试论基于卓越工程师培养的“机械工程材料”课程建设论文

时间:2020-07-20 14:47:41 材料毕业论文 我要投稿

试论基于卓越工程师培养的“机械工程材料”课程建设论文

  一 针对“卓越工程师”培养计划提出的教学基本要求

试论基于卓越工程师培养的“机械工程材料”课程建设论文

  “卓越工程师”培养计划是教育部2009年推出的一项重大的教育改革试点项目, 旨在为培养工科专业本科层次、硕士层次和博士层次学生提出其应达到的知识、能力与素质的专业要求。借鉴世界先进国家高等工程教育的成功经验, 创建具有中国特色的工程教育模式, 通过教育和行业、高校和企业的密切合作, 以实际工程为背景, 以工程技术为主线,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力, 培养造就一大批创新能力强、适应企业发展需要的多种类型的优秀工程师。

  根据“卓越工程师”培养计划的目的要求, 结合“卓越工程师”培养计划通用标准、“卓越工程师”培养计划机械行业标准和“卓越工程师”培养计划学校培养标准, 针对机械设计制造及其自动化专业学生必修的“机械工程材料”课程提出了相应的教学基本要求, 主要是掌握常用工程材料的种类、性能特点、应用, 以及材料性能的改进方法;能够针对零、部件的性能要求合理选材。具体内容主要包括:

  1.工程材料的分类及特点。

  2.金属材料组织和性能控制, 包括晶体结构及表达方法、实际金属中的晶体缺陷、组织与性能的关系、金属的结晶过程及其控制、合金的相结构与结晶过程、合金的性能与相图之间的关系、铁碳合金组织与结晶过程分析、合金元素对铁碳合金相图及性能的影响等。

  3.塑性变形加工, 包括塑性变形的基本形式与原理、冷加工变形对金属组织和性能的影响、冷变形金属在加热过程中组织和性能的变化、热加工变形及其对金属组织和性能的影响等。

  4.钢的热处理, 包括热处理的基本概念与分类、钢在加热时的组织和性能变化、钢在冷却时的组织和性能变化、钢的退火与正火、钢的淬火与回火、钢的表面热处理、热处理新技术与新工艺等。

  5.常用金属材料, 包括合金钢、铸铁、铸钢、非铁合金等常用金属材料的成分、组织、热处理工艺、性能及其应用。

  6.常用非金属材料, 包括工程塑料、常用陶瓷、橡胶、复合材料等。

  7.机械零件的失效分析与选材, 包括机械零件的服役条件与失效形式分析、机械零件选材的基本原则与步骤、典型机械零件与常用工具的选材过程与实例。

  二 课程现状及建设思路

  (一)课程现状

  “机械工程材料”课程是一门理论性和实践性均较强的课程, 既强调知识的综合性、实用性, 又强调创新能力、综合分析和解决生产实践问题的能力,这也是“卓越工程师”培养计划所要求的, 但现在的教学并没有达到这一目的, 存在的主要问题包括:

  1.现有课程内容体系是建立在知识的系统性和完整性之上的, 在知识点的选择和安排上没有脱离传统的教学理念, 新材料、新技术、新工艺方面知识点增加缓慢, 所用教材的知识内容体系的创新性不够, 没有体现“卓越工程师”培养计划中所要求的“能力”主线, 与生产实际要求的课程内容或知识点的编排存在一定的差距。

  2.现有课程实验教学内容中验证性实验和演示性实验内容仍然偏多, 单个实验项目所涉猎的知识点比较单一, 实验中学生对知识点的掌握上只限于几个相对孤立的知识点, 学生自己动手和动脑思考的机会仍显不足, 缺乏对各知识点之间的相互贯通,无法通过实验悟出材料的成分、组织状态、热处理工艺、力学性能和实际应用之间的内在联系, 更无法将所学习的知识点与分析、解决生产实际问题相联系,限制了学生的创新思维和动手能力的培养[ 2] 。

  3.在本课程的教学实践中, 不但要求学生能够掌握材料的性能、热处理工艺、选用原则和方法, 还要求学生能够掌握毛坯成型和加工工艺方法等, 学习中虽然有金工实训、生产实习、机械设计课程设计等教学环节相配合, 但相互之间没有完全协调一致,特别是没有与生产实践完全融为一体;在实训的内容安排上, 对理论教学内容的涵盖面较小, 而且没有具体考虑专业的学习内容和学习特点, 针对性不明显, 无法形成完整的知识应用体系, 不是真题真做,与实际生产环节存在一定的差距, 基本素质训练不到位。

