材料成型與控制專業(yè)《材料成形原理》課程教學(xué)探討

摘 要:針對(duì)材料成型與控制工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程－《材料成形原理》的教學(xué)，從該課程性質(zhì)、內(nèi)容、與后續(xù)專業(yè)課程及其應(yīng)用的關(guān)系入手，對(duì)教學(xué)過(guò)程中如何提高教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性等方面進(jìn)行了探索。

關(guān)鍵詞:《材料成形原理》課程 教學(xué)方式 教學(xué)手段 教學(xué)效果

中圖分類號(hào):G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)04(b)-0178-01

引言

作為材料成型與控制工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，《材料成形原理》起著為后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、了解和掌握常用材料成形技術(shù)的基本原理和工藝打下堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)的作用。其主要任務(wù)是對(duì)金屬材料的凝固成形、塑性成形、焊接成形等材料成形過(guò)程中共同的物理現(xiàn)象與本質(zhì)、基本規(guī)律及各成形技術(shù)的基本原理、理論基礎(chǔ)及分析、解決問(wèn)題的方法加以闡述，使學(xué)生對(duì)材料成形過(guò)程及其原理有較為深入而廣泛的理解，為學(xué)習(xí)后續(xù)具體的成形技術(shù)、工藝方法、設(shè)備控制等課程，開(kāi)發(fā)新材料及其成形技術(shù)、分析成形過(guò)程中的質(zhì)量缺陷及其有效控制等問(wèn)題奠定必要的理論基礎(chǔ)。為落實(shí)教學(xué)大綱的要求并兼顧本專業(yè)學(xué)生的就業(yè)方向，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中進(jìn)行了以下幾方面的探索，以提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)教學(xué)效果。

1 精心準(zhǔn)備，規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容

學(xué)習(xí)本課程不僅要求學(xué)生能夠掌握課程的基本體系和基本概念以及對(duì)基本理論的推導(dǎo)過(guò)程等要求，而且要求教師同時(shí)介紹學(xué)科內(nèi)容中的不同學(xué)術(shù)觀點(diǎn)及其學(xué)術(shù)背景，使學(xué)生能夠有一個(gè)比較、思考和消化的余地。另外，隨著新材料，新技術(shù)、新工藝的日新月異，有必要及時(shí)將它們?nèi)谌虢滩牡慕虒W(xué)內(nèi)容，開(kāi)闊學(xué)生專業(yè)視野。

我校材料成型與控制專業(yè)從屬機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科，其主要開(kāi)設(shè)課程接近機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)，且《材料成形原理》課程在第三學(xué)年開(kāi)設(shè)，材料科學(xué)基礎(chǔ)等相關(guān)知識(shí)較為薄弱。因此，在仔細(xì)研究教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上適當(dāng)補(bǔ)充晶體學(xué)、材料熱力學(xué)中的基礎(chǔ)內(nèi)容，但因課時(shí)限制，不宜講的太細(xì)太深，以免學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時(shí)不知所然。另一方面，本課程以教授金屬的液態(tài)成形、塑性加工及焊接加工基本原理為主，枯燥、繁瑣的理論公式推導(dǎo)容易使學(xué)生產(chǎn)生思維疲勞，并很快失去學(xué)習(xí)的積極性。為此有必要將教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際生產(chǎn)領(lǐng)域的現(xiàn)狀相聯(lián)系，在課前廣泛查閱參考資料，特別是與實(shí)際應(yīng)用密切相關(guān)的生產(chǎn)或科研實(shí)例，包括視頻、動(dòng)畫及圖片。對(duì)于那些冗長(zhǎng)而繁瑣的公式推導(dǎo)，則只要求大家能弄懂、掌握各步驟的前提條件、依據(jù)及其目的，重點(diǎn)在于會(huì)根據(jù)結(jié)論分析實(shí)際問(wèn)題。

PPT課件的精心準(zhǔn)備對(duì)課堂節(jié)奏的掌握非常重要，對(duì)涉及的一些常用且重要的生產(chǎn)工藝，我們多方面搜集直觀性資料，使學(xué)生對(duì)其原理有更為深刻的認(rèn)識(shí)。在教學(xué)設(shè)計(jì)上，圍繞重點(diǎn)突出，保證教學(xué)效果這一中心，將課程內(nèi)容做適當(dāng)調(diào)整，兼顧及時(shí)、準(zhǔn)確的了解相關(guān)領(lǐng)域的最新前沿動(dòng)態(tài)。

2 科學(xué)組織，活躍課堂氣氛

多媒體教學(xué)是現(xiàn)代教學(xué)手段的重要特征之一，通過(guò)多媒體可在有限的時(shí)間內(nèi)提供豐富的信息，這同時(shí)也要求教師能精準(zhǔn)的把握每堂課里應(yīng)講授的內(nèi)容，充分利用這一有效的教學(xué)手段使學(xué)生既能掌握教學(xué)重點(diǎn)，又可開(kāi)闊專業(yè)視野。如在講授焊接相關(guān)內(nèi)容前，先播放各種焊接工藝的簡(jiǎn)短視頻，同時(shí)對(duì)比介紹各自的工藝特點(diǎn)、適用場(chǎng)合和常見(jiàn)缺陷，引出熔焊工藝的重要影響因素－熱過(guò)程，使學(xué)生在后續(xù)焊接溫度場(chǎng)、熱循環(huán)及熱影響區(qū)的學(xué)習(xí)時(shí)能與之自然聯(lián)系起來(lái)。

