“材料成形技术基础”课程教学改革探讨*

贺毅强

(淮海工学院 机械工程学院,江苏 连云港 222005)

“材料成形技术基础”是针对机械类、材料类各专业开设的一门专业基础课,作为一门学科主干专业基础课,它在机械类专业的人才培养中占有非常重要的地位[1]。学生通过该课程的学习,在金工实习的基础上,可进一步获得毛坯成形和零件加工工艺的知识,掌握主要的材料成形方法，如铸造、锻压、焊接、粘接、粉末冶金、塑料成形的基本原理和工艺特点,以及表面修复与防护的方法和工艺等,具备选择毛坯和综合运用工艺知识,增强分析零件结构工艺性的初步能力,为学习后续课程，如“工程材料”“塑料模具设计与制造”“冲压模具设计与制造”和“特种加工”等的学习奠定基础。“材料成形技术基础”是一门与成形工艺结合紧密的、具有较强应用性的技术基础课,教师需要重视学生应用能力的提升，但也不能因此忽视对成形原理的教与学[2]。

机械设计制造及其自动化专业要求学生主要掌握机械设计与制造的基本理论和电工技术、计算机信息处理技术的基本知识,具备进行产品设计、制造和生产组织管理的能力,成为能从事设计、制造、运行管理和经营销售等方面工作的高级复合应用型工程技术人才。“材料成形技术基础”课程的建设正是围绕这一核心展开的。本文结合笔者多年的教学经验,以提高教学效果及培养学生的创新思维及能力为目的,从课程的教学内容、教学方法以及考核手段等三个方面对“材料成形技术基础”课程的教学改革进行了探索。

一、优化教学内容

把握好教学内容,是提高教学质量和教学效果的重要因素。 随着科技的迅猛发展,课程教学内容的不断补充和更新成为课程改革的重要内容之一。

“材料成形技术基础”课程的教学内容应当体现当代社会的需求,因此必须及时更新。课程内容的拓展主要表现为教学内容应紧密结合材料成形技术的前沿,在教学过程中及时借鉴和吸收与材料成形技术有关的最新科研成果[3]。在具体的教学实践当中，通过聘任企业工程技术人员作为学生的兼职指导教师,同时选派教师到企业挂职锻炼,促进学校与企业之间的交流,可以使教师和学生随时了解社会需求,更新知识。教师可以利用学生空余时间,带领学生到工厂参观实习,以此增强学生对专业课程的感性认识。一系列方式多样的实践教学,可使学生进一步加深对“材料成形技术基础”课程专业知识的理解,同时也能够使他们了解科研的基本程序,为将来参加社会工作或科研工作奠定基础。

“材料成形技术基础”课程的教学应将“教、学、研、产”一体化的教学理念贯穿始终。这一教学理念主要体现为:(1) 通过课堂教学、实验课程、毕业设计等,引导学生有限适度地参与到各类科研项目当中,以培养学生扎实的理论基础，提升他们的创新能力，特别是通过实验课程如显微组织分析实验、焊接实验、铸造实验等帮助学生将书本知识与实际应用有机结合,避免由于理论知识过于抽象而产生难以被学生理解、接受的问题。此外,对于对材料科学感兴趣的学生,特别是准备在专业领域继续深造的学生，教师应引导他们们在毕业设计中选择材料成形技术方面的课题,或者让他们参与到指导教师的科研课题当中,从而真正实现教学与科研的结合,同时，这些措施也可以使学生熟悉科研程序,提高科研创新能力。(2) 加强本科生教育与校企合作的联系。“材料成形技术基础”课程的应用性强调了其实践的本质特征。因此，教师在教学当中应组织学生到企业实习,使课程教学真正与实际生产结合起来。(3) 课堂教学应将理论知识(包括钢铁材料的粉末制备、粉末注射、烧结、热处理、微观组织和力学性能等)融入到材料的性能及应用意义、材料的凝固与结晶组织、材料的变形断裂与强化机制、钢的热处理等章节的技术讲解中。同时围绕电沉积、粉末冶金、机械合金化、注射成形、材料显微组织观察、力学性能测试等材料科学方面的项目,分别开设一系列开放性实验。工程实践项目和本科毕业设计可包括粉末注射成形、复合电沉积制备金属基复合材料、快速凝固铝合金的制备与分析等。作为课程教学的辅助，学院还可通过开设由浅入深的专题学术报告(讲坛)来拓展学生的学术视野。上述措施可极大激发学生的学习兴趣。

二、注重全方位、多样化的教学手段

“材料成形技术基础”课程应灵活采用多种先进的、与传统相结合的教学手段,有效调动学生的学习积极性,促进学生积极思考,提高学生的自主学习能力。除常规性教学手段以外,笔者还探索了几种具有一定特色的教学手段。

