基于“卓越计划”的工程材料及热处理课程改革

李蓉+陈志平+张巨勇

摘 要 针对“卓越计划”的人才培养目标，发现工程材料及热处理课程现有教学模式的不足，本文提出了基于“卓越计划”的工程材料及热处理课程改革。针对目前突出的教学问题，本文分别阐述了改革目标、思路、内容与实现方式。教学实践证明，该课程教学改革可以较好地解决理论与实践相结合的紧密关系，对培养卓越机械工程师具有重要意义。

关键词 卓越计划 工程材料 热处理

中图分类号：G424 文献标识码：A

Engineering Materials and Heat Treatment

Curriculum Reform Based on "Excellence"

LI Rong， CHEN Zhiping， ZHANG Juyong

（School of Mechanical Engineering， Hangzhou Dianzi University， Hangzhou， Zhejiang 310018）

Abstract For the "Excellence" talent training objectives， found insufficient engineering courses existing teaching materials and heat treatment model， this paper presents engineering materials based on the "Excellence" and the heat treatment of curriculum reform. Aiming at the problem of outstanding teaching， this paper describes the objectives of the reform， ideas， content and implementation. Teaching practice shows that the teaching reform can solve the close relationship between theory and practice，has great importance to develop excellent mechanical engineers.

Key words excellence； engineering materials； heat treatment

1 杭州电子科技大学工程材料及热处理教学状况

前两年，“工程材料及热加工”课程在教学计划中没有区分“卓越计划”与非卓越计划，所有学生一起听课，所不同的是“卓越计划”的学生在大四时直接进入与学校对接的几个企业中进行为其一年的实习。

其中，对接企业“吉利汽车制造集团宁波基地”的技术部门在与我院交流座谈中就明确指出：一线实习的学生对汽车生产过程中涉及的材料不够熟悉，总是局限在碳钢、铸铁、铝合金几大类金属材料。实际汽车生产过程中这些材料的比重不超过50%，远远小于学生们的预期设想。尤其是汽车内饰方面，所涉及的材料几乎全都不是金属类，具体该选用什么样的高分子材料、复合材料来完成汽车内饰部件的制造，学生对此几乎处于陌生的状态。在这样的材料知识基础上，要求一线实习的学生快速、准确地理解生产线的流程及工艺要求，相对比较困难，需要企业重新投入现场教学与引导的人力与物力。由于“卓越计划”的学生在企业实习的模式中是直接“一人一岗”的形式，无法快速融入生产线流程，无疑将降低企业的效率。作为市场竞争者的企业，希望通过大学培养的机械类学生具备更广泛的机械材料、加工工艺知识，进入企业实习能够快速进入岗位。在与对接企业的技术部门、生产线上带领学生的师傅的座谈过程中发现：生产实习的学生普遍对于机械工程材料的认识仅仅局限于若干种金属材料，对实际生产线上所涉及的工程材料、工艺过程相对陌生，典型表现为理论与实际相脱离，主要包括如下：

（1）现有课程内容体系在新型材料知识点的选择和安排上没有脱离传统的教学理念。（2）“卓越计划”班级的实验环节安排滞后，不能与课堂教学同步，影响学生对知识点的理解与印象。（3）学生对课程的学习还停留在记忆背诵的阶段，对所学知识内容认识不够，应用能力偏低。

2 改革理念、思路及目标

课程改革理念、建设思路与目标如下：（1）针对卓越计划学生的实践性强特点，课堂中强调以企业典型应用为载体，实现以实例项目为导向的教学模式。以“帝豪EC7模具工艺的改进”为载体，将学习过程转化为“企业现场情景的再现”，实现 “将理论知识转化为专业技能” 的学习目标。（2）将工程中的典型案例引入教学内容，并借助教师的引导、学生的动手实践和课堂讨论，使学生掌握工程材料与热处理的思路和基本方法；提高学生分析问题和综合设计的能力。（3）提出复合材料的有限元研究观念，引入教师在研项目，带领学生进入科研实践，掌握分解任务、各个击破的解决问题方法。为学生今后可能的科研需求打下坚实的基础。（4）培养团队协作精神，形成良好的职业能力和职业素养。分组进行教学，按组分配任务，进行讨论、查阅资料、分工合作，培养团队协作精神。（5）强化能力、过程考核，提高学生的学习兴趣。采取实践考核与理论考核相互结合，形式上做到有机统一、相互渗透。

