機械工程材料課程教學篇1

摘要:在高職院校，機械工程材料課程是機械類、機電類專業學生必修的一門專業技術基礎課。在機械工程材料課程的教學中，應注重激發學生的學習興趣，改變教學模式，提高課堂教學效果，加大師生互動，活躍課堂氣氛，及時反饋教學信息，從而提高學好機械工程材料的效率。

關鍵詞:機械工程材料;教學方法;激發興趣;活躍課堂氣氛

在高職院校，機械工程材料課程是機械類、機電類專業學生必修的一門專業技術基礎課。它在學生的專業課學習中起到了良好的鋪墊、橋梁作用，學好本課程能為學好后續課程金屬切削原理、機械設計基礎、機械制造工藝等專業核心課打下堅實的基礎。但是，本課程內容涉及面廣，大部分內容是敘述性文字，系統性不強，牽涉學科較多，各章節之間連貫性較差，記憶性知識點比較多，大一新生又缺乏實際生產知識和感性知識，所以老師授課時難度較大，學生也不容易學好本課程。針對以上問題及學生現有知識，總結出一些教學方法，可使學生既可以學好、學牢知識，又不覺得枯燥無味。

一、激發學生學習的興趣

科學家愛因斯坦曾經說過：“興趣是最好的老師。”如果一個人對某事物產生了濃厚的興趣，就會主動去求知、探索、實踐，并在此過程中產生愉快的心情，用到學習方面就會對學習有著神奇的內驅動作用，能變無效為有效，化低效為高效。為了充分調動學生的興趣，應牢牢抓住第一節課，俗話說：“良好的開端是成功的一半”。在第一節課上可采用設問的方法，先引起學生的好奇心。比如，假如1912年泰坦尼克號采用了現代高科技性能的材料，沉船事故是否能避免？距今2400多年的越王勾踐的寶劍為何如今還能削鐵如泥、吹毛斷發、刃如秋霜？為何我國勞動人民早在商周時代就能制造出重達875kg，體積龐大、花紋精巧、造型精美的司母戊鼎？三國時期蜀國冶煉名匠蒲元在諸葛亮率軍走到斜谷需要他鑄造三千把軍刀時，為何用蜀江的水而不用漢江的水？火箭尾部采用什么材料才能使其在太空中正常運行？飛機上為何85%的零件都采用鋁合金？懸磁浮列車是怎樣運行的？通過提出問題讓學生意識到原來學好機械工程材料這門課好處這么多，讓學生意識到機械工程材料在我們的生活中無處不在，高科技的發展更離不開機械工程材料。經過這樣的教學過程，極大地把學生對這門課的學習興趣激發出來，為以后的學習打下一個良好的基礎。

二、改變教學模式，提高課堂教學效果

傳統的教學模式就是以老師為主，由老師通過紀律教育來組織教學，以師講生聽來講授知識，以背誦、抄寫、做練習來鞏固知識，以提問的方式來檢查知識，以考試測驗來檢查學習效果。這樣的教學方式只會使課堂氣氛更加沉悶，令學生的學習勁頭更加消極，使學生感到學習枯燥無味，達不到應有的課堂教學效果。

