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材料工程基礎(chǔ)精品課程建設(shè)的思考與探索論文
摘要：課程教學(xué)是決定一所學(xué)校人才培養(yǎng)、教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平的最基本環(huán)節(jié)，而課程建設(shè)是教學(xué)基本建設(shè)的重要內(nèi)容之一。針對“材料工程基礎(chǔ)”課程目前的特點和現(xiàn)狀，結(jié)合精品課程建設(shè)的體會，對該課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及實踐教學(xué)等方面進行了探討，有效促進學(xué)生工程能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，對其他專業(yè)課精品課程建設(shè)具有借鑒意義。
1 “材料工程基礎(chǔ)”精品課程的教學(xué)現(xiàn)狀
隨著我校材料科學(xué)與工程一級學(xué)科的建設(shè)與發(fā)展，“材料工程基礎(chǔ)”逐漸融合成包含金屬、陶瓷、高分子三大材料制備成型過程的技術(shù)原理，工藝方法及生產(chǎn)工藝過程的一門專業(yè)基礎(chǔ)性課程。該課程要求學(xué)生在獲得較廣泛的材料工程基礎(chǔ)知識的同時，掌握材料制備加工過程中的基礎(chǔ)科學(xué)原理技能，從而能根據(jù)所確定材料的性能、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用要求，提出材料成分構(gòu)成和制備加工的方案及方法。通過該門課程的理論教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，要求學(xué)生了解材料分類、共性和特性及各類材料工程技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢；理解各類材料工程技術(shù)的原理及各種材料工程技術(shù)間的關(guān)系；熟悉各類材料工程技術(shù)的特點和應(yīng)用范圍；掌握材料制備與合成、材料凝固與結(jié)晶、材料成形與加工、材料組織和性能改善、材料連接技術(shù)、材料表面技術(shù)方面主要方法的工程原理，并能根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求合理選擇材料制備與加工方案。
“材料工程基礎(chǔ)”課程作為我校材料科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程，在課程改革、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)等方面起到了不可缺少的作用。近幾年我國材料加工領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展十分迅速，各種新工藝、新設(shè)備層出不窮，相比之下教材內(nèi)涉及到的工藝和技術(shù)相對滯后。教師在教學(xué)過程中，積極結(jié)合科研工作成果和工程實踐，查閱文獻，收集資料，把材料工程領(lǐng)域的新知識增加到教學(xué)內(nèi)容中。但是這些新知識與原有教材內(nèi)容還缺乏有機的銜接，特別是一些涉及到跨知識點、跨學(xué)科的新技術(shù)、新工藝，在講解過程中，難免一帶而過，學(xué)生學(xué)習(xí)之后印象不深，理解也不透徹，影響教學(xué)效果。且目前出版的教材受限于各高校的不同培養(yǎng)目標(biāo)，不同教學(xué)計劃及不同定位等因素，教學(xué)內(nèi)容存在一定的差異。因此，對“材料工程基礎(chǔ)”課程改革勢在必行，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進教學(xué)方法和教學(xué)手段，強化實踐教學(xué)，以滿足材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)的需要。
2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
課程的教學(xué)內(nèi)容需要具有一定的系統(tǒng)性和擴展性，不同專業(yè)方向的學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)能夠建立材料科學(xué)及材料工程的知識平臺，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)和工程實踐打下基礎(chǔ)。因此，在該門課程的教學(xué)中，怎樣突出工科特色，面向社會、面向材料生產(chǎn)企業(yè)的需要，進行課程內(nèi)容和課程體系的規(guī)劃和調(diào)整很有必要，使該課程的工程特色鮮明，學(xué)以致用，能更好地滿足冶金類材料加工企業(yè)對高素質(zhì)工程人才的需要。