3 课程改革内容

首先，对于基本知识方面，要求学生掌握晶体结构与结晶、金属的塑性变形、相图、铁碳合金、钢的热处理、合金钢、铸铁、有色金属、非金属材料及工程材料等基本知识点，结合学校现有实验设施完成基本的实验环节，考核方式以章节考试为主。

其次，增加案例实践环节。主要结合我校“卓越计划”的合作单位——宁波吉利汽车公司的工厂实例，如“6 在焊点质量改进中的应用”、“帝豪EC7模具工艺的改进”、“鼓式制动器及其蹄片切削机设计”等实际工艺环节，展开案例型教学，考核方式以个人实践考核的形式为主。endprint

最后，结合教师的科研项目，提升自主学习能力、增加团队合作能力。以大家感兴趣的神舟十号、嫦娥三号、“玉兔号”月球车等项目对材料与工艺的展开，充分激发学生对工程材料的兴趣，鼓励学生自主调研、通力合作解决问题。在实际项目学习中普及“有限元分析”方法在复合材料设计理念中的科研思想，开阔学生的科研视角。考核方式以团队式的论文报告为主。

基于以上课改内容，结合教改理念、思路、目标，可以解决课堂教学中以下问题：（1）普遍认为本课程“学而无用”——加强学生对课程的宏观认识。老师在讲解过程中，一定要把握好宏观与微观，既能把复杂问题简单化，也能把简单的现象上升到科学的深度。（2）枯燥的学习方式——把课程内容生活化、简单化变。将专业的知识点与日常生活做人做事的道理相挂钩。比如，在讲述晶体缺陷时候，就让学生知道：第一，完美的晶体是不存在的，晶体一定存在缺陷；第二，晶体缺陷不一定是缺点，在工程上有其用武之地。这和现实中的做人十分相似，人无完人，每个人都有缺点；但是人的缺点不是永远都是缺点，在某些场合缺点是可以变成优点的。（3）重点知识的掌握——以点带面，用简单的思路来讲述复杂的道理。根据知识点的连贯性，把基础知识讲清楚，然后逐步延伸。比如，铁碳相图是本课程的一个重点和难点，包括共晶相图和共析相图等，而共晶相图和共析相图的基础都是匀晶相图。（4）相关知识容易遗忘——通过渗透材料科技史的方法强化印像。以科技史的形式给学生讲解，穿插一些材料轶事以及一些小典故，强化学生记忆、增加学习乐趣。比如，在讲解同素异构体的时候，增加1867年冬天俄国军衣纽扣失踪谜案，然后再讲科学家从该案件中发现了锡的同素异构现象，此后人们又陆续发现了其他金属材料也有类似的情况。通过这样的讲解后学生对同素异构体的认识更深刻，更贴近生活。

4 总结

通过我们为期近一年的课堂实践，发现在工程材料及热处理课程教学过程中实施“卓越工程师培养计划”的相关改革，对提示我校机械工程人才培养质量，促进我校工程教育，实现培养学校与企业“零对接”需求的卓越机械工程师预备人才具有重要的现实意义。

基金项目：本文为杭州电子科技大学2013年度高等教育研究课题（No. ZC1301）、杭州电子科技大学机械工程学院2013年本科教学质量工程项目（No. 2013-5）、杭州电子科技大学机械工程学院师范中心2012年度教改项目的专项论文

参考文献

[1] 高为国，董丽君，吴安如.基于卓越工程师培养的“机械工程材料”课程建设[J].湖南工程学院学报学报，2010.20（3）：74-77.

[2] 陈国金.工科类大学生创新教学实践[J].实验室研究与探索，2010（3）.

[3] 纪华刚.卓越计划校企联合机制的研究与实践[J].长春工业大学学报（高教研究版），2011（9）.endprint