（一）采用啟發引導式教學，提高學生的學習積極性和主動性

比如講鋼的表面處理時，可以問學生，假如你們設計生產一個鐵鍬用的材料是高碳鋼，這種鋼材雖然硬度、耐磨性較好，但脆性較大，低碳鋼雖然具有足夠的韌性，但硬度不好，有沒有合適的方法既能保證鐵鍬的質量，又能節約資金呢？引發學生思考，讓學生暢所欲言，然后給出答案：應該使用低碳鋼板，成型后進行表面滲碳處理，鋼鍬表面的硬度就可以達到高碳鋼水平，耐磨、內部具有足夠的韌性，且成本較低。再比如總結塑料的性能時，引導學生想一想：教室里插座和開關最明顯的特點是什么？把一個塑料袋放一個廢品堆里，一年后是不是還是原樣？一次性塑料杯、兒童的塑料玩具是怎樣加工成型的？用打火機點燃塑料后，會出現什么情況？用手撕用了很長時間的塑料，會是什么結果？由學生一起討論，最后總結出塑料的性能：電絕緣性好、耐腐蝕性好、成型加工性好、耐熱性低、蠕變性較差、質輕。通過一系列的提問，讓學生根據現實生活中的情況，通過討論總結出答案。既提高了學生分析問題、解決問題的能力，又開拓了學生的思維，在學生討論時，老師可適當進行點撥，在輕松愉快的氛圍中掌握了知識，教學效果會發生質的飛躍。

（二）采用形象式教學

由于本課程的內容含有大量的新概念、新名詞，抽象性較強，學生在學習的過程中往往很難理解和掌握這些知識。在授課時應巧妙地運用直觀教學法，把抽象的內容轉變為生動有趣的、較直觀的場景，也就是充分利用實物、圖片及現實生活中和教學內容相貼近的例子，讓抽象由靜變動，調動學生的積極性，加深理解和掌握。

（三）采用“接地氣”式教學

這里所說的“接地氣”就是把書本知識和日常生活緊密的聯系在一起。著名心理學家皮亞杰曾說：“青少年的好奇心不完全取決于一個東西的物理特性，而要看它和主體的過去經驗的關系如何。”也就是說，學生會對自己熟悉或相關的課題內容產生興趣。因此，教師上課時應針對學生的狀況，靈活地使課本內容貼近學生的生活和經驗，使學生對教學內容產生親切、熟悉的感覺，吸引學生的注意力，進一步激發學生學習更深層次內容的求知欲望和學習動機，即在教學過程中注重聯系學生已有的感性知識和生活經驗來幫助學生加強對新知識的理解。比如，在講述合金鋼和普通碳鋼的區別時問學生，饅頭和包子相對哪個好吃？區別在哪兒？對于這樣一個簡單的問題，學生會踴躍回答，包子好吃，因為里邊有陷兒、有調料。然后就告訴學生饅頭相當于普通碳鋼，包子相當于合金鋼。經過這樣形象生動的類比后，同學們不僅理解了合金鋼和普通碳鋼的區別，還掌握了合金鋼的性能。又如，在講授純金屬和合金的力學性能特點時，學生不理解一般機械零件為何不采用純金屬做材料，可以提問學生一個日常生活中常見的問題，鋁盆摔到地上會出現什么情況？學生肯定會回答，鋁盆會被摔個坑或摔扁了，因為這是一個司空見慣的現象，然后給學生講解，這種現象說明純鋁的強度很低，一般不適合直接作為結構材料和制造機械零件，但是加入適量的合金元素的鋁合金，再經過強化處理后，就可以達到要求了。通過這些貼近生活的舉例，可以使教學效果得到很大的提高。

（四）采用多媒體動畫教學，提高課堂教學質量

由于學生缺乏生產實際經驗，加上本課程所需的實驗器材和實驗場所相對不足。在教學過程中，對于一些材料內部微觀的變化過程及狀態，學生很難理解和記憶。而多媒體教學恰好可以解決這些教學中的不足，因為多媒體教學比較直觀、生動，具有圖文并茂、可視性強的特點。采用多媒體教學則解決了課程中的這些重點、難點問題。如果在進行動畫展示時穿插現場解說，將會達到事半功倍的效果，比如在講解鋼的熱處理一章中的表面淬火處理時，可通過播放表面淬火視頻，同時給學生講解表面淬火的原理、特點、適用范圍及常見哪些零件需要進行表面淬火處理，讓學生感覺到雖足不出教室卻如在實驗室或生產車間一樣，效果直觀，便于學生理解和掌握。再比如學生對于純金屬與合金的晶體結構中常見晶格類型的區別和特點難以理解，因為此內容涉及到金屬內部的組織狀態，屬于微觀、較抽象的內容，為了解決這一難題，在授課時可采用播放動畫的方式，把三種常見不同的晶格類型的空間立體結構展示給學生，使抽象變形象，使微觀變宏觀。加深學生的記憶和理解，不但提高了教學質量，還激發了學生的學習興趣。