在教學(xué)內(nèi)容上，原來主要介紹金屬材料的熔煉、鍛造、軋制、熱處理、焊接 等工藝原理、常用方法、應(yīng)用范圍及質(zhì)量控制的基礎(chǔ)知識，以及材料的強化與改性、表面技術(shù)等方面的知識內(nèi)容。根據(jù)材料一級學(xué)科平臺課程的建設(shè)，“材料工程基礎(chǔ)”課程面向金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、材料成型與加工等專業(yè)方向，以培養(yǎng)具有優(yōu)良工程能力和現(xiàn)代工程意識的高層次、高素質(zhì)、適應(yīng)時代要求的現(xiàn)代材料工程師為宗旨，以培養(yǎng)所具備的材料工程概念、材料設(shè)計、材料加工與制備方法、材料實驗研究、設(shè)備儀器應(yīng)用操作為目的，優(yōu)化完善課程教學(xué)內(nèi)容。以材料工程基礎(chǔ)、材料加工工藝、先進材料制備技術(shù)三部分內(nèi)容為主體，結(jié)合經(jīng)典與創(chuàng)新并舉的思路，系統(tǒng)地講授材料加工過程的基本原理、流程和設(shè)備；結(jié)合生產(chǎn)實踐剖析現(xiàn)代材料加工過程的本質(zhì)、生產(chǎn)控制過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和控制依據(jù)；結(jié)合典型的成形設(shè)備和工藝流程，從縱向和橫向兩個方面分析材料加工工藝的單元過程與相互關(guān)系；與現(xiàn)代工業(yè)緊密關(guān)聯(lián)，隨時了解材料生產(chǎn)工業(yè)的科技進步，及時更新教學(xué)內(nèi)容；關(guān)注國內(nèi)外材料工程學(xué)科的最新研究成果，吸收國家最新的標(biāo)準(zhǔn)化研究成果，把最新的科研成果引入課堂，注重介紹先進材料制備技術(shù)的發(fā)展動態(tài)、材料加工過程的資源回收利用、壓力加工及精密成型模具設(shè)計等深加工方面的知識。目前形成了包括金屬、非金屬、高分子三大材料相關(guān)制備加工的課程內(nèi)容，同時還增加了工程方法和技術(shù)經(jīng)濟方面的內(nèi)容，拓展了“材料工程基礎(chǔ)”課程的空間，強調(diào)材料工程的創(chuàng)新性與新材料開發(fā)創(chuàng)造性的結(jié)合，并設(shè)置相關(guān)應(yīng)用問題，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，完成應(yīng)用問題的解決方案和工程措施。鑒于“材料工程基礎(chǔ)”課程涵蓋金屬材料、非金屬材料、高分子材料等材料學(xué)的分支學(xué)科較多，涉及的知識點多，有效促進學(xué)生掌握各知識點，基本原理與工藝融會貫通，了解材料制備、加工和性能優(yōu)化的各種方法的特性和共性，達到材料工程化單元操作和單元過程的有機結(jié)合，構(gòu)成適合于不同材料的工程化系統(tǒng)。通過課堂教學(xué)和實踐教學(xué)，使學(xué)生掌握材料科學(xué)與工程的系統(tǒng)知識，達到“登高而望遠”的學(xué)習(xí)境地。
3 改進教學(xué)方法和教學(xué)手段
由于課程學(xué)時數(shù)的減少，傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段已難以滿足教學(xué)需要，因此，大力開展教改研究工作，在教學(xué)中根據(jù)實際情況采取靈活多樣的教學(xué)方法和教學(xué)手段。通過課程教學(xué)多媒體教學(xué)手段建設(shè)、虛擬實驗課程建設(shè)、工程化實驗等手段生動、形象地進行理論課程教學(xué)，提高學(xué)生對理論知識的興趣和掌握程度。
利用多媒體教學(xué)資源，采用啟發(fā)式、問題式、討論式教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生進入課堂，積極參與互動：在講授時，每位主講教師根據(jù)自身的特點，運用簡練、準(zhǔn)確、生動、形象的語言，對材料工程的基本原理、基本流程、基本設(shè)備、發(fā)展趨勢進行解釋、分析、論證，引導(dǎo)學(xué)生開展思維活動，使學(xué)生獲得知識、發(fā)展能力；同時注重理論聯(lián)系實際，注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和，提出問題解決問題的能力。
靈活利用講授法、討論法、自學(xué)法、實驗法等多種教學(xué)方法，有效調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。大膽嘗試案例教學(xué)法，在課程中不斷引入本領(lǐng)域國內(nèi)外最新研究成果以擴大學(xué)生的視野；組織和鼓勵學(xué)生到實驗室去直接接觸實驗儀器和設(shè)備，強化動手能力，將有關(guān)教學(xué)內(nèi)容歸納以考題任務(wù)下達給學(xué)生，讓同學(xué)在查閱大量文獻資料的基礎(chǔ)上，上講臺做報告，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和提高教學(xué)效果。 