基于CAI的《工程材料》課程教學研究改革

敖培云

新余學院機械工程學院

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基于CAI的《工程材料》課程教學研究改革

敖培云

新余學院機械工程學院

《工程材料》課程是介紹機械工程常用的材料及其基礎理論的課程，是我國工科的機械基礎教材。計算機輔助教學（CAI）是指在計算機輔助下通過與學生對話的方式，探討教學內容，安排教學過程和教學訓練的教學模式。本文將結合《工程材料》課程教學的現狀，探討CAI對于課程改革的作用。

《工程材料》 CAI 教學研究

近年來，隨著多媒體技術的飛速發展，CAI系統在教育領域的應用已成為教育教學改革的一個熱門話題，使用計算機輔助教學的關鍵是多媒體計算機輔助教學課件的制作。CAI課件的應用將對工程材料的課程產生深遠的影響，《工程材料》是機電類專業的一門重要專業技術基礎課，教師講課難度大，學生也很難聽懂。一般同學都認為學習此門課既抽象，又難理解，而利用計算機技術、多媒體技術、網絡技術制作CAI課件并應用在教學中，能夠幫助學生加深了解，并培養和提高其職業能力和創新能力。

1　《工程材料》教學現狀

1.1實驗缺乏操作性

《工程材料》課程中實驗材料及熱處理的實驗有：拉伸試驗、硬度試驗、沖擊試驗以及觀察鐵碳合金平衡組織、碳鋼熱處理和合金鋼及鑄鐵的顯微組織試驗，而在這些實驗中大都是在教學過程中進行講解的，多為示范性實驗，學生親自動手的情況很少。因為實驗只關系到幾個獨立的知識，學生在實驗的過程中只要依據理論和實驗指示完成實驗操作即可，最后填寫實驗報告。但是這樣的實驗完成后，學生所掌握的知識點非常淺顯，不能了解材料的組成結構、力學性能和熱處理工藝等深入性知識，也不懂得實驗操作的技能重點，更體會不出實驗的作用，大大限制了學生的思維能力和創造潛能的發揮。

1.2學習缺乏協調性

《工程材料》的教學不僅需要學生掌握材料的性能和選材方法，還需要知道材料改性和強化的技藝，更需要掌握把毛坯粗加工為合格產品的工藝。在實習的過程中，實踐培訓內容和課程理論是不協調的，不能形成完整的知識體系。雖然學生也會有產品，但產品沒有使用價值，而熱處理培訓又只有簡單的焊接操作，所以沒有真正的專業環境是無法實現全面知識和能力的培養和技能提升的。在實踐中的教學內容安排理論內容比較小，沒有考慮到學習內容的特點。

1.3題目缺乏實際性

學生實踐內容獨立，工程材料和強化與材料成型過程間缺乏一個連貫與綜合的過程，一些學生雖然階段理論考試或培訓考試成績很好，而綜合分析，設計，制造一個特定的部分時，他們卻覺得無法開始，在教學過程中，缺乏一個能掌握全面研究內容的綜合性培訓課題。

2　基于CAI的《工程材料》課程教學改革

2.1轉變教學方式

傳統的黑板教學模式效果比較差，而CAI因為運用了圖像、視頻、動畫等多種媒體形式，添加方便，能更好地適應和滿足教學內容的特征。如動畫的使用可以讓教學中的機械加工工藝和理論過程變得非常直觀而生動，加上可以隨時打斷發表問題、思考和討論，在調用新的機床設備圖形時也非常方便。所以CAI能把教學上的壞點變為積極的方面，使CAI在教學中發揮極大的優勢和潛能。

2.2結合模擬實踐

在教學方面，還可以使用CAI的模擬操作功能，一方面，學生能有充裕的時間在模擬器上進行操作實踐，既能使學生快速了解操作的方法和步驟，還能鍛煉其獨立操作的能力，減少學生對真實操作的恐懼；另一方面，CAI的模擬器經濟耐用，在實踐練習的過程中并不消耗材料，從而免去了實習經費和機械的浪費和損耗。另外將模擬實踐和平常學習相結合，還能激發學生的學習興趣，拓寬學生的專業知識和創新能力。CAI不僅是學生的自學課件，還是教師的模擬課件，如果用計算機模擬代替實物操作，不僅可以獲得模擬程序中的變化參數結果，還能在模擬實踐過程中改變其參數設置，獲取更加完善的數據，以此達到節約實驗材料和縮短實驗時間的作用。

2.3改善教學內容

在教學課程方面，教學的重點一直都在學生分析和解決問題的能力上，而運用CAI就能輕易地構造一個綜合的教學環境，把學生的注意力集中起來，讓他們盡情地發揮思維、記憶和想象力。在普通教學的過程中，一般是以使用掛圖講解為基礎，配合幻燈片以及錄像來講解具體細節等，但是CAI卻可以將上述方式合而為一，讓學生在獲取信息的同時，加深其給予的印象，如果在后期教師再對學生進行啟發，讓學生自主進行分析和討論，將會使課堂教學達到不一樣的效果。

3　結語

CAI是教育領域中漸漸成熟的一種教學方式，因其創新的方法和應用，給教育界帶來了巨大的變革。而《工程材料》課程是機械類專業的重要組成部分，與其它的課程相互依存和相互影響，如果我們對其進行研究改革，使其達到教與學的相互合作和各方的團結支持，并在實踐中大膽探索，結合實際情況，必能在未來為社會創造出良好的教學環境和大量的高素質創新型人才。

［1］ 楊旭超.從教育學習理論看CAI課件寫作［J］.計算機時代，2015（1）：66-68

［2］ 倪衛華.汪中厚.機械工程材料教學方法探討［J］.教育教學論壇，2015（9）：155-156