三、加大師生互動，活躍課堂氣氛

教育部在義務教育階段《新課程標準》中明確指出，教學過程是師生交往、共同發展的互動過程。在教學過程中，要處理好傳授知識與培養能力的關系，注重培養學生的獨立性和自主性，引導學生質疑、調查、探究，在實踐中學習，使學習成為教師指導下主動的、富有個性的過程。把教學本質定位為交往，是對教學過程的正本清源。實踐表明，這個標準不僅適合于中小學生，更適合于大學生。在每節授課過程中，都采用師生互動方式授課，不僅活躍了課堂氣氛，加深了學生對重點、難點的理解、掌握和記憶，更激發了學生的興趣，使學生在輕松愉快的環境中接受了知識。比如在講授載荷的分類時，把列舉在現實生活中交變載荷的例子作為課后作業，并采取激勵機制措施，凡是積極主動回答問題的學生，在平時成績中加0.5分，這種互動的教學方式不但活躍了課堂氣氛，還讓學生成為了學習的主人。再比如，為了讓學生理解金屬晶體結構對金屬材料力學性能的影響，授課時，給學生充分的時間進行相互之間的討論，看看金屬晶體結構對金屬材料力學性能的影響和學生所學過的知識中哪些現象相類似，有的學生說金屬晶體結構就像人體細胞的染色體，男性為XY，女性為XX，染色體的不同就決定了人的性別不同，染色體的變異使人體出現了不同的病癥，這和晶體中出現的各種不規則原子堆積也就是晶體缺陷對金屬及合金的性能產生重大影響道理是一樣的。有的學生說：“氧和臭氧很明顯是同素異形體，是相同元素組成，不同形態的單質。由于它們屬于結構不同的同素異形體，所以彼此間物理性質有差異，但是由于是同種元素組成的單質，化學性質相似。”有的學生說：“雖然石墨和金剛石都是碳的同素異形體，但是石墨是層狀結構，形成正六邊形，每個層狀結構就是這個六邊形構成，層與層之間作用比較弱，碳原子還有一個電子空余，形成一個很大的π鍵，因此導電性、導熱性很好。金剛石是共價晶體，形成正四面體結構，很穩定，因此金剛石化學性質穩定，具有耐酸性和耐堿性，還具有非磁性、不良導電性、親油疏水性和摩擦生電性等。”就是在這樣積極交流、討論、踴躍發言的課堂環境中，學生不僅擴大了自己的知識面，更加深了對書本內容的理解和記憶。

四、及時反饋教學信息，提高教學質量

在教學過程中，除了采用啟發式、互動式教學方式以外，不管是課前還是課后，應經常與學生進行必要的交流，了解學生的學習情況，虛心接受學生的意見和建議，對于課后學生還比較模糊的知識點，不厭其煩地進行重復講解，直到學生理解和掌握。要想讓學生學好機械工程材料這一課程，不能僅把學生作為教學主體，教師也要全身心地投入到教學過程中去。采用靈活的教學方法、科學的考核方法，創造各種有利于學生學習的氛圍，激發學生學習的情趣和興趣，使學生在學習中充分利用情感，調動其非智力因素。讓學生弄清楚本課程的基本概念、基本原理、每個章節的重點和難點及一些常用材料的性能、牌號、用途，使其在設計制造零件時能合理的選擇經濟實用性強的材料，同時也要要求學生認真完成課后作業和一些必須自己操作的實驗，只有這樣才能既讓學生牢固的掌握了所學知識，又能讓學生感到了學習的樂趣。

