基于工作過程導(dǎo)向的機(jī)械工程材料及熱處理課程改革

【摘 要】隨著工程材料不斷發(fā)展更新，機(jī)械工程材料以及熱處理的課程逐漸受到專業(yè)領(lǐng)域的重視。由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械工程材料以及熱處理課程模式不能滿足社會(huì)的生產(chǎn)需求，因此對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行控制，基于工作過程導(dǎo)向的課程改革是機(jī)械專業(yè)課程改革的發(fā)展方向。本文就機(jī)械工程材料及熱處理課程現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并基于過程導(dǎo)向提出具體建議。

【關(guān)鍵詞】過程導(dǎo)向;機(jī)械工程材料;熱處理;課程改革

前言：機(jī)械工程材料及熱處理課程是工科院校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的技術(shù)基礎(chǔ)課程，也是學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行深入了解，并且熟練掌握實(shí)踐操作技能的基礎(chǔ)課程。該課程抽象難懂，隨著教育對(duì)人才的培養(yǎng)目標(biāo)不斷增高，學(xué)生的應(yīng)用能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)逐漸落實(shí)。如何提高學(xué)生的能力，是學(xué)校教學(xué)改革中的難點(diǎn)。為此，本文以工作過程為導(dǎo)向，對(duì)機(jī)械工程材料以及熱處理課程進(jìn)行探究。

一、 機(jī)械工程材料及熱處理教學(xué)課程中存在的問題

（一）課程形式與其他學(xué)科脫節(jié)

傳統(tǒng)的機(jī)械工程材料及熱處理課程教學(xué)體系中，學(xué)校方面過于追求對(duì)教學(xué)課程內(nèi)容的完整性，在教學(xué)課程上不能創(chuàng)新，從而一直采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式。機(jī)械工程材料及熱處理課程與其他課程之間存在著相互聯(lián)系，但是學(xué)校課程教學(xué)不能使得各科之間教學(xué)相互聯(lián)系起來，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中不能提高其自身的工程應(yīng)用能力，導(dǎo)致自身的綜合能力較差。因此，學(xué)校應(yīng)該對(duì)教學(xué)課程進(jìn)行重組，形成應(yīng)用性和綜合性較強(qiáng)的課程成教學(xué)體系[1]。

（二）教學(xué)內(nèi)容不能及時(shí)更新

在機(jī)械工程材料及熱處理的教學(xué)內(nèi)容處理上，學(xué)校應(yīng)該根據(jù)不同學(xué)生以及專業(yè)進(jìn)行內(nèi)容上的篩選，對(duì)學(xué)生的綜合能力的要求為實(shí)際依據(jù)，決定課程內(nèi)容的取舍。例如，對(duì)于機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后的工作方向是產(chǎn)品設(shè)計(jì)和機(jī)械制造工作，傳統(tǒng)教學(xué)模式只是對(duì)教學(xué)材料的選擇和加工環(huán)節(jié)比較注重，但是，隨著材料科學(xué)不斷發(fā)展，學(xué)校應(yīng)該教會(huì)學(xué)生處理好材料與經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系，對(duì)于機(jī)械材料的選擇應(yīng)該倡導(dǎo)學(xué)生從環(huán)境保護(hù)以及可持續(xù)發(fā)展的角度考慮。

二、基于工作過程為導(dǎo)向的機(jī)械工程材料及熱處理課程改革策略

（一）課堂實(shí)驗(yàn)的引入

機(jī)械工程材料及熱處理這門課程中，概念性的知識(shí)非常多，并且該學(xué)科具有難懂復(fù)雜的特點(diǎn)，書本上的基本概念和實(shí)際規(guī)律都有著非直觀性的特點(diǎn)。教師單獨(dú)的對(duì)書本知識(shí)的講解，只能讓學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)更加迷惑，不能提高教學(xué)效果。為此，教師在教學(xué)中應(yīng)該引入相應(yīng)的演示性實(shí)驗(yàn)，教學(xué)實(shí)驗(yàn)的引入一方面能夠提高教學(xué)效果，另一方面還能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。例如教師在講到金屬結(jié)晶的工程中，學(xué)生對(duì)金屬結(jié)晶不能進(jìn)行直觀認(rèn)識(shí)，對(duì)形核和晶核變大的過程一知半解，因此，教師在考慮晶體都有的結(jié)晶規(guī)律中，可以讓學(xué)生通過對(duì)物質(zhì)例如鹽類晶體的結(jié)晶進(jìn)行觀察，從而更好的幫互助學(xué)生了解金屬結(jié)晶的過程[2]。

