洪金，等.“工程材料与成形技术”课程教学改革的实践与探索[J].淮海工学院学报：人文社会科学版，2013，11（23）：90-93.
[3] 罗洪峰，史留勇，林茂.机械工程材料教学创新与改革[J].教育教学论坛，2017 （4）：143-144.
[4] 杜晓东，李合琴，张学斌.适应工程教育专业认证标准的工程材料课程教学改革思考[J].大学教育，2014 （2）：117-118.
Strategies and Attempts on Teaching Reform of “Engineering Materials and Forming Techniques”
ZHANG Yang， LU Ya-lin， SUN Shun-ping， LI Xiao-ping
（School of Materials Engineering， Jiangsu University of Technology， Changzhou 213001， China）
Abstract： Strategies and detailed measures are proposed to solve the extensively-existed problems in the course of “Engineering Materials and Forming Techniques” which affect the quality of instruction. By means of outstanding course meaning， renewing teaching contents， enriching teaching approaches， emphasizing practice project and strengthening process assessment， the teaching effect is improved.
Key words： engineering materials and forming techniques； teaching reform； teaching effect
責任编辑 蒋云柯