《工程材料》课程教学方法的改革及应用

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1、《工程材料》课程教学方法的改革及应用摘要：为了培养应用型高级工程技术人才，作者在《工程材料》课程中开展了利用理论指导实践的教学研究，本研究以项目为导向，利用多元化教学资源进行翻转课堂教学，培养全面应用型人才。本文结合《工程材料》课程特点和学生实际情况，提出了一些具体的、行之有效的教学方法和手段，将典型零件材料选用的课堂讨论和材料采购的课外活动相结合，拓展了学生的知识领域，激发了学生的学习兴趣，提高了本课程的教学效果和趣味性。关键词：工程材料;视频教学;翻转课堂;课堂讨论中图分类号：G642.4文献标志码：A文章编号：1674-9324(2016

2、)41-0200-02引言目前，国内材料类的课程教学，大多基于传统的以教师为主导的课堂灌输式教学方式，缺乏完整的材料熔炼、金相制备、组织性能测试、热处理实训等教学环节，学生动手能力较差。《工程材料》是机械类、近机械类学生必修的一门专业基础课，我们在教学内容上重点阐述工程材料的性能与其组织结构之间的联系;说明如何通过工艺手段改变材料的组织结构，以达到提局材料性能的目的;介绍常用工程材料牌号及其应用等基本知识;为工程结构和机械零件的设计及其制造提供合理选用材料的方法。由于该课程的教学内容涉及面广，许多知识点是学生以前未涉及的领域，于是在教学中我们十

3、分注重教学法的研究。我校针对材料类课程特点和应用型高级工程技术人才的培养目标，开展了《工程材料》课程教学方法的改革与创新研宄。一、利用多元化教学资源翻转课堂多媒体技术的应用给传统教育带来巨大影响，利用多媒体技术对文本、声音、图形、图像、动画等的综合处理及其强大交互式特点编制的各学科系列计算机辅助教学课件，创造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境，为教学的顺利实施提供形象的表达工具;同时能有效地激发学生的学习兴趣，真正改变传统教学单调模式，使乐学落到实处。多媒体技术的出现，为教学手段改进提供了新的机会，产生不可估量的教学效果。《工程材料》

4、课程教学围绕“一条主线，两张图，三种材料，四把火”展开，“成分决定微观组织、组织结构决定性能、性能决定其用途，改性处理通过改变内部组织结构从而提高材料的机械性能和改善其工艺性能”的教学主线，决定了该课程的学习离不开显微组织结构、离不开相图，因此我们在《工程材料》CAI课件中插入了大量彩色显微组织图片和材料熔炼、金相制备、组织性能测试、改性处理等生产线视频录像、动画及虚拟实验。多元立体视频教学资源为翻转课堂提供了必要条件，降低了学生课前预习基本概念、基础知识的难度，大大提高了课堂上典型材料案例教学的学习效率，收到了事半功倍的效果。以往作者在课堂上

5、会讲授三种材料的典型牌号、成分控制范围、微观组织结构、机械性能、工艺性能及其用途，改性处理方法的选用及工艺路线，如果只是依靠教材上的简单描述，学生在学习时，会感觉到抽象、繁杂，学起来枯燥，难于理解。通过教学研究和不断的尝试，作者借助多媒体CAI软件生动展示材料微观组织结构的动态变化过程，如对晶体结构和缺陷等，采用三维立体图形，让学生观察其形体特征、内部结构等，即清晰，又动感;如对位错运动，结晶和重结晶过程，冷却曲线的形成，合金相图的建立，共析碳钢的奥氏体化等工艺，采用二维或三维动画模拟将微观过程可视化，配上教师旁白，形象生动、直观、感染力很强，

6、变单纯的听觉语言为视听同步的动画模拟演示，可化解难点，大大降低了学生学习的难度，提高了教学效率和教学效果。另外，作者将大课堂分为若干个学习小组，课前预习教学视频，课堂上针对生活中学生熟知的材料开展讨论，并随堂测试，不仅加深了学生对材料性能和用途的理解，学以致用，还起到了活跃课堂气氛，调动学生学习兴趣的作用。二、开展材料选用及其采购的实战项目教学专业基础课教学的主要原则是理论指导实践，能学以致用解决实际工程中的具体问题，然而教材上的课后习题都是一些基本概念、基础知识、基本原理等理论问题，实践性的问题很少。对此，应根据实际需要设计出一些习题，使学生

7、明白本课程的学习在将来工作中的用处。比如在讲解热处理时，事先给定学生一个大作业：大批量生产某重载汽车齿轮，请提出若干材料选用方案和热处理工艺路线。讲课时教师引导学生考虑该齿轮零件的服役条件和供货协议中的力学性能指标要求，并让学生结合材料的成分控制与热处理工艺路线及其参数的制定等方面展开课堂讨论，讨论中有的小组提出用渗碳钢，有的小组选用调质钢，经过交流讨论，最后小组提出了满足此服役条件的材料及其热处理工艺。通过对实际问题的分析、讨论，使学生主动地参与到思考和分析问题当中;反过来也使学生掌握了所选材料的成分工艺性能及其用途，真正将所学知识灵活地应用

8、于专业实践中去。我们设计了将零件设计制造和材料选用采购相结合的实战项目，利用学生自己在课程设计中设计出来的现有零件图;分析零部件主要结构及其制造工艺方