作者:姬素云 李文雅 單位:河南農業職業學院

機械工程材料課程教學篇2

1、引　言

機械工程材料是機械類和近機械類各專業的技術基礎課。通過該課程的學習使學生了解工程材料的一般知識；建立化學成分、組織結構、加工工藝與性能之間的關系；了解常用材料的用途和加工工藝；初步具備合理選材、正確確定加工方法、妥善安排工藝路線的能力。機械工程材料是一門實踐性很強的課程。如何利用富有啟發性、綜合性及實踐性強的實驗教學來完善課堂教學的效果是實驗教學改革所亟待解決的新課題。本文結合遼寧工業大學在該課程設置上的特點，針對原有實驗教學的不足之處介紹了實驗類型、方法、手段及考核方法等方面進行的改革與探索。

2、原實驗教學的不足之處

針對機械學院的機制、數控和汽車學院的車輛、交運等專業開設的機械工程材料課程，原總學時為４０，２�保祵W分。有３個實驗，６學時：實驗項目如表１所示。可見，沒有綜合型、設計型實驗。除實驗類型單一外，還存在實驗方法死板、手段陳舊及考核不嚴等缺點。

3、實驗教學改革的探索與實踐

我們以提高實驗教學質量，形成新的實驗教學模式為中心，在《機械工程材料》實驗教學的類型、方法、手段及考核方法４個方面進行了探索，有的已經在教學中進行了實踐并取得了初步成效。

3.1　實驗類型的改革

對原來的驗證性、基本技能型實驗內容進行整合、優化，增設綜合型和設計型實驗。實驗按照課堂授課內容的順序分階段進行，授課初、中期做基本技能型、驗證型實驗，然后安排綜合型實驗和設計性實驗。實驗項目、類型、安排如表２所示。學生通過實驗１可加深對鐵碳平衡相圖的理解，進而熟悉鋼中的各種相與組織并認清含碳量與組織的關系；學生在實驗２中可熟悉機械工程材料實驗中常用儀器、設備的工作原理和組成結構，掌握正確的使用方法并能熟練操作。這也為后續的綜合型和設計型實驗打下了良好的基礎。

綜合型實驗零件的選材、熱處理、性能測試與組織觀察，旨在讓學生運用已學過的機械工程材料課各章中的基本理論，依據給定的典型零件種類及力學性能指標進行綜合分析，然后進行選材、制定熱處理工藝、選擇熱處理及性能檢測設備并獨自完成熱處理操作、硬度測試、金相試樣制備及組織觀察等實踐環節。該實驗涉及機械工程材料課程的所有內容即材料的性能、結構、鋼的型號、熱處理及零件的選材等。做好這一實驗不僅要求學生能掌握這些內容，而且必須結合具體零件的特點進行綜合分析才能選擇出合適的材料并制訂出合理的工藝。從而鍛煉了學生全面運用知識，綜合處理問題的能力，為學生畢業后能盡早在企業的工程環境中勝任工作創造了條件。該實驗以學生為主體，充分體現了學生主體的功能及作用。學生自主思考、自主選擇、自主實施，最大限度地調動了他們的主動性與參與意識，激發了他們做實驗的興趣與熱情。