  4.现行的课程教学内容和所使用的教材, 虽然积累了一定的前期课程改革和课程建设成果, 但在很大程度上仍保留着传统的课程内容体系, 又限于课时安排和教学大纲的限制, 灵活性不足, 缺少学生自主的研究性学习内容和训练环节, 加之学生主动学习的积极性不高, 使得学习效果不理想, 即“能力”的培养方面比较欠缺。

  (二)课程建设思路

  以“卓越工程师”培养为目标, 切实加强课程建设中的“能力”培养, 突出与生产实践的紧密融合。主要建设思路如下:

  1.根据“机械工程材料”省级精品课程的建设规划, 紧密结合“卓越工程师”培养计划对本课程提出的基本要求, 在深入调研的基础上, 根据机械类专业学生的就业领域以及课程课时等条件要求, 制订出新的教学大纲和实验教学大纲;从“能力”培养出发, 合理安排理论教学内容和实验教学内容。

  2.根据教学需求不断改革教学方法与教学手段。针对“机械工程材料”课程理论性和实践性均较强的特点, 应注重教学内容的精选, 着重讲清“问题是什么”、“问题的背景是什么”、“问题的性质是什么”、“问题的解决方法是什么”等内容, 给学生留有一定的思维空间, 活跃学生的学术思想, 并充分利用现代教育技术, 实现教学方法和教学手段的现代化, 深入开展大学生的研究性学习, 为激发其独立思维和创新精神提供有利条件。

  3.根据机械类专业“卓越工程师”培养计划的基本要求, 结合省级精品课程的建设规划和校级教改课题的主要任务要求, 按照“机械工程材料”课程教学大纲的基本精神, 积极开展教材建设, 在合理安排“卓越工程师”培养计划所要求的基本知识点以外, 将在“能力”培养上有所突破, 特别是将增加基本知识点的问题与解答、材料的选用举例与工艺路线分析、以及与生产实际紧密融合的综合应用等方面。

  4.根据“能力”培养的基本目标, 进一步加大实验教学的改革力度, 去除已有相对落伍的实验项目,更新和改造符合“能力”培养目标要求的实验项目,使之成为综合性和设计性实验项目, 同时根据“机械工程材料”省级精品课程的建设目标, 新建一些实验设备先进、实验水平高、与生产实践结合紧密的新实验项目, 以满足课程建设的实际需要。

  三 课程建设与教学改革

  课程建设是一项长期而艰巨的工作, 需要不懈的努力和不断的改革, 才能取得良好的效果。“机械工程材料”课程建设自2006年校级精品课程建设立项以来, 课程组成员进行了一系列的建设工作, 并配套完成了3项相关省级、校级教改课题的研究, 取得了系列教研成果, 并在课程建设中加以推广应用,2009年顺利通过了校级精品课程的评估验收, 同年被评审为省级精品课程, 另有2项校级教改课题获得立项资助。

  (一)教学内容更新

  自2009年本课程省级精品课程立项以来, 结合当前高等教育的改革形势和“卓越工程师”培养计划的目标要求, 组织课程组成员进行了广泛的调研,联系或走访了近20家用人单位, 收集意见和建议,了解其对本课程教学内容的需要, 并查阅了国内外15所同类院校本课程的相关教学资料, 组织了6次课程组全体成员参加的课程建设研讨会。通过调研、查阅资料、研讨会等一系列活动, 明确了课程建设的基本目标和任务, 统一了思想认识, 在充分讨论和多次修改的基础上, 强化了教学内容的先进性和应用性, 形成了本课程以“能力”培养为中心的建设目标, 制订了课程教学大纲、实验教学大纲和质量标准, 明确了教学内容和重要知识点, 形成了新的教学内容体系。

  (二)教学方法和教学手段改革

  “机械工程材料”课程涉及的学科知识广、概念多、跨度大、难理解, 为了在规定的教学时数内提高教学质量和教学效果, 必须对教学方法和教学手段进行改革。

  1.明确教学目标, 紧密联系实际, 活跃课堂气氛, 培养学习兴趣。教育心理学家认为, 浓厚的学习兴趣是掌握科学文化知识的重要条件, 所以在教学中应采取灵活多样的教学方法, 努力培养学生的学习兴趣。例如, 在讲授第一次课时, 应首先结合当前社会的发展趋势、工业产品的生产、材料的发展历史等学生熟知且感兴趣的话题, 通过相互交流引入课程内容, 并强调本课程在机械类专业以后的学习和工作中的作用, 让学生在轻松、愉快的交流过程中,认识到本课程的意义, 激发学生的学习积极性和主动性。