（二）金屬結(jié)晶教學(xué)實(shí)例分析

準(zhǔn)備工作：在玻璃上滴一滴飽和氯化鉀溶液，然后在投影儀中與學(xué)生一起觀察結(jié)晶的過程。

現(xiàn)象觀察：隨著玻璃上液體不斷蒸發(fā)，結(jié)晶首先從液滴的最邊緣處開始，并且逐漸向著中間擴(kuò)展。在結(jié)晶的第一階段就是在液滴的最外層形成一圈比較細(xì)膩的等軸晶體，然后這些等軸晶體成為晶體發(fā)展的核心，并向著各個(gè)方向延伸生長(zhǎng)出柱狀晶。從觀察中可以看出那些從液滴中心生長(zhǎng)出來的柱狀晶體由于很容易從邊緣的液體出得到補(bǔ)充，從而發(fā)展生長(zhǎng)的比較快。晶體除了想液滴中心生長(zhǎng)以外，還在垂直的柱狀晶主軸方向上還會(huì)長(zhǎng)出二次、三次晶軸，從而形成了典型的平面柱狀樹枝晶。而隨著時(shí)間的過去，結(jié)晶的過程不斷向前進(jìn)行，最后在液滴中心的部位逐漸形成了四面八方的等軸狀樹枝晶。

結(jié)論：通過以上的結(jié)晶演示實(shí)驗(yàn)中可以看出，學(xué)生在課堂上能夠集中精力思考問題，對(duì)結(jié)晶現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)觀察與記錄。在興趣教學(xué)中加深了學(xué)生對(duì)金屬結(jié)晶的規(guī)律以及重點(diǎn)概念的掌握。

在這樣的實(shí)踐教學(xué)中，教師應(yīng)該通過現(xiàn)象慢慢講解理論知識(shí)，邊演示現(xiàn)象邊幫學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)所表達(dá)的理論。改變傳統(tǒng)教學(xué)模式的枷鎖，將課堂教學(xué)由教師傳遞知識(shí)信息轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自己能從現(xiàn)象中找到知識(shí)產(chǎn)生的根源，這種由被動(dòng)邊主動(dòng)的過程不僅能夠增加學(xué)生對(duì)專業(yè)技能的掌握，也能將知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合，促進(jìn)機(jī)械工程材料及熱處理專業(yè)課程學(xué)習(xí)。這樣的過程極大的增加了學(xué)生的對(duì)知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)，并對(duì)較難理解的概念有了感悟，并對(duì)理論規(guī)律有了新的掌握。使得教學(xué)教學(xué)明顯提高。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在內(nèi)容以及方法上的改革對(duì)培養(yǎng)綜合型的高素質(zhì)人才至關(guān)重要。它不僅是實(shí)踐教學(xué)改革中的重點(diǎn)部分，也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的難點(diǎn)，為了緩解機(jī)械工程材料及熱處理課程傳統(tǒng)而的單一的缺點(diǎn)，教師應(yīng)該帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的類型、方法以及考核方式進(jìn)行共同探索，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新，積極參與到學(xué)校組織的綜合型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)中來。這種實(shí)驗(yàn)中的模塊化教學(xué)采用了新的教學(xué)模式，結(jié)合具體專業(yè)知識(shí)組成，將教學(xué)目的作為教學(xué)改革的切入點(diǎn)，不斷加深對(duì)課程實(shí)踐的理解與掌握[3]。

三、結(jié)語

綜上所述，機(jī)械工程材料及熱處理課程教學(xué)中，最關(guān)鍵的部分不是讓學(xué)生懂得理論知識(shí)，而是通過教學(xué)實(shí)踐使得學(xué)生對(duì)理論知識(shí)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，并對(duì)材料的結(jié)構(gòu)以及選擇進(jìn)行合理而科學(xué)的處理，鼓勵(lì)學(xué)生掌握規(guī)律學(xué)習(xí)，從切實(shí)可行的問題解決中找到學(xué)習(xí)的興趣，從而提高專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。

本文是湘教通[2015]291號(hào)531課題“基于CDIO理念的機(jī)械工程材料課程教學(xué)改革研究”的科研成果。

作者簡(jiǎn)介：劉紅華（1974—），男，湖南桃江人，湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院教師，碩士，講師，高級(jí)技師，主要從事機(jī)械專業(yè)教學(xué)工作。

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