實驗前一周發給每名學生一份實驗任務書，給該學生一種典型零件，明確該件的工作條件、需達到的性能指標。如給某學生的是一種高速、中載荷與受沖擊的機床齒輪，要求終熱處理后硬度在５８～６３ＨＲＣ。任務書中寫明需學生完成的選材等任務。學生在查閱教科書及其他資料基礎上選定制備所給零件的材料，制訂熱處理工藝。實驗時先從用于制作典型零件如齒輪、軸、螺栓及彈簧等的３０余種各種型號鋼材料中選出自己所需的。切割下若干個小試樣后獨自進行熱處理、硬度測試、金相試樣制備及組織觀察。課后寫出實驗報告，說明選材、制訂熱處理工藝的依據并對實驗結果加以分析。該實驗雖然做的內容多，但學生已提前準備，選好材，制訂好工藝并且通過實驗１、實驗２已熟悉了鋼的各種相與組織及熱處理爐、硬度計等設備、儀器的操作，２學時能夠完成。設計型實驗是培養學生綜合設計與創新能力的重要途徑，對提高他們分析和解決實際工程問題的能力和掌握良好的科學思維方法將起到積極的促進作用。設計型實驗賦予學生更多的自主權和責任感。學生的實驗活動是建立在自我控制、自我指導的基礎上，允許學生依據自己的實驗方式和特點開展實驗活動。實驗在時間上，空間上實行開放，由于實驗課時有限，該類實驗由學生自行選做。

以上的綜合性實驗“零件的選材、熱處理、性能測試與組織觀察”已具有設計型實驗的性質，另開設“零部件的失效分析”設計型實驗。將十余種零部件如蒸汽鍋爐爐管、水泵葉片等殘骸提供給學生，要求學生拿出有力的證據，說明真正合乎實際的零部件失效原因并提出補救和預防措施，寫出分析報告。學生自行選定一種零部件殘骸后，需：（１）調查零部件的服役條件與失效過程，查閱設計、加工、安裝及使用維護等資料；（２）根據需要進行成分分析、組織觀察及力學性能測試等試驗研究；（３）綜合各方面的分析資料，確定失效原因。在調查和查閱資料后，學生根據需要和實驗室現有的儀器設備，獨立設計試驗方案，確定成分、組織或測定性能。這需要把課堂上各章的理論知識有機地聯系起來形成整體的概念體系并自己獨自操作完成，這樣既加深了學生對教材內容的整體認識，又提高了他們分析和解決問題的能力，綜合的工程技術素質得到廣泛提高。另外，由于該類題目本身來源于工程實際，是生產中需迫切解決的問題。所以通過這種訓練，學生能夠把在課堂中所學的理論知識真正應用于解決實際問題，達到了在實驗中培養學生的工程設計意識和工程實踐能力的目的。該實驗需學生課堂外花費一定的時間，如在圖書館查閱資料、去工廠調研等。在實驗室的２個學時主要進行成分分析、組織觀察及力學性能測試等試驗工作，在此時間教師可進行指導。

3.2實驗方法的改革

針對不同類型的實驗編制不同的實驗指導書，同時也形成了與傳統不同的實驗方法。廢除教師編寫全部實驗指導書的傳統做法。對于驗證型、基本技能型實驗，教師給出實驗題目和要求，給定實驗設備、儀器及注意事項，對如何完成實驗只給出少量的提示和引導；對于綜合型和設計型實驗，教師給出實驗任務書，寫明實驗題目、性能指標等及需完成的任務，其余如所用材料、設備及熱處理工藝等均由學生自行選定和確定。教師和學生作了換位調整，學生是主體，不是被動參與，而是積極主動投入，從實驗準備到結束自始至終開動腦筋，在積極思維的狀態下完成實驗。教師則變成客體，僅是實驗的特殊參與者和指導者。正是學生和教師的這種換位調整，使學生的分析思考能力、實驗設計能力、動手能力和創新能力得到了很好的培養。

3.3實驗手段的改革

利用現代化技術手段進行形象化教學。如將反映工廠各種實際熱處理操作的多媒體課件在實驗前提供給學生，這樣既能夠節省實驗時間，又能夠使學生方便直觀地了解工程材料及熱處理生產過程的各個環節，加深對所學知識的理解與印象。再如前面提到的用顯微鏡觀察組織。教師通過操作連接顯微鏡和攝像頭的微機在大屏幕上給學生直接演示他們也能同時觀察到的材料細微的組織結構，克服了原始觀察方法的弊端。