  2.由于时代的日益进步、知识的不断积累, 要求在有限的教学时数内, 给学生传授尽可能多的课程知识, 因此必须要打破教师讲、学生听的传统教学方法, 而采用启发、引导、互动、对比等多样化、相结合的方法组织教学, 最大限度地激发学生的学习兴趣,增加学生的参与机会, 提高学生的主观能动性。通过工程实践应用的实例丰富教学内容, 体现课程的基本理论知识与工程实践之间的内在联系。例如,在讲解零件的热处理工艺时, 可根据学生在金工实习中见过的`零件进行讲解, 启发学生主动思考问题并寻找解决办法, 使学生获得知识的方式由被动变为主动。

  3.对于本课程中看不见、摸不着的知识点(如晶体结构), 则应采用板书画图、模型和多媒体等多种手段相结合的方式组织教学, 增加课堂教学的信息量, 提高教学效果。合理运用多媒体教学素材, 使抽象概念形象化、微观物体宏观化、不可见现象可见化、复杂过程简单化、枯燥的知识生动化, 充分调动学生的学习积极性。同时, 还可以充分利用校园网络资源进行知识的补充和课后答疑, 强化课后的知识复习, 补充课外知识, 拓宽学生的知识面, 加强师生之间的交流。

  4.努力培养学生的自主学习和研究性学习能力。随着科技的发展和社会的进步, 科学知识的积累日益丰富, 要学习的知识很多, 而大学生正处于掌握知识的黄金期, 具有学习知识、掌握技能、分析和解决问题的渴求, 在这个时期应积极引导学生开展自主学习和研究性学习, 给他们创造一个良好的学习环境和氛围, 并给予一定的帮助和指导, 结合课程教学内容, 协助他们参与大学生科技创新、大学生创新实验和大学生挑战杯竞赛等课外科技活动, 延续课堂教学, 提高学习效果。

  (三)实验教学改革

  “机械工程材料”课程包含有一定数量的实验教学项目。科技的发展和社会的进步, 要求对已有的实验项目进行更新, 并且要不断地优化和新增实验项目, 特别需要增加在知识掌握、实践应用和创新能力培养方面有重要作用的综合型、设计型、研究创新型实验项目。在以往实验教学改革的基础上, 将在设计型和研究创新型实验项目上多下功夫, 通过开拓新的实验内容、引进新的实验装置和实验设备,设置一定数量的新实验项目, 力争使本课程的实验教学时数达到课程教学总时数的20%。同时, 进一步完善全开放的实验教学模式, 充分利用校园网络资源, 采用课内与课外结合、必修与选修结合、规定项目和自拟项目结合的方式, 强化实践教学环节, 提高实验教学的质量, 培养学生的实际动手能力和创新能力。

  (四)教材建设

  教材是学生学习中的重要参考书, 也是教师讲课的主要依据之一, 但“机械工程材料”教材的版本繁多、有深有浅, 有的注重理论性和系统性, 有的注重实践环节, 在教材的选用上总是存在着或多或少的不足。特别是应用型本科教材, 各版本之间、各院校之间差别更大。针对这种现状, 在“机械工程材料”课程被列为2006 年校级精品课程以后, 根据我校的人才培养定位和本课程的建设规划, 主编并公开出版了《机械工程材料基础》和《机械基础实验》教材, 是以应用型本科人才培养为目标, 重点突出实际应用能力和创新能力的培养, 特别是在机械零件的选材、加工工艺路线制订、热处理工艺选择与技术条件标注、毛坯的生产及选择等方面与生产实践联系紧密, 而且有相应的实验教材相配套, 已连续使用4届, 是校级精品课程的主要建设成果之一, 使用效果反映较好。

  2009年“机械工程材料”课程被确定为省级精品课程, 同时, “材料类课程群建设与教学改革”成为2009年度湖南工程学院校级重点立项资助课题,“材料类课程实际教学研究与实践”成为2009 年度校级一般立项资助课题。为了进一步建设好“机械工程材料”省级精品课程, 加强材料类课程群建设,我们在原有教材的基础上, 进行了深入的总结和研究, 经过多方调研和编写组成员的多次讨论, 拟定了新的教材编写了新的大纲, 并联合省内的几所普通高校进行了研讨, 确定了以“能力”培养为中心的基本目标, 符合“卓越工程师”培养计划的基本要求,本教材将在2010年度公开出版, 同时结合我校材料成型工艺与质量控制实验中心部省共建实验室建设项目的实施, 重新编写相配套的实验教材, 以满足课程建设的需要。

  四 结束语

  通过“机械工程材料”精品课程建设、教材建设和教学改革, 有效地改善了本课程的教学条件, 使学生的学习积极性和主动性有了较大提高, 综合分析和解决实际问题的能力培养环节得到了进一步加强, 收到了良好的教学效果。

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