(一) 与国内其他高校开展合作

近年来,新材料领域的非晶材料及复合材料等快速发展,但其在现有课程教学中几乎没有涉及。为了让学生更多地了解“材料成形技术基础”相关的新知识和新技术,学校可以通过组织教师出国交流学习,进一步扩充教师在“材料成形技术基础”方面的知识,从而使“材料成形技术基础”课程建设真正实现国际化。此外,学校还可以通过定期举办学术报告，聘请国内其他高校和科研机构的专家学者前来授课、讲座、共同开展实验等方式,开拓学生在专业领域的视野，使学生快速地了解高材料成形技术专业领域的国内外最新动向。与外校教授开展教学研讨的活动,不仅对教师学习国内外先进教学方法，把握专业学术动态具有重要作用,而且对培养学生在材料成形技术方面的科研兴趣具有一定作用,这对于改进该课程的教学效率具有重要意义。

(二) 强化实验教学，注重课内外教学的结合

“材料成形技术基础”知识覆盖面广，实践性强。要使学生能较好地掌握教学内容，必需加强实践教学,对实践教学时间、内容进行合理安排,使学生在实践过程中获得良好的效果[4]。为适应新世纪科技发展对机械工程复合型人才培养的需要,高校可以利用校外实践教学基地,将理论、实验、实习、工程、科研及毕业设计等教学手段有机结合。淮海工学院充分利用校内外实践教学基地实施了对低年级本科生材料成形技术认知环节的教育与培养；积极引导本科生参与到教师的科研课题以及硕士研究生的毕业课题中,结合教师的各种国家级、省部级的科研和工程项目,帮助学生逐步理解科研和工程的概念、实施方案的选择原则等；分期分批组织学生到实践教学基地参观学习，使学生对铸造、锻压、焊接、粉末冶金等方面的技能都产生了切身体会和较为全面的了解,拓宽了学生的工程视野。这些措施让学生能够更深刻地体会课堂教授的理论知识,对巩固教学成果起到了极大的促进作用。

(三) 现代化教育技术与传统教育技术的结合

“材料成形技术基础”课程在教学思想和教学方法上注重培养学生自主学习的意识,培养学生自我提高的能力,激发学生自我提高的能力,并努力创造良好的学习氛围[5]。目前，该课程的教学普遍采用了现代化教育技术和方法，包括多媒体课件制作、网上教学与答疑等；课程内容大都实现了电子化,包括课程简介、教学文件、师资队伍、课程教案、典型例题、模拟练习、课程作业、在线交流、效果评价等。在此基础上，“材料成形技术基础”课程的教学还应通过校园网络,克服教师与学生在空间上、时间上的障碍,将授课内容由教室延伸到校园的每个角落[6]。该课程的教学录像应涉及基本理论和实践两部分,包括名师讲解、实验原理分析、实验系统的搭建及材料成形技术相关领域最新科技成果介绍等,同时可以介绍学生参加科研实践的一些作品，这将有助于学生了解复合材料、粉末冶金等方面的知识[7]。同时，教师还可以吸收传统教学方法的优点,通过教师板书、课堂测验、课后作业的方法,有效拉近教师和学生的距离。现代化教育技术与传统教育方法的结合,能够兼顾两种方法的特点和优势，进一步提高教学效果。

三、多层次的考核方法

教学改革能否取得切实的效果,对学生的评价考核方法是重要因素之一。从实际情况来看，课程教学不能仅局限于教授课本上的知识,而必须在提高学生分析问题和解决问题的能力上下功夫,并不断增强学生创新能力的教育。对此,传统的学生评价机制必须进行优化。高校可制定如下多层次的考核办法:(1) 以课堂教学为主体的考核方法。对于申请参加开放实验的学生,可按照“实验成绩占20%,平时成绩占20%,期末考试成绩占60 %”的方式评分。开放性实验是指根据先进材料加工实验室现有条件,自主设计实验,撰写实验设计报告(包括实验目的、原理、步骤等),获任课老师批准后,在实验指导教师指导下完成的实验。通过开放性实验设计,学生可以加深专业知识的认识,培养了初步的独立完成项目工作的能力，因此，实验成绩应占到一定比例。(2) 鼓励学生创新与实践。具体考核方法是将曾参加“材料成形技术基础”课程相关内容“工程实践”的学生的成绩计入平时成绩。(3) 课堂提问计入平时成绩。这一措施的目的是提高学生上课时听课的积极性和思考问题的主动性。

参考文献:

[1] 李志扬,张福豹,倪红军,等.材料成形技术基础课程教学改革实践与探索[J].中国现代教育装备,2013(15):34-36.

[2] 吴树森,柳玉起,熊建钢,等.《材料成形理论基础》课程内容及教学方法探讨[J].理工高教研究,2005(5):62-63.

[3] 雷声,龚雪,李云,等.现代教育理念和“工程材料及其成形技术基础”课程教学改革[J].湖北理工学院学报,2013(1):55-58.

[4] 徐立新.谈高速铁路背景下材料成形技术基础课的教学[J].教书育人：高教论坛,2011(30):84-85.

[5] 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(23):90-93.

[6] 阮慧珊.《材料成形技术基础》网络课程的开发[J].福建电脑,2005(9):161.

[7] 贺毅强,冯立超,陈志钢,等.现代粉末冶金金属：陶瓷复合材料[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2011.