机械工程材料基础实验教学改革探索

段朋云 吴俭 石培蕾

【摘要】分析了机械工程材料基础实验的教学现状，针对现有实验教学中存在的问题，通过教学录像和互动教学系统等多媒体方式的使用，从教学模式和教学内容上进行了改革探索，提高了实验教学质量，强化了基础实验技能训练，为学生进行综合实验实践能力的提高和创新能力的发展打下了坚实的基础。

【关键词】机械工程材料  基础实验  教学改革

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）11-0224-01

1.引言

《机械工程材料》是高等学校机械类和近机械类各专业的重要技术基础课，目的是学生获得工程材料的基本理论知识，这是一门理论性和实践性都很强的课程，通过实验能加深学生对理论知识的理解、巩固和提高。但传统的机械工程材料实验教学存在着一些问题和不足，为了发挥实验教学的作用，保证其质量，进行有意义的教学改革非常必要。针对原来实验教学不足之处，本文从实验内容与模式等方面进行了一定的改革和探索。

2.原实验教学的现状分析及存在问题

目前的实验模式多为学生按照制定的实验指导书和实验报告上的内容，在实验老师的指导下按部就班的完成实验操作，如此一来存在诸多问题，学习与实验的过程中往往缺乏主动性和积极性，对于验证性实验和认知型基础实验，理论印象不够深刻，对实验的认知与理解模糊，实验准备不足，实验技能不能全面掌握。

3.实验教学的改革措施

为了使学生更好的理解和掌握理论课上所学的基础知识，传统的机械工程材料实验将部分课程知识转化为实验验证，这对学生打下扎实的基础专业知识和技能很有必要，同时机械工程材料基础实验在学生机械综合实验知识和能力的培养中占有十分重要的地位，学生通过基础型实验的训练，对其机械综合实验能力的提高、工程能力和自主创新能力的培养也有很大的帮助，为了使学生在基础实验的过程中提高积极性和主动性，对实验的认知和理解更加清晰深刻，我们从教学以下几个方面进行了探索：

3.1 教学方法的改革

教学录像片能集文字、图像、声音、动画于一体，真实的反映实验环境和仪器设备操作，易于激发学生身临其境的参与感，是进行实验展示与沟通的重要手段。实验教学过程中使用优秀的教学录像片，能使同学们清晰的认识到实验仪器设备的结构，轻松有趣的掌握仪器设备的操作步骤，比如在进行金相试样的制备实验时，利用录像片使学生能清晰明确的学习到试样制备的步骤，认识相关实验设备。

3.2 教学模式的改革

实验中铁碳合金组织观察与认识为典型的认知实验，多数的认知实验教学模式为说教式，为了发挥学生在实验中的主体与主导地位，实验室引入了金相网络数码互动教学系统，该系统包括教师端和学生端，集成多方面软件，能进行图像分析、实验考查、自主选课等。学生在完成金相试样制备后，可以独立进行图像采集、组织分析和形态测量等操作，并能根据不同材料的要求，选取各个模块进行分析。互动教学系统既能播放教师机上的教学活动，也能转播某个学生机的典型画面，实验中同学们相互配合协作，采集不同材料的金相组织照片，老师和学生们就能利用转播查看每个同学制备的金相试样组织照片，在有限的时间内获得更多的信息。同时加入研讨环节，让学生参与教学[1]，利用所学知识对其实验结果进行分析和讲解，老师补充完善，学生能独立思考并分析问题，并锻炼语言组织表达能力，相对于传统实验教学模式，这种教-学互动系统更加方便灵活，高效实用。

3.3 教学内容的改革

传统的机械工程材料基础实验使用的试件材料多为碳钢，随着科技的进步和发展，新型材料不断涌现，在兼顾最基本的传统实验材料同时，结合工程实际应用，在实验中引入科技前沿新型材料，使学生在实验室提前有机会接触一些新型的工程材料，例如铸铁的组织观察和认知实验使学生了解到机床床身所使用的材料多为灰铸铁，随着节能减排、绿色制造的提倡，新型材料如树脂混凝土、天然花岗岩等[2]越来越多的应用到机床床身当中。在实验内容中加入新型材料，或者学生自己选择感兴趣的材料进行实验，使实验内容与技术发展、工程问题相结合，令学生对实验更有興趣，印象更为深刻，并体会到实验的实用性[3]。

4.结束语

本文在教学模式和内容上对机械工程材料实验进行了改革探索，引入了多媒体互动教学系统和教学录像，并对实验中使用科技前沿新型材料进行了初步探索，实验教学改革与工程实际、科技创新相结合，使得学生实践动手的积极性和主动性大大提高，促进学生自学能力、实际工作能力、科学研究能力和创新思维能力的培养，使学生在知识和能力方面都得到全面发展。

参考文献：

[1]刘静，周晓玲，汪中厚.浅谈工程力学教学中实践与创新能力的培养[J].上海理工大学学报（社会科学版），2013，35（2）：177-180.

[2]张横.机床大件结构优化设计方法研究[D].上海：上海理工大学，2014.

[3]褚超美，朱坚民.产学研合作培养工程应用型人才的探索与实践[J].上海理工大学学报（社会科学版），2013，35（1）：72-75.