机械工程材料实验教学改革

韩海媚

【摘 要】本文从《机械工程材料》实验教学的现状出发，以培养工程应用型技能人才为目标，以就业为导向的教改思想指导下，为适应我校应用型本科和“卓越计划”培养人才的需要，根据机械工程材料课程的性质和特点，通过认真分析，拟对实验教学环节的教学理念、实验内容、教学方法、实验室建设等方面进行改革。

【关键词】机械工程材料;实验教学;改革

0 引言

实验是使科学技术转化为生产力的重要桥梁，是培养创造型人才的摇篮，是培养技术应用型人才的发源地。因此，在高等学校人才培养过程中，实验是整个教学过程中的重要环节之一，是理论联系实践的过程。同时，学生实际动手能力及创新意识和创新能力得到了加强，在人才培养过程中具有重要的地位和作用[1]。

《机械工程材料》是高等工科院校机械类专业的一门专业基础必修课。该课程的任务是从机械工程材料的应用角度出发，阐述机械工程材料的基本理论，以及材料的化学成分、加工工艺、组织结构与性能之间的关系，介绍常用机械工程材料及应用等基本知识。目的是使学生通过学习，在掌握机械工程材料的基本理论及基本知识的基础上，具备根据机械零件的使用条件和性能要求，对机械零件进行合理地选材及正确制定零件加工工艺路线的初步能力[2]。该课程的理论性及实践性均很强。但学生缺乏学习课程所需要的比较丰富的专业生产的知识和经验，学习方法与习惯不容易迅速适应。在授课过程中，学生通常是被动地接受学习，缺乏独立分析与思考的能力，从而最终影响学生的总体学习质量。在《机械工程材料》课程教学体系中，实验教学是其重要环节，占总课时的20%，因此，实验教学在提高学生的动手能力、培养创新型实用型人才等方面具有重要作用。

近年来，《机械工程材料》由于课程内容、学科调整、专业改造、教学计划等方面的变更，总学时在减少，实验学时和实验项目也随着大大减少;从实验内容和项目的设置方面看，以验证性、演示观察性的分散小型实验为主;从实验教学观念看，过份强调理论课程的指导性，忽略了实验的能动性，把实验作为理论教学的附属品，使其机械附于理论课程;从实验教学方法看，方法陈旧、单一，给学生在自主方面的机会和空间少，缺乏对学生动手和能力的培养。这种实验教学不仅不能适应现代化人才培养模式，在培养学生分析问题、解决问题的能力、创新能力、提高学生综合素质方面也无法起到积极的作用[3-4]。

1 改革内容

（1）改革教学模式;突出强调以学生为主体，独立完成实验，发挥学生的主体能动性[5]

①因学生学习能力参差不齐，在改革初期，可尝试让学生自由选择是做综合性、设计性实验还是常规实验，给有能力的学生一定的发挥空间，效果好可推广到全部学生;

②实验材料的选择。学生可用老师指定的材料，也可选择自己感兴趣或实际学习生活中接触的材料进行实验。这样提高了学生对实验内容的兴趣，且让学生感觉到实验的实用性，而不是对一个毫不相干的零件或材料进行测量;

③时间自由。实验室开放后，学生在做足充分的准备工作后，在人数允许的情况下，预约实验时间，而不是按规定批次进行实验。第一次实验不成功或者对结果不满意可以重复进行，没有时间限制。

（2）教学内容和教学方法的改革——强化实验的综合性和设计性

实验内容更新，满足就业需求，增加综合性、设计性实验。具体为首先学生从多个不同的任务书中任选一份，然后运用理论课所学的知识结合自行查阅资料选择合适的材料，设计加工流程，制定合理的热处理工艺规范，并要求学生亲自独立完成热处理操作、硬度检测、金相试样制备、组织观察与分析等过程。这种综合性实验教学模式可提高学生应用知识的能力，激发学生的求知欲、创新意识和创新能力。

（3）实验室建设

实验室是实验改革的具体场所，实验改革的实施应该与实验室建设同步进行。具体为：

①师资方面：开设综合性设计性实验必须要有高层次综合性人才的师资队伍，应具备教学、实验、科研的综合经验。解决这一问题一是可通过引进高层次人才到实验室工作;二是对现有的师资队伍进行培养以提高综合素质;三是提高实验室工作人员的待遇保证师资队伍的稳定性及高水平性。通过多种方式满足综合性设计性实验对师资队伍高标准的要求。

②设备条件：改革是为学生创造更好的实验教学条件，给学生创造更多动手操作的机会，因此必须加强实验室设备条件的建设。一是必须增加设备台套数，保证每个学生有亲自动手操作的机会;二是学生自己动手实验的机会增加，因此设备的可靠性、性能、规格必须更高;三是紧跟社会发展，及时更新设备，让学生了解到本学科的前沿。

（4）网络化教学

①综合性设计性实验首先是学生选择题目，预约时间等，这些可以都可以通过网络实现;

②实验室是综合性设计性实验的实施场所，因此要求实验室必须实行开放。因为整个实验过程时间长，且以学生为主体，老师为辅助的方式进行。因此可在实验室增设现代化教学设备，比如增加投影仪。学生可自行查阅与实验相关的资料，比如开放性实验的管理规定，实验任务书，铁碳合金金相电子图，硬度测量的换算表，各类仪器的结构及操作要求和注意事项，老師的演示操作录像等。

③学生在实验室可通过网络显微互动实验设备仪器进行实验数据或照片采集、存储和粘帖至电子文档实验报告中，同时可把自己的结果与标准结果进行对比等。最终形成电子文稿实验报告提交给指导老师。中间也可与在线的其他同学或实验老师交流，对比实验结果，探讨实验过程所涉及到的问题等。

2 总结

通过改革，培养和锻炼了学生的自学能力，发现问题、分析问题和解决问题的能力以及学生综合应用知识的能力。进一步实现理论基础教学和应用能力培养相结合;课程内容与技术发展相结合;实验项目设置与工程问题相结合;实验内容与工程实践所需的综合性知识应用相适应，最终实现理论指导下的综合创新。

【参考文献】

[1]杨晓丽，李元强，那明君，张惠友.《机械工程材料学》实验教学环节的改革[J].强化能力培养，362-365.

[2]于永泗.机械工程材料[M].8版.大连：大连理工大学出版社，2010.

[3]肖宏滨，王长生，王顺兴.《机械工程材料学》综合实验教学改革[J].实验室科学，2006（3）：19-22.

[4]王长生，王宇飞，肖宏滨，朱利敏.《机械工程材料学》综合实验教学改革与实践[J].实验室科学，2008（2）：29-32.

[5]曾美琴，陈灵，邹敢锋，梁耀能.《机械工程材料学》的教学改革及实践[J].北京大学学报：哲学社会科学版，2007（5）：101-103.

[责任编辑：杨玉洁]