工程材料力學(xué)性能課程教學(xué)改革

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[摘要]《工程材料力學(xué)性能》課程是金屬材料工程專業(yè)一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及從事專業(yè)相關(guān)的工作具有非常重要的作用。本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方式等方面對(duì)“工程材料力學(xué)性能”的教學(xué)進(jìn)行改革，以達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、較強(qiáng)的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的人才的目的。

[關(guān)鍵詞]工程材料力學(xué)性能；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；教學(xué)改革

1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、突出重點(diǎn)

我校金屬材料工程專業(yè)使用的《工程材料力學(xué)性能》是合肥工業(yè)大學(xué)主編的教材，其內(nèi)容主要包含金屬材料和聚合物材料、陶瓷材料、復(fù)合材料的力學(xué)性能，且其側(cè)重點(diǎn)是金屬材料的力學(xué)性能[3]。我校本課程的課時(shí)數(shù)為32學(xué)時(shí)，相對(duì)而言，課程學(xué)時(shí)較少，而課程內(nèi)容較多。我校金屬材料工程專業(yè)本科特色是金屬材料制備、加工及熱處理等，畢業(yè)生主要在鋼鐵、有色金屬及機(jī)械制造等行業(yè)從事相關(guān)工作，因此工程材料力學(xué)性能課程教學(xué)要以學(xué)生就業(yè)需求為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合學(xué)科優(yōu)勢(shì)及特色整合教學(xué)內(nèi)容，將本專業(yè)涉及相對(duì)較少的陶瓷、聚合物等材料力學(xué)性能只做簡(jiǎn)單介紹，以便學(xué)生有足夠空間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。并對(duì)金屬材料力學(xué)性能部分的內(nèi)容進(jìn)行剪裁和梳理，明確教學(xué)目的和具體的章節(jié)要求，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)、突出重點(diǎn)，把課程中的基本概念、一次加載條件下的形變、斷裂過(guò)程、疲勞過(guò)程、磨損、蠕變等知識(shí)作為講解重點(diǎn)，使學(xué)生能夠在有限的學(xué)時(shí)中高效地掌握基本理論知識(shí)。

2教學(xué)方法與手段改革

工程材料力學(xué)性能是一門(mén)應(yīng)用實(shí)踐性與理論基礎(chǔ)性相結(jié)合的課程，若在授課過(guò)程中采用“填鴨式”的教學(xué)方法，會(huì)使學(xué)生覺(jué)得枯燥乏味，而失去學(xué)習(xí)興趣[4-5]。為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與學(xué)習(xí)興趣，對(duì)于比較簡(jiǎn)單的章節(jié)，要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)，在課堂上隨機(jī)抽取學(xué)生在講臺(tái)上給同學(xué)們講課。這一方面可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，另一方面可以使學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容印象更深刻。為了使學(xué)生能夠更好的掌握理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，達(dá)到學(xué)以致用的目的，一方面在每個(gè)教學(xué)章節(jié)完成之后，結(jié)合章節(jié)內(nèi)容，讓學(xué)生進(jìn)行分組后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室完成相關(guān)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)，并作為實(shí)驗(yàn)成績(jī)計(jì)入期末考核。以金屬硬度這一節(jié)為例，在這一節(jié)完成后，我們會(huì)設(shè)計(jì)“提高金屬的硬度”的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生結(jié)合我們學(xué)過(guò)的知識(shí)采取熱處理、塑形變形等方式來(lái)提高金屬的硬度，并采用不用的硬度測(cè)試方法對(duì)金屬的硬度進(jìn)行測(cè)量。另一方面，學(xué)校給予一定的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，通過(guò)創(chuàng)新實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣和自學(xué)能力，很多學(xué)生在教師的帶領(lǐng)下參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家級(jí)、省級(jí)的科技競(jìng)賽等。這一系列措施，使學(xué)生在理解基礎(chǔ)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，更好的培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)分析、解決問(wèn)題的能力。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的課堂思維能力，提高教學(xué)效果，在教學(xué)過(guò)程中針對(duì)具體問(wèn)題多設(shè)計(jì)“為什么”。如在講授細(xì)晶強(qiáng)化這一小節(jié)時(shí)，我們首先提出“為什么晶粒越細(xì)小，金屬的強(qiáng)度越高？”的問(wèn)題來(lái)讓學(xué)生思考，然后對(duì)這一問(wèn)題作出解釋，主要是因?yàn)榧?xì)小晶粒與粗大晶粒相比，細(xì)小晶粒的晶界面積較大，那么細(xì)晶強(qiáng)化的主要原因是由于晶界的存在，結(jié)合在材料科學(xué)基礎(chǔ)中我們已經(jīng)提出晶界兩側(cè)晶體存在位向差，這一原因是造成晶界強(qiáng)化的主要原因，進(jìn)而可提出“晶界是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的障礙”，再引導(dǎo)學(xué)生來(lái)思考“為什么晶界是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的障礙？”這一問(wèn)題，結(jié)合滑移的臨界分切應(yīng)力、位錯(cuò)在晶體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程、屈服強(qiáng)度的定義、位錯(cuò)塞積群理論等知識(shí)來(lái)解釋這一問(wèn)題，并推導(dǎo)材料學(xué)中為數(shù)不多的定量公式之一的Hall-Petch公式。

3考核方式改革

為了把考試變成調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和提高學(xué)生綜合素質(zhì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，我們積極探索考核方法改革。改變期末一張?jiān)嚲淼目己朔椒?，總成?jī)由“平時(shí)成績(jī)+實(shí)驗(yàn)成績(jī)+期末成績(jī)”3部分按比例構(gòu)成。平時(shí)成績(jī)視平時(shí)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)而定，評(píng)價(jià)包括出勤、上課聽(tīng)講、作業(yè)完成情況、課后自學(xué)等方面。實(shí)驗(yàn)成績(jī)注重學(xué)生在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中思考問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力的檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)。并且為了測(cè)試學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握，考核學(xué)生是否學(xué)以致用，命題盡量結(jié)合金屬材料工程專業(yè)實(shí)際，重點(diǎn)考核學(xué)生理解、應(yīng)用知識(shí)的能力?？己朔椒ǖ母母锊粌H可以鞭策學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)中不斷思考、嚴(yán)于利己，減少了部分學(xué)生靠期末突擊、死記硬背考試過(guò)關(guān)的可能性。

4結(jié)語(yǔ)

工程材料力學(xué)性能是理論與實(shí)踐密切結(jié)合的一門(mén)課程，而實(shí)踐能力直接關(guān)系到學(xué)生的創(chuàng)新能力，也是衡量教育成敗的關(guān)鍵因素。本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、考核方式等方面對(duì)“工程材料力學(xué)性能”的教學(xué)進(jìn)行改革，以提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、較強(qiáng)的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的人才。

作者：王春霞 喻亮 崔洪波 李義兵 阮紅 姜艷麗 單位：桂林理工大學(xué)