機械工程材料多媒體教學模式

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1多種教學方法并用,精心設計教學活動,激發(fā)學生的學習興趣

興趣是學習活動的動力之源,對認知活動起著指導、調節(jié)和強化的作用,是學習過程順利而有效進行的必要條件。所以,只有激發(fā)起學生濃厚的學習興趣,使學生積極參與到學習教學活動中來,才能收到好的教學效果。通過新課導入、聯(lián)系實訓、生產生活中實例、課堂討論、學生講課等方式,教師在教學中當好導演,做一個引導者和組織者,合理設計教學活動,引起學生注意,激發(fā)學習興趣,形成學習動機,明確學習目標和建立新舊知識間聯(lián)系,充分調動學生的學習積極性和主動性。例如在講授本課程的緒論課時,聯(lián)系材料的發(fā)展史講到我國是世界文明古國之一,早在公元前16世紀以前的殷商時代,已大量使用青銅,并已具有高超的冶鑄技術和精湛的藝術造詣,并舉例湖北江陵出土的春秋戰(zhàn)國時期著名的越王勾踐劍,不僅鋒利無比,削鐵如泥,而且工藝精美,并調出圖片,請學生觀看劍的全貌,欣賞劍身銘文。通過生動實例,聯(lián)系本門課程說明材料的造型工藝和熱處理的重要性,激發(fā)學生的學習興趣。對于機械工程材料中金屬的結構等微觀知識內容,可結合生活實例類比式教學。例如在講到金屬的晶格缺陷時,空位、間隙原子、置代原子這一部分,與學生在教室中的座位類比進行形象說明,同時對空位運動通過學生的座位變化進行類比,使抽象的微觀知識變得通俗易懂,也使課堂氣氛活躍,學生對知識內容的掌握也較牢固。《機械工程材料》課程并不是完全孤立的,而是與生產實際有著密切的聯(lián)系,在教學中應注意把理論知識教學與學生的實訓及將來工作實際聯(lián)系起來。例如,在講解“鋼的表面熱處理”時,可聯(lián)系學生鉗工實習中使用銼刀的實際情況。在操作訓練時,有些學生操作時不小心將銼刀掉在地上,銼刀就斷了,學生抱怨銼刀太脆了。怎樣使銼刀既保持良好的硬度,又不那么脆和易斷,提高銼刀的韌性？給學生提出一個問題進行討論,引導學生將此問題轉化為:即材料內部具有足夠的塑性和韌性(不易斷),而表層具有很高的硬度和耐磨性,鋼的表面熱處理就可以很好地解決這個問題。這樣既可解決實訓中遇到的問題,又引入新課,使枯燥的知識變得生動有趣了。

2有效利用實驗、實習參觀和課程設計等

多種教學形式,提高教學效果實驗是本課程教學的一個重要環(huán)節(jié)。通過實驗,可以使學生掌握正確選擇和使用儀器設備的方法,掌握操作規(guī)程和操作技能,更重要的是使學生學會用自己的頭腦和雙手進行驗證、理解和探索理論知識,提高分析問題和解決問題的能力。教師在課堂上講授鐵碳合金組織性能,對于學生來講這一內容比較抽象,理解起來比較困難。通過“鐵碳合金平衡組織分析”實驗,讓每一位學生都親自動手做實驗,觀察金相組織。通過觀察組織,啟發(fā)學生自己總結材料機械性能,并畫出金相示意圖。學生既掌握了更全面的知識,又鍛煉了自學與分析能力,并為學生學習后續(xù)熱處理章節(jié)知識打下了很好的理論基礎。到企業(yè)參觀教學也是必要的教學環(huán)節(jié)。在參觀企業(yè)生產過程中學習課程知識,實現(xiàn)看中學。材料的熱處理是與企業(yè)實踐緊密結合的知識點,在介紹完熱處理的原理后,如條件允許,可將熱處理工藝方法的講解安排到企業(yè)參觀中講授,讓學生在實際的教學場景中學習,學生對這一知識點的不僅容易接受,而且印象深刻,參觀講解完之后,回到課堂再進行復習、討論和測驗。通過現(xiàn)場教學、課堂回顧,實踐到理論,實現(xiàn)一個完整的教學過程。課程的綜合設計教學環(huán)節(jié)是提高學生靈活運用所學知識綜合分析,聯(lián)系實際解決問題的有效方法。在零件的牌號、熱處理工藝課堂教學中,結合前面的知識點,有的放矢地進行項目式教學,即將設計項目貫穿于教學中,以設計項目為索引進行新知識的引入和講解。在課程結束以后,安排一周的課程設計,圍繞零部件結構的設計、材料的選擇、成形工藝方法的確定以及對材料強化改性手段等知識點心,兼顧本地區(qū)和我校的實際情況,擬定設計題目,通過那些來自生產一線的設計項目,促使學生走出課堂、走出學校,到實訓基地、到當?shù)毓S進行實地考察,最后通過設計書和答辯情況考核學生學習情況。以單級齒輪減速器和軸類典型零件設計為例,要求學生在本課程的綜合設計中要完成下列任務:分析零件的受力狀況及使用要求,確定零件的性能指標;選擇合適的材料;選擇毛坯類別和成型方法;設計零件的工藝路線并填寫零件的工藝過程卡(熱處理工藝過程是重點);寫設計說明書,裝訂成冊。通過課程設計,承上啟下,既鞏固了所學重點知識內容,又培養(yǎng)了學生理論聯(lián)系實際、解決工程技術實際問題的能力。

