试论基于卓越工程师培养的“机械工程材料”课程建设论文.doc

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 “卓越工程师”培养计划是教育部xx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xx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,xx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xx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xx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。 xx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xx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xx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