在講授的每一章節(jié)內(nèi)容前，給出該章節(jié)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)圖，可使學(xué)生對(duì)所要學(xué)的大概內(nèi)容有個(gè)初步的印象，同時(shí)可以初步了解各知識(shí)點(diǎn)的相互關(guān)系，從而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課后預(yù)習(xí)。再在該章節(jié)內(nèi)容結(jié)束時(shí)結(jié)合結(jié)構(gòu)圖加以總結(jié)，這樣可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)掌握的牢固程度。而各個(gè)章節(jié)內(nèi)容的聯(lián)系與對(duì)比則可將本課程所闡述的內(nèi)容有機(jī)整合起來(lái)。只有打下了良好的理論基礎(chǔ)才可能在創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上有所突破。如在分析影響金屬塑性的各個(gè)因素中，應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)對(duì)金屬的塑性有很大影響，三向壓應(yīng)力狀態(tài)的增強(qiáng)有利于材料塑性的發(fā)揮，而在塑性成形力學(xué)基礎(chǔ)的章節(jié)中，靜水壓力不能使物體產(chǎn)生形狀變形或塑性變形，只能產(chǎn)生體積變化。如果沒(méi)有看到塑性變形與材料塑性的發(fā)揮之間在概念上的區(qū)別，就會(huì)在“靜水壓力只能使物體產(chǎn)生體積變化，與材料的塑性變形能力無(wú)關(guān)”這一命題前感到迷惑。

純粹傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)方式不利于培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型人才。在課堂教學(xué)過(guò)程中適時(shí)的與學(xué)生互動(dòng)，有利于活躍課堂氣氛，使學(xué)生的思維不至過(guò)于緊張，從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。如在開(kāi)課之初，學(xué)生對(duì)本課程的認(rèn)識(shí)并不全面，教師可先分別從金屬鑄造、鍛造和焊接結(jié)構(gòu)件在工程應(yīng)用中的典型事故出發(fā)，讓學(xué)生思考事故發(fā)生的可能原因，再介紹分析原因的基本思路，引出三種典型成形過(guò)程的基本問(wèn)題，使學(xué)生了解學(xué)習(xí)本課程的重要性和必要性。又如在課堂內(nèi)提出一些似是而非或容易混淆概念的說(shuō)法讓學(xué)生思考、討論、判斷，然后分析各概念的定義、適用范疇和錯(cuò)誤所在，通過(guò)類似的討論使學(xué)生對(duì)這些概念的本質(zhì)有了更為全面的認(rèn)識(shí)，從而有深刻的印象，也培養(yǎng)了通過(guò)現(xiàn)象分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，起到了良好的教學(xué)效果。

3 溫故知新，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果

由于人的記憶力有限，課堂抽出每一堂課的前幾分鐘回顧上一堂課的知識(shí)點(diǎn)對(duì)鞏固已學(xué)內(nèi)容尤其重要。因?yàn)閷W(xué)生還要完成其它課程的學(xué)習(xí)或參加必要的課外活動(dòng)，不可能靠四十五分鐘的課堂學(xué)習(xí)記住所有的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)。如在回顧合金凝固過(guò)程的傳質(zhì)問(wèn)題時(shí)，以菲克二定律為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)不同凝固條件下所作的假設(shè)，分析凝固過(guò)程中的溶質(zhì)再分配規(guī)律，將繁瑣的公式推導(dǎo)過(guò)程略去，強(qiáng)調(diào)的是推導(dǎo)每一步的依據(jù)和結(jié)論的分析。這樣，學(xué)生復(fù)習(xí)了前一堂課所學(xué)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，為接下來(lái)學(xué)習(xí)成分過(guò)冷及其對(duì)晶體生長(zhǎng)方式的影響打下基礎(chǔ)。通過(guò)這種方式一方面可以回顧上一堂課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，另一方面結(jié)合針對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)所布置的課后作業(yè)中出現(xiàn)的問(wèn)題作進(jìn)一步的分析和討論，再自然過(guò)渡到本堂課需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。從而使學(xué)生在進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)時(shí)能夠感覺(jué)到所學(xué)內(nèi)容是一脈相承和相互聯(lián)系的有機(jī)整體。

4 結(jié)語(yǔ)

材料成型及控制工程專業(yè)是一個(gè)具有典型材料學(xué)科特征的機(jī)械類專業(yè)，其基本知識(shí)體系中就涵蓋了機(jī)械學(xué)科和材料學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)。因此，本專業(yè)人才培養(yǎng)必然是厚基礎(chǔ)、寬口徑的模式。作為該專業(yè)的主干基礎(chǔ)課，《材料成形原理》課程為學(xué)習(xí)后續(xù)具體的成形技術(shù)、工藝方法、設(shè)備控制等知識(shí)，開(kāi)發(fā)新材料及其成形技術(shù)，分析成形過(guò)程中的質(zhì)量缺陷及其有效控制等問(wèn)題奠定必要的理論基礎(chǔ)。由于《材料成形原理》課程專業(yè)背景及各院校專業(yè)特色的多樣性，如何結(jié)合當(dāng)今社會(huì)對(duì)材料成型與控制專業(yè)人才的需求形勢(shì)，對(duì)提高《材料成形原理》課程教學(xué)效果進(jìn)行有益探索，培養(yǎng)厚基礎(chǔ)、寬口徑的高素質(zhì)人才，滿足社會(huì)對(duì)本專業(yè)人才的需求，仍是一項(xiàng)重要的研究課題。

參考文獻(xiàn)

[1]胡禮木等主編.材料成形原理[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2005，6.

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