3.4　實驗考核方法的改革

實驗考核是評價學生對實驗基本理論和實驗操作技能掌握程度的重要手段，是反映學生的學習態度、分析問題、解決問題能力的重要途徑。每個實驗分別從實驗預習、實驗過程中的實際操作和表現及實驗報告質量等方面對學生進行考核。評分依據是：（１）能否正確調節和使用儀器；（２）能否按步驟獨立進行操作，正確讀取和記錄數據；（３）能否注意觀察和分析實驗現象；（４）能否對現象作出合理解釋和具有獨到見解。實驗報告雷同者發回重寫。學生無實驗報告或缺做一個實驗，實驗總成績按不合格處理，不能參加所屬理論課程的考試。同時，實驗成績和課程總成績掛鉤，實驗總成績占該課程總成績的１０。這樣使學生不得不注意平時的每一個實驗，并逐步對實驗課產生濃厚的興趣，認真做好每一個實驗成為自覺的行動，最終形成積極鉆研、樂于動手的良好風氣。設計型實驗另在總分中加分，滿分５分，總分不超過１００分。

4、　結束語

通過實驗教學的改革，對培養學生的綜合素質，提高學生的實踐能力、分析問題的能力和創新能力，充分發揮和調動學生的學習積極性已經取得了良好的效果。應該看到，實驗教學改革不是一個孤立的工作，它涉及整個教學體系調整的問題，在進一步的實施改革的過程中還需做大量工作。

作者:武曉峰 曹麗云 岳旭東 常偉 陳淑英 單位:遼寧工業大學材料與化學工程學院

機械工程材料課程教學篇3

機械工程材料課程是高等院校機械類專業的一門專業必修基礎課程，主要教學任務是從機械工程的應用角度出發，闡明機械工程材料的基本理論，讓學生了解工程材料的成分組成、加工工藝、組織、結構和性能之間的關系，掌握常用機械類工程材料及其應用的基本知識等。通過本課程的學習，學生在掌握機械工程材料的基本理論及基礎知識的基礎上，掌握根據機械零件的使用條件和相關性能要求，對結構零件進行合理選材及制訂零件工藝路線的初步能力。從學生培養目標而言，機械類專業的學生在畢業后主要從事機械產品的設計與制造工作，而選材是整個設計、制造過程的重要環節，在材料科學與工程日新月異的今天，材料的選擇與正確應用愈加成為提高產品質量、降低成本、節約能源和開發新產品的重要手段[1]。因此對于機械工程材料這門專業類基礎課程無論從其與其他相關課程聯系的緊密度還是從其在實際工程應用中的情況而言，其重要性不言而喻。我院機械類專業的機械工程材料課程共計40學時，其中課堂講授36學時，實驗4學時。該課程課堂講授內容主要包括材料的結構與性能、金屬材料組織和性能的控制、金屬材料、高分子材料、陶瓷材料、復合材料、功能材料、機械零件的失效與選材原則、典型工件的選材及工藝路線設計以及工程材料的應用，實驗內容主要為金相試樣制備及硬度實驗和鐵碳合金平衡組織觀察實驗。從教學內容看，我院機械類專業的機械工程材料課程內容豐富，覆蓋面廣，符合教育部對高等院校此課程的教學要求，但由于受到總體教育學時計劃安排的限制，該課程學時略顯不足，同時受到學校辦學條件限制以及經費欠缺所導致的相關實驗儀器設備短缺的影響，開設的實驗類型較少，如不處理好這些因素的影響，勢必降低整體教學質量。根據我院的實際辦學條件和現有儀器設備，我們對該課程的教學方法和手段進行了探討和研究，從多方面采取相應的措施，以保證教學質量。

