“材料硬度的测定”实验教学模式改革研究

陈辉 王长征 赵性川 张昭 郝雪卉

摘 要：“材料硬度的测定”实验教学是培养学生创新意识和综合能力的重要途径，针对“材料硬度的测定”实验的教学现状和存在问题，提出以学生为中心，优化实验教学内容和方法，合理分组，注重学生的自主设计性、参与性和综合性，构建课堂演示与实践环节协同模式，提高了实验教学效果。

关键词：材料硬度;教学改革;实验教学

中图分类号：G642.4;TB302

文献标识码：A

材料类专业实验教学中，“材料硬度的测定”实验具有明显的基础性、通用性、典型性，对培养学生实事求是、理论联系实际的科学作风及创新意识，对训练学生的实验方法、技能和设计思想起着重要作用。该实验课程涉及面广（包括金属材料、无机非金属材料及高分子材料等常见材料硬度的测定），接触各类材料硬度测试仪器（显微硬度计、洛氏硬度计、布氏硬度计、邵氏硬度计等）的机会较多，能很好地为后续课程的知识扩展打好基础，是其他课程的实验环节所无法替代的。当前，我国多数高校对于“材料硬度的测定”实验教学环节还相当薄弱，仅仅将实验教学当作理论教学的附属物，按部就班地依照理论课程设置实验内容，且多为演示性和验证性实验，内容陈旧，使学生处于被动或盲目学习的状态，缺乏对学生综合能力及创新意识的培养。因此，开展材料硬度实验教学改革对培养大学生的工程意识和创新思维，以及动手能力和分析、解决问题能力具有十分重要的作用，从而提升整体教学效果。

针对目前“材料硬度的测定”实验课程存在的问题，以“优化实验教材与内容—合理分组—增加综合设计性实验—课堂演示与实践环节协同模式构建”为改革主线，探索出一条与工程技术相适应，培养基础扎实、技术过硬、富于创新的实验教学途径，增强学生的竞争力和成就感。具体措施如下。

一、优化实验教材，丰富实验内容

目前，国内还没有出版“材料硬度实验”课程的教材或辅导书，指导学生所用的基本上为自编讲义。结合各高校的专业发展方向和基本条件，组织有经验的教师在充分调研的基础上进行实验项目选题、设计及实验指导书的撰写。实验项目要加强基础，紧跟前沿，实验设计要体现以学生为中心，培养学生的创造性和综合分析能力，充分提高学生的动手能力。

二、更新实验教学内容，增加综合设计性实验的比重

针对目前传统的材料硬度实验教学体系，主要依附于理论教学，演示性、验证性实验过多，学生实践能力培养方面的实验项目较少，且实验内容陈旧，方法单一，难以适应经济发展对人才培养的要求。材料硬度实验应注重学生的自主设计性、参与性和综合性，激发学生的创新意识和成就感，让本专业学生学而不厌，真正感到学有所用。

三、合理分组，提高教学质量

针对多数高校材料硬度测试仪器数量较少，很多学生无法同时进行实验的情况，根据实验项目和学时安排进行合理分组。每组人数不能过多或过少，过多就会导致部分学生只能围观实验，而无法真正参与实验;过少则由于每个学生的知识面和能力不同，所设计的实验方案及可行性不可能完全正确，且不利于培养学生的协作精神，还大大提高了实验成本。

四、课堂演示与实践环节协同模式构建

对材料硬度的感性认识是学生理解和掌握其硬度本质及应用原理的前提。因此，在實践环节前进行课堂演示实验，将不同材料硬度测试仪器及其应用机理、实验过程、仪器结构及工作原理以多媒体形式逼真地展现在学生面前，对于加深学生对实验原理及过程的理解、科学进行实验活动、发挥其创造性和能动性有不可替代的作用（如将显微硬度计、洛氏硬度计、邵氏硬度计等的仪器构造，应用领域，测试原理及结果计算等以视频或幻灯片的形式演示给学生）。实验结束后学生还可通过多媒体回顾实验内容和过程，加深理解和掌握。

参考文献：

[1]宋 鹍，杨 璐，丁 军，等.面向工程实践能力培养的材料力学性能实验教学模式探索与实践[J].科教导刊（中旬刊），2017（9）.

[2]叶荣昌，强文江，李成华，等.材料力学性能实验课教学改革探索[J].实验室研究与探索，2011（9）：136-138.