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《機械工程材料綜合實驗課》的教學(xué)改革及實踐

曾美琴 陳靈 鄒敢鋒 梁耀能

( 華南理工大學(xué)機械工程學(xué)院，廣州 510640 )

摘 要：本文介紹了具有開放性與設(shè)計性特色的《機械工程材料綜合實驗課》的內(nèi)容和實施方法，總結(jié)了該課程的教學(xué)特點。實踐證明：開設(shè)設(shè)計性綜合實驗課，能夠把抽象的理論教學(xué)與生動活潑的實踐環(huán)節(jié)教學(xué)結(jié)合起來，可培養(yǎng)和提高學(xué)生的自學(xué)能力、科學(xué)研究能力、分析思維能力、實際動手能力、撰寫科研論文的能力、獨立工作能力和團隊合作精神，進(jìn)而全面提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，增強了學(xué)生的創(chuàng)新意識。 關(guān)鍵詞：綜合實驗；能力培養(yǎng)；綜合素質(zhì)

高等院校工科學(xué)生，尤其是機械類專業(yè)的學(xué)生，要求具有較高的實踐能力和綜合設(shè)計能力。實驗正是培養(yǎng)學(xué)生具有這些能力的極好的教學(xué)環(huán)節(jié)。實驗教學(xué)是高等院校理工科專業(yè)教學(xué)中重要的組成部分，，它不僅是學(xué)生獲得知識的重要途徑，而且對培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、工作態(tài)度、實際工作能力、科學(xué)研究能力和創(chuàng)新能力具有十分重要的作用，對實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)起著關(guān)鍵的作用。

在高校工科機械類各專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃中，《機械工程材料》是所有學(xué)生的必修課。近年來我校在《機械工程材料》課程的教學(xué)改革中，開設(shè)了設(shè)計性的機械工程材料綜合實驗課，目的是使學(xué)生理論聯(lián)系實際，一邊學(xué)習(xí)理論課一邊做實驗，通過自行設(shè)計、自己動手實驗，在完成比較復(fù)雜的綜合實驗過程中，加深對課本上理論和概念的理解，培養(yǎng)獨立獲取知識的自學(xué)能力、解決問題的實踐技能和綜合素質(zhì)。

活中常見的物品或機械零件的生產(chǎn)工藝作為設(shè)計任務(wù)，讓學(xué)生從看得見、摸得著的零件著手，如手動鋸條、自行車飛輪、自行車鏈條等零件，有利于消除學(xué)生的畏難情緒、激發(fā)其興趣和完成實驗的信心。每位學(xué)生的實驗任務(wù)工作量大體平衡，實驗過程遵循由易到難的原則進(jìn)行。我們制定了十七種典型常用零件的設(shè)計任務(wù)書，其中包括了十七種典型常用零件，如自行車鏈條、自行車飛輪、手動鋸條、軸、滾動軸承、冷作模具、熱作模具、塑料模具等，涉及到的材料有十大類共計二十多種常用金屬材料。即使同一種零件也可以選用不同的材料通過不同的加工工藝達(dá)到相同的使用性能要求，這樣既可以使同一個班的同學(xué)之間很少有完全相同的設(shè)計任務(wù)書，保證了實驗的獨立自主性，又可以通過同學(xué)間的相互交流，進(jìn)一步開闊學(xué)生的視野，加深對理論知識的理解。

2．綜合實驗課的具體做法

我們認(rèn)為，《機械工程材料》課程的課堂教學(xué)和《機械工程材料綜合實驗》課程的實踐性環(huán)節(jié)教學(xué)，都同屬于機械類人才培養(yǎng)目標(biāo)中的學(xué)科基礎(chǔ)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)。在教學(xué)過程中，前者在充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用的同時，有時會容易出現(xiàn)學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)的局面，因為學(xué)生要在較短的時間內(nèi)（48學(xué)時）掌握比較系統(tǒng)的理論知識，往往只能靠死記硬背的方法，因而知識是不夠扎實的。后者則容易做到“以學(xué)生為中心”，可以主動地把理論與實際聯(lián)系起來。學(xué)生在做實驗時是帶著自己感興趣的問題去操作、去學(xué)習(xí)，實驗方案由自己設(shè)計、執(zhí)行和修正，實驗結(jié)論由自己判斷，課程的整個學(xué)習(xí)過程是教師幫助學(xué)生形成自己的問題，學(xué)生自覺調(diào)控自己的學(xué)習(xí)行為。

因此，整門實驗課程的學(xué)習(xí)貫徹以設(shè)計性為主的原則，給每位學(xué)生下發(fā)一份各不相同的實驗任務(wù)書。要求學(xué)生按照所給任務(wù)書，自己查閱資料選擇合適的材料，自己設(shè)計加工流程，自己設(shè)計熱處理工藝，訂出實驗方案交指導(dǎo)教師審閱、修改；然后領(lǐng)取該材料的試樣，自行安排時間到實驗室動手操作進(jìn)行各步驟的熱處理工藝實驗(全部自己完成)。這一過程要進(jìn)行原材料和經(jīng)過各種熱處理后的材料性能檢驗和金相組織觀察。

由于實驗比較復(fù)雜，學(xué)生對實驗設(shè)備和操作技術(shù)比較陌生，容易在實驗過程中出錯。本著大膽放手讓學(xué)生獨立進(jìn)行實驗、允許失敗、鼓勵嘗試創(chuàng)新的教學(xué)理念，本實驗課還采

一、綜合實驗課簡介

為了提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，必須相應(yīng)加強實驗教學(xué)的改革與建設(shè)。對于理論性、實踐性較強的課程，例如機械類各專業(yè)教學(xué)計劃中的《機械工程材料》，通過綜合實驗加強對學(xué)生進(jìn)行動手操作，把抽象的理論與生動活潑的實踐教學(xué)結(jié)合起來，使學(xué)生了解這些理論的作用，不會感到理論學(xué)習(xí)枯燥無味。從1999年開始，我校單獨設(shè)置了《機械工程材料綜合實驗》課程，該課程32學(xué)時，1.5學(xué)分，與《機械工程材料》課程同一學(xué)期開出，同步進(jìn)行，獨立考核并分別評定成績。實踐證明，單獨設(shè)置的實驗課程很受學(xué)生的重視和歡迎，目前已試行了七屆，教學(xué)效果良好。

1. 綜合實驗任務(wù)書的制定

要發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，必須要引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)時形成自己的問題，也即是學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，對每門課程都應(yīng)該有清晰的學(xué)習(xí)目標(biāo)。故此，學(xué)生在這門實驗課程開始之時，首先接受一份設(shè)計任務(wù)書（包括有具體的機械零件名稱、工作條件、失效形式及實驗報告的要求等內(nèi)容）。然后，由學(xué)生自行制訂合理的熱處理工藝規(guī)程（包括選擇材料及考慮各種熱處理方法）。再次，學(xué)生進(jìn)行動手操作，直至得出合格的金相照片和寫出實驗報告。最后，參加口試考核。

可見，綜合實驗任務(wù)書的制定是十分重要的，因為實驗前的學(xué)生對材料和實驗設(shè)備是不了解的，甚至可以說是一無所知的，要完成這樣的實驗任務(wù)，難度較大。采用日常生

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