機械工程材料實驗教學改革

韓海媚

【摘 要】本文從《機械工程材料》實驗教學的現狀出發，以培養工程應用型技能人才為目標，以就業為導向的教改思想指導下，為適應我校應用型本科和“卓越計劃”培養人才的需要，根據機械工程材料課程的性質和特點，通過認真分析，擬對實驗教學環節的教學理念、實驗內容、教學方法、實驗室建設等方面進行改革。

【關鍵詞】機械工程材料;實驗教學;改革

0 引言

實驗是使科學技術轉化為生產力的重要橋梁，是培養創造型人才的搖籃，是培養技術應用型人才的發源地。因此，在高等學校人才培養過程中，實驗是整個教學過程中的重要環節之一，是理論聯系實踐的過程。同時，學生實際動手能力及創新意識和創新能力得到了加強，在人才培養過程中具有重要的地位和作用[1]。

《機械工程材料》是高等工科院校機械類專業的一門專業基礎必修課。該課程的任務是從機械工程材料的應用角度出發，闡述機械工程材料的基本理論，以及材料的化學成分、加工工藝、組織結構與性能之間的關系，介紹常用機械工程材料及應用等基本知識。目的是使學生通過學習，在掌握機械工程材料的基本理論及基本知識的基礎上，具備根據機械零件的使用條件和性能要求，對機械零件進行合理地選材及正確制定零件加工工藝路線的初步能力[2]。該課程的理論性及實踐性均很強。但學生缺乏學習課程所需要的比較豐富的專業生產的知識和經驗，學習方法與習慣不容易迅速適應。在授課過程中，學生通常是被動地接受學習，缺乏獨立分析與思考的能力，從而最終影響學生的總體學習質量。在《機械工程材料》課程教學體系中，實驗教學是其重要環節，占總課時的20%，因此，實驗教學在提高學生的動手能力、培養創新型實用型人才等方面具有重要作用。

近年來，《機械工程材料》由于課程內容、學科調整、專業改造、教學計劃等方面的變更，總學時在減少，實驗學時和實驗項目也隨著大大減少;從實驗內容和項目的設置方面看，以驗證性、演示觀察性的分散小型實驗為主;從實驗教學觀念看，過份強調理論課程的指導性，忽略了實驗的能動性，把實驗作為理論教學的附屬品，使其機械附于理論課程;從實驗教學方法看，方法陳舊、單一，給學生在自主方面的機會和空間少，缺乏對學生動手和能力的培養。這種實驗教學不僅不能適應現代化人才培養模式，在培養學生分析問題、解決問題的能力、創新能力、提高學生綜合素質方面也無法起到積極的作用[3-4]。

1 改革內容

（1）改革教學模式;突出強調以學生為主體，獨立完成實驗，發揮學生的主體能動性[5]

①因學生學習能力參差不齊，在改革初期，可嘗試讓學生自由選擇是做綜合性、設計性實驗還是常規實驗，給有能力的學生一定的發揮空間，效果好可推廣到全部學生;

②實驗材料的選擇。學生可用老師指定的材料，也可選擇自己感興趣或實際學習生活中接觸的材料進行實驗。這樣提高了學生對實驗內容的興趣，且讓學生感覺到實驗的實用性，而不是對一個毫不相干的零件或材料進行測量;

③時間自由。實驗室開放后，學生在做足充分的準備工作后，在人數允許的情況下，預約實驗時間，而不是按規定批次進行實驗。第一次實驗不成功或者對結果不滿意可以重復進行，沒有時間限制。

（2）教學內容和教學方法的改革——強化實驗的綜合性和設計性

實驗內容更新，滿足就業需求，增加綜合性、設計性實驗。具體為首先學生從多個不同的任務書中任選一份，然后運用理論課所學的知識結合自行查閱資料選擇合適的材料，設計加工流程，制定合理的熱處理工藝規范，并要求學生親自獨立完成熱處理操作、硬度檢測、金相試樣制備、組織觀察與分析等過程。這種綜合性實驗教學模式可提高學生應用知識的能力，激發學生的求知欲、創新意識和創新能力。

（3）實驗室建設

實驗室是實驗改革的具體場所，實驗改革的實施應該與實驗室建設同步進行。具體為：

①師資方面：開設綜合性設計性實驗必須要有高層次綜合性人才的師資隊伍，應具備教學、實驗、科研的綜合經驗。解決這一問題一是可通過引進高層次人才到實驗室工作;二是對現有的師資隊伍進行培養以提高綜合素質;三是提高實驗室工作人員的待遇保證師資隊伍的穩定性及高水平性。通過多種方式滿足綜合性設計性實驗對師資隊伍高標準的要求。

②設備條件：改革是為學生創造更好的實驗教學條件，給學生創造更多動手操作的機會，因此必須加強實驗室設備條件的建設。一是必須增加設備臺套數，保證每個學生有親自動手操作的機會;二是學生自己動手實驗的機會增加，因此設備的可靠性、性能、規格必須更高;三是緊跟社會發展，及時更新設備，讓學生了解到本學科的前沿。

（4）網絡化教學

①綜合性設計性實驗首先是學生選擇題目，預約時間等，這些可以都可以通過網絡實現;

②實驗室是綜合性設計性實驗的實施場所，因此要求實驗室必須實行開放。因為整個實驗過程時間長，且以學生為主體，老師為輔助的方式進行。因此可在實驗室增設現代化教學設備，比如增加投影儀。學生可自行查閱與實驗相關的資料，比如開放性實驗的管理規定，實驗任務書，鐵碳合金金相電子圖，硬度測量的換算表，各類儀器的結構及操作要求和注意事項，老師的演示操作錄像等。

③學生在實驗室可通過網絡顯微互動實驗設備儀器進行實驗數據或照片采集、存儲和粘帖至電子文檔實驗報告中，同時可把自己的結果與標準結果進行對比等。最終形成電子文稿實驗報告提交給指導老師。中間也可與在線的其他同學或實驗老師交流，對比實驗結果，探討實驗過程所涉及到的問題等。

2 總結

通過改革，培養和鍛煉了學生的自學能力，發現問題、分析問題和解決問題的能力以及學生綜合應用知識的能力。進一步實現理論基礎教學和應用能力培養相結合;課程內容與技術發展相結合;實驗項目設置與工程問題相結合;實驗內容與工程實踐所需的綜合性知識應用相適應，最終實現理論指導下的綜合創新。

【參考文獻】

[1]楊曉麗，李元強，那明君，張惠友.《機械工程材料學》實驗教學環節的改革[J].強化能力培養，362-365.

[2]于永泗.機械工程材料[M].8版.大連：大連理工大學出版社，2010.

[3]肖宏濱，王長生，王順興.《機械工程材料學》綜合實驗教學改革[J].實驗室科學，2006（3）：19-22.

[4]王長生，王宇飛，肖宏濱，朱利敏.《機械工程材料學》綜合實驗教學改革與實踐[J].實驗室科學，2008（2）：29-32.

[5]曾美琴，陳靈，鄒敢鋒，梁耀能.《機械工程材料學》的教學改革及實踐[J].北京大學學報：哲學社會科學版，2007（5）：101-103.

[責任編輯：楊玉潔]