1采用多媒體教學，優化教學內容

隨著計算機技術的發展，教育技術的手段也在不斷發展和更新，其中多媒體教學手段已經廣泛應用于各類課程的教學中。多媒體教學方式與傳統教學方式相比，優勢明顯。在講解金屬材料組織和性能時，如果按傳統的教學方式，教師通常是借助教材上的灰色圖片照本宣讀，雖然也做必要的解釋說明，但這不能引起學生足夠的興趣，學生注意力不集中，難以保證課堂教學質量。單從課程內容而言，機械工程材料是十分枯燥而且難以理解的一門課程，一旦課堂教學效果不好，即使學生想課后自學，也十分困難，僅靠死記硬背的學習方法，學習效果必定不好。如果課堂教學中采用多媒體教學手段，通過視頻、動畫、彩圖、聲音等多種措施，使所講的內容直觀、具體、生動、形象，就可以激發學生的學習興趣，調動學生的主觀能動性，增強其學習的積極性，并且教師能夠很容易地把所授內容講解清楚，學生的理解和掌握也變得相對容易，對該課程的學習自然產生興趣，從而形成良性循環。另外，采用多媒體教學手段，能較為有效地解決學校教學資源不足的問題。例如：在講解材料熱處理內容時，我院沒有相關的熱處理設備。考慮到此部分內容十分重要，我們借助多媒體教學手段中的視頻，把傳統熱處理過程講解得非常清楚，同時介紹了一些先進制造技術，如真空熱處理等，使教學內容更加完善。多媒體教學方式與傳統教學方式相比具有很多優點，但其僅僅是一種教學手段，具體能否提高課堂教學質量，關鍵在于教師所制作的課件的教學內容。教學內容是決定教學質量的關鍵，正確把握教學內容是提高教學質量和效率的重要前提[2]。從學生最終培養目標而言，學習該課程的目的是讓學生在從事相關機械設計制造工作時，能夠根據實際情況合理選擇相關機械工程材料，因而，教會學生應用是關鍵。在教學中，應根據每個專業的培養目標及課程體系確定教學內容，以應用為核心，以實用、實際、實效為原則，刪減過時、落后的知識，引入材料科學的最新研究成果，使教學內容處于動態優化中；突出成分—組織—加工—性能—應用這條主線，適當壓縮與主線關系不大、理論過強而實用價值小的內容[3]。我院本課程在各部分教學內容的具體學時分配上是有側重的，其中典型工件的選材及工藝路線設計以及工程材料的應用的學時較多，而且其中的教學內容都是教師多年來從相關工廠實際生產中積累的典型案例，學生畢業參加工作后，可以將所學的知識直接應用到工作中，如各種軸承類材料這一案例對于進入軸承類制造公司的學生非常實用。當然，選好教學內容，需要教師花費很多精力，我們正在不斷積累、完善和優化該項工作。