3充分利用多媒體輔助教學作用,提高學生認知和理解能力

《機械工程材料》是一門建立在實驗觀察和工業(yè)實踐基礎上綜合性的技術基礎課,課程涉及大量微觀組織結構、相圖方面的知識并結合生產實踐講授材料成型及熱處理工藝的知識。傳統(tǒng)手段的授課雖然有一定的優(yōu)勢,但有時會產生效率低,表達不充分、不形象的情況,授課不能達到較好的效果。多媒體CAI課件具有形象、生動、直觀、動態(tài)和充分提供圖文聲像等綜合信息的特點,利用多媒體教學可以將微觀的內容宏觀化,將一些平常接觸不到的知識點非常直觀的展現(xiàn)在學生面前,這恰是這門課程最需要的,能顯著加大課堂教學信息量,增強教學內容的趣味性和吸引力。例如在講到冷塑變形對金屬的組織和性能的影響這一節(jié),在金屬塑性變形過程中,隨著變形程度的增加,各晶粒的晶向都不同程度地轉到與外力相近的方向,從而破壞了晶體中各晶粒取向的無序性,開成特殊的擇優(yōu)取向,即形變織構。通過多媒體Flash演示,可以使學生直觀清昕地看到拉拔時形成的絲織構和軋制時形成的板織構,不但了解了形變織構的形成過程,同時對冷塑變形產生形變織構原因,并使金屬出現(xiàn)各向異性這一性能影響改變有了非常深刻的理解和認識。再如鐵碳合金相圖是“成分、溫度、組織”相互關系與變化規(guī)律的圖解,是最基本的理論基礎,也是進行熱處理的理論依據(jù),內涵十分豐富,是本課程的重要內容。為使學生深刻理解其內涵,利用多媒體課件在此部分的圖形表達上,采用按溫度變化逐層動態(tài)顯示方式分析相圖,同步配合逐段顯微組織的轉變,動態(tài)顯示各種典型合金的平衡結晶過程,隨含碳量不同組織與性能的變化等。采用圖解分析方法,在學生面前展示一幅幅具體的生動畫面,逐步揭示相圖的豐富內涵,學生從動態(tài)的講解過程中領會到了豐富的活知識,深切感受到了圖形在綜合理解記憶知識方面的重要作用。這種從抽象到具體,再由具體到抽象的教學方法,有助于提高學生通過圖形進行抽象思維的能力。本門課程中,還有許多章節(jié)可以充分利用多媒體教學,如常見金屬的晶體結構與結晶、鋼的熱處理工藝等部分。通過多媒體教學,或將抽象知識變得形象有趣,或將生產實際的工藝過程以影像、動畫等形式向學生展示,能夠顯著提高教學內容的生動性和吸引力,從而提高了教學效果與效率,為本課程、后續(xù)課程的學習及工作打下堅實的基礎。

4考核方式與評價標準多元化,實現(xiàn)課程學習過程與考核評價一體化

機械工程材料課程內容繁雜,既涉及一些抽象的微觀知識內容,又有與生產實際密切聯(lián)系的實踐內容,很多內容需要理解和運用。傳統(tǒng)的閉卷考試為了兼顧知識點的全面性,會出現(xiàn)許多記憶性考點,使一些學生平時不用功,期末進行突擊大量背誦應付考試。為了加強學生學習過程管理和促進教學內容與生產實際的有機結合與銜接,本門課程我校探索考核方式改革,將期末一次終結性考核成績評定方式改為由出勤、作業(yè)、課堂討論、單元開卷筆試、實驗、課程設計六部分構成。課后作業(yè)不僅是書上的習題,也有課程小論文或查閱相關資料的題目。通過單元開卷測試,把一單元的重點、難點及時總結和復習,并做為總成績的一部分,將學習內容規(guī)納、提煉、復習、考試融為一個整體,這樣學生非常重視學習的過程。通過課程的綜合設計,將教學內容與學生實訓和生產實際有效結合起來,將課程設計書和答辯情況作為學生學習評定的重要部分,一方面調動學生學習積極性;另一方面也將理論知識與實踐有機結合起來,為實現(xiàn)技能型人才培養(yǎng)目標起到一定的促進作用。為了使培養(yǎng)出來的學生既具有一定的理論基礎,又具有一定的工程實踐能力,作為教師應不斷總結教學經(jīng)驗、相互學習交流,以便指導以后的教學工作,不斷提高教學質量和教學效果;同時還應深入廣泛地學習和實踐,了解本學科的前沿知識,了解最新的生產動向,豐富教學內容,使教師本身的知識結構與時俱進,不斷探索實踐培養(yǎng)高素質技術應用性人才的高職教育培養(yǎng)目標。