充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，通過“材料工程基礎(chǔ)”精品課程網(wǎng)站，提供了豐富的教學(xué)資源，學(xué)生可以遠程登錄進行自學(xué)，并可了解有關(guān)材料工程方面的發(fā)展動態(tài)和趨勢；在課堂教學(xué)中采用了多媒體教學(xué)，編制了與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的各種知識模塊的多媒體課件，使課堂講授更加形象生動，取得了良好的教學(xué)效果。同時邀請企業(yè)和研究所的技術(shù)專家和知名教授開設(shè)課程講座，直觀而生動為同學(xué)講解工程案例，拓展了學(xué)生的工程知識和行業(yè)視野。采用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，把現(xiàn)代化材料加工制備企業(yè)的生產(chǎn)狀態(tài)，先進生產(chǎn)流程，企業(yè)概貌展現(xiàn)給學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和工程意識，幫助學(xué)生樹立在材料領(lǐng)域拼搏奮斗的決心與勇氣。
對學(xué)生的學(xué)習(xí)考核貫穿于課程的整個教學(xué)過程。學(xué)生作業(yè)有問答題、課外小論文等多種形式，要求教師認真批改作業(yè)。課程考試環(huán)節(jié)堅持教考分離，并嚴(yán)格執(zhí)行A、B卷，逐步建立了較完備的習(xí)題、試題庫，綜合成績由考試成績和平時成績兩部分組成，平時成績根據(jù)課堂表現(xiàn)、作業(yè)和實驗操作技能、考勤等方面進行考評。
4 改進實踐教學(xué)
實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它在培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力、分析問題和解決問題的能力方面起著極其重要的作用。本著以培養(yǎng)和提高學(xué)生獨立思考能力、動手能力和解決實際問題能力的目的，針對工程問題強調(diào)綜合運用的特點，在課程體系中設(shè)計嵌入了實踐教學(xué)模塊，使理論教學(xué)與實踐教學(xué)有機結(jié)合。實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計力求突出基本理論之間的融合、基礎(chǔ)理論與基本方法的結(jié)合、基礎(chǔ)理論與實際問題的結(jié)合；實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，不僅僅局限于幫助學(xué)生對基本概念、基本定理的理解和運用，同時注重于學(xué)生解決工程實際問題時綜合運用知識的能力的訓(xùn)練，充分依托我校材料學(xué)科的國家工程中心、省部級重點實驗室和省級分析測試中心資源優(yōu)勢，通過這種訓(xùn)練使學(xué)生從研究方法到處理問題的能力等方面得到了有益的鍛煉。
嵌入式的實踐教學(xué)模塊中單列實驗課程，包括基礎(chǔ)實驗、綜合性實驗及設(shè)計性實驗三個部分，各模塊方向的學(xué)生根據(jù)自己的專業(yè)方向和實驗學(xué)時要求選擇三類實驗的組合，把它們與“三大實習(xí)”相結(jié)合，即在課程學(xué)習(xí)的過程中，適度安排實習(xí)，各種模型及設(shè)備實地參觀，使學(xué)生能夠及時理解基礎(chǔ)理論與工程技術(shù)及其應(yīng)用相互關(guān)聯(lián)，提高學(xué)習(xí)興趣，增強教學(xué)效果。在實驗教學(xué)上突出實驗的技術(shù)性、綜合性和探索性，實驗室配備了50余套材料加工領(lǐng)域的教學(xué)試驗設(shè)備，搭建了學(xué)生實踐教學(xué)平臺，開設(shè)出具有開放性、設(shè)計性、研究性的綜合型實驗，拓展學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生科研興趣與能力，較好地解決理論教學(xué)與工程能力培養(yǎng)、實踐教學(xué)相脫節(jié)的問題，在培養(yǎng)學(xué)生工程意識、動手能力和團結(jié)協(xié)作精神方面發(fā)揮了較好的作用。
5 結(jié)語
課程建設(shè)與改革是長期而艱巨的任務(wù)，在開展精品課程建設(shè)的過程中，應(yīng)注意處理好傳統(tǒng)與特色、規(guī)范與創(chuàng)新、內(nèi)容與方法、基礎(chǔ)與專業(yè)、教學(xué)與科研、點與面的關(guān)系，將以信息技術(shù)為手段，以創(chuàng)建國家級精品課程建設(shè)為契機，全面推進教學(xué)隊伍建設(shè)、實驗室建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)多媒體教材資源建設(shè)，發(fā)揮優(yōu)質(zhì)資源網(wǎng)上共享機制，提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，使“材料工程基礎(chǔ)”課程成為材料科學(xué)與工程專業(yè)具有一流教師隊伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理特點的優(yōu)質(zhì)精品課程。
參考文獻
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