2采用虛擬技術教學，提高學生學習興趣

虛擬技術是利用計算機可視化技術及網絡技術，對產品的設計、制造、生產和各項實驗進行準確的數學建模和仿真，在產品試制之前就能預見性地模擬出產品的全部制造、運動仿真和部分實驗性能，從而檢測產品的設計正確性和工藝可行性[4]。虛擬技術實現的前提是相關的工程軟件基礎。從一些課程的教學發現，在教學中引入虛擬技術，讓學生學習和掌握一種實用的工程軟件，將大大提高他們的學習興趣，從而提升整體教學質量。例如：采用三維CAD技術，基于UG，Solidworks或Pro/E等工程軟件平臺進行機械制圖教學；采用CAM技術，基于UG等工程軟件進行數控加工教學。實踐證明，讓學生單獨學習枯燥無味的純理論書本知識，學生不感興趣，但若能指導其學習和掌握一種實用的工程軟件，將顯著提高其學習興趣和主動性。工程軟件僅僅是一種解決問題的手段，用到的理論知識源于課本，學生通過學習相關的工程軟件，自然會努力補充其在使用工程軟件時所欠缺的理論知識。目前，我院在講授機械工程材料課程相關內容時都會通過一個實際工程案例解釋虛擬技術在工程材料中的應用，主要是基于DEFORM平臺。DEFORM是一套基于有限元的工藝仿真系統，用于分析金屬成形及其相關工業的各種成形工藝和熱處理工藝。通過在計算機上模擬整個加工過程，幫助工程師和設計人員設計工具和產品工藝流程，減少昂貴的現場實驗成本，提高工模具設計效率，降低生產和材料成本，縮短新產品的研發周期。如在教學中針對齒輪的熱處理教學，通過齒輪熱處理的模擬分析，通過DEFORM平臺直觀、生動的圖形顯示和相應的模擬分析結果，把所講授的有關熱處理工藝的基本理論形象直觀地表達和解釋清楚，讓學生易于理解和掌握，同時也讓他們產生神奇感，提高學習興趣。通過虛擬技術的應用，有效地解決了教學中的一些難題，緩解了學院在教學中相關實驗儀器設備短缺的矛盾，拓展了學生的思維，有利于發揮其想象力，增強實踐創新能力。由于教學計劃總學時的限制，目前我院對DEFORM軟件并沒有開設對應的必修課程，以教師課后指導，學生自主學習為主，但這并不影響學生學習的熱情和教學質量，反而更有利于發揮其學習的主觀能動性。

3采用項目討論教學，增強學生實踐能力

項目討論教學法是一種以學生為主，教師為輔，教學互動的教學方法，主要強調對學生實際工程關鍵能力的培養。學習主要分為四個過程——模仿、練習、強化和創新。項目討論教學方式主要是注重后面三個過程，即在具體實施過程中，學生根據教師所講授的實際工程案例，發揮主觀能動性，針對某個具體項目進行深入的學習，理解和掌握所學知識，從而提高發現問題、解決問題的能力，以便培養創新能力。學生還可以根據自身情況，選擇不同難度的項目，這些項目是練習類、強化類還是創新類，由教師把握。當然也可以基于DEFORM平臺建立一些和實際工程問題類似的虛擬型項目，發揮學生的想象力和創造力。學生所完成的項目有齒輪箱零部件的選材、醫療康復器材零部件的選材、機床零部件的選材等，在完成項目后，可以和其他同學討論、辯論、補充，最后，由教師答疑和總結，并做評價。實踐證明，學生如果能認真系統地完成一個具體項目，其所學到的知識以及對知識掌握的牢固程度是課堂教學不能相比的，可在學生畢業設計答辯時得到驗證。通過完成一個項目，學生能夠知道設計制造所選擇的材料是什么，從哪里可以查到，其性能是怎樣的，常用于哪些場合，與其類似的材料有哪些，與類似材料相比該材料有哪些優缺點等。采用項目討論教學法，必然會增加教師的教學負擔，同時也需要學生較好的配合，要順利開展具有一定的難度。目前，我院主要在“卓越計劃”學生中開展教學方法改革，還處于探索階段，一些具體的項目、實施方法以及評價體系還有待于進一步完善。

4結束語

多媒體教學手段、虛擬技術教學方法以及項目討論教學法各有特色，應在具體的教學過程中綜合運用，形成互補，更好地發揮它們的綜合優勢。教師應提高備課質量，激發學生學習興趣，引導學生發揮主觀能動性、想象力和創造力，全面提高學生的實踐工程應用能力。今后，我院教師將對課程的實驗教學、實踐環節以及學生評價考核體系作進一步的研究和探索。

參考文獻

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[2]畢鳳琴,張旭昀,王力霞.工程材料課程教學改革的實踐[J].大慶師范學院學報,2006,26(5):41-42.

[3]史雪婷.工程材料課程教學改革探索[J].科教文匯,2012(12):64.

[4]張毅,劉柳.虛擬技術在雷達結構設計中的應用[J].雷達與對抗,2005(4):40-49.

作者:曹霞 單位:常州工學院機電工程學院

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