机械工程材料课程实验教学改革探讨

李风娟　安　静　兰海鹏　刘文亮　周　岭塔里木大学机械电气化工程学院　新疆阿拉尔　843300

机械工程材料课程实验教学改革探讨

李风娟安静兰海鹏刘文亮周岭
塔里木大学机械电气化工程学院新疆阿拉尔843300

摘要：在分析机械工程材料课程实验教学存在问题的基础上，从整合教学内容、开放实验室、增加创新性实验等方面提出该课程实验教学改革的措施，以期激发学生的学习兴趣，提高该课程的教学质量。

关键词：机械工程材料；实验教学；改革

机械工程材料课程是高等院校机械类专业一门重要的技术基础课，主要讲述了材料的基础知识及微观结构、材料的热处理、常用零件的选材及加工工艺等内容。通过该课程的学习，学生要掌握常用工程材料的分类、基本性能等知识，并能根据零件的使用条件和性能要求，具备选择零件材料并制定合理的加工工艺路线的能力。由于该课程具有概念性强、比较抽象、名词多、不易理解、与实际联系紧密等特点，为了提高教学质量，该课程的教学过程配套有相应的实验教学，但现有的实验教学模式已经不能满足学生和社会的需求，因此针对该课程的实验教学改革势在必行。[1,2]

1　机械工程材料课程实验教学现状

1.1实验学时较少

机械工程材料课程的基本概念较多、内容枯燥、不易理解，随着高校课程体系的改革，教学学时不断减少，相应的实验学时也在减少。以我校为例，机械工程材料课程的总学时为40学时，其中实验教学为6学时，涉及金属材料硬度测量、铁碳合金平衡组织观察分析、钢热处理后显微组织观察分析3个实验，而对于一些重要的基础性实验，如金相试样的制备、钢的热处理操作等由于教学学时的限制没有列入教学过程。

1.2实验设备陈旧且数量少

实验室的设备基本上都是课程开课之初购进的，几十年来基本没有更新，已经远远不能适应学生和社会的需求。且实验室设备数量较少，每次上课基本上都是一个学生操作，5～10名学生观看，从而使学生失去对实验课的兴趣。

1.3实验以验证为主 缺乏创新性[3]

实验课堂上，首先教师会对实验原理和设备进行讲解，然后学生按照教师或实验指导书上设计好的内容、方法、步骤进行实验，最后完成实验报告。这种实验课的模式缺乏创新性，难以激发学生的学习兴趣，达不到培养学生、锻炼学生的目的。

1.4学生对实验不够重视

学生在实验课前基本上不预习实验指导书，只是按照教师的要求完成实验过程[3]，得出一定的数据或图像。由于实验条件的限制，有部分学生甚至从不积极主动地操作实验设备，只是从同组同学那里得到相应的实验结果，养成了不主动学习探索的习惯，也说明了学生对实验教学的不重视。

2　实验教学改革措施

在高等教育中，实验教学在综合能力和创新能力的培养中，起着理论教学不可替代的特殊作用。与理论教学相比，实验教学既能使学生更形象生动地掌握枯燥无味的理论知识，又可以开拓学生的思路、激发学生的探索精神、培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

2.1从思想上重视实验教学

大学生毕业后将被直接推向社会，接受社会的挑战和考验，会遇到很多新的问题，这就需要他们拥有独立操作的能力。而实验课可以培养学生独立思考、分析问题、解决问题的能力，能使学生更加牢固地掌握所学知识，提高实际操作技能[4]，因此，师生都应该从思想上重视实验课，争取上好每一节实验课，发挥实验教学在整个教学过程中不可替代的作用。

近几年来，我校每年都会定期举办实验教学竞赛，从系到学院再到学校，通过一层层比赛，选拔出实验课教学比较优秀的教师，给予一定的奖励并组织全校教师观摩学习，学习实验课讲授方法和技巧，提高教师的实验课教学水平，从而提高实验课教学质量。另外，对有实验教学任务的课程，根据实验教学学时占该课程总学时的比例，在最终的成绩考核中，规定实验成绩占一定的比例，并且在第一节课都要把这些信息告诉学生，以此引起学生对实验课的重视。通过与老师和学生的交谈了解到，这样的一些措施，切实引起了师生对实验课的重视，起到了不错的效果。

2.2整合教学内容 增加实验学时

随着高校课程体系的改革，教学学时不断减少，在课程总学时不能调整、好好把握教学大纲的前提下，对理论教学内容进行整合。对一些学生容易理解、自学就能掌握的概念等内容在课堂上少讲、精讲，督促学生课下自学，如材料的基础知识、铸铁的一些基本概念等内容。而对于一些比较难以理解，又很重要的知识点，如铁碳相图、钢的热处理等内容，就需要花费比较多的时间重点讲解。这样不仅能节省理论课学时，增加实验学时，而且又能督促学生自学，培养学生自主学习的习惯和能力。

2.3开放实验室 增加创新性实验

目前的实验室基本上都是在上实验课的时候才对学生开放，在有限的90分钟内，学生既要了解实验仪器设备，又要完成相应的实验，时间上就不够充裕，这也是导致学生只能按照教师的要求完成实验过程，得出实验结果，而不能进行创新性实验的原因之一。因此应该在实验课前就开放实验室，让学生在自己空闲的时间可以进入实验室，提前了解实验仪器的构造和原理，初步掌握仪器的操作方法。[3]这样也能督促学生提前预习实验内容，上实验课的时候就能知道该干什么、怎么干，从而提高实验课的教学效果。

根据课程内容开设的实验，都是一些基础实验，验证实验，很难引起学生的兴趣，因此可以开发一些创新性实验，以此激发学生探索的兴趣。我校学生在学完机械原理、机械设计等课程后，都要进行为期3周的课程设计，分别是运动机构的选型与组合和减速器的设计，目的就是为了巩固和加深学生所学的机械知识，完成一次基本设计方法的训练。

实际上，学生在学完这些课程之后，已经初步具备了机械方面的一些专业知识，可以让学生自己选择一个简单的零件，如齿轮、轴等，根据这些零件的使用条件和性能要求，从零件的尺寸结构、选材、加工工艺、热处理工艺等方面自己设计，当然在这一过程中老师要对学生进行适当的指导；设计完成之后的车、铣、刨、磨及热处理等加工过程让学生自己动手；加工完成后零件的硬度、精度等测试也让学生自己动手，以验证整个零件的加工工艺是否合理，并完成分析报告。通过这样的实验，不仅可以把学生所学的单一的课程联系起来，而且还可以激发学生的学习兴趣，增强学生的工程实践能力，切实提高实验教学质量。

3　结束语

实验教学是教学过程的重要组成部分，是培养学生独立分析问题、解决问题，提高专业技能和综合素质的重要途径。通过从思想上重视实验、开放实验室，增加创新性实验等改革措施，加强机械工程材料课程的实验教学环节，在加深学生对基础知识理解和掌握的同时，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新意识，切实提高该课程的教学质量及学生的实际操作能力，为机械类专业应用型人才的培养提供良好的平台。

参考文献

[1] 王忠.机械工程材料[M].北京:清华大学出版社,2009.

[2] 邱旋.关于《机械工程材料》实验教学改革的探讨[J].黑龙江科技信息,2014(2):71-73.

[3] 郑瑞利.《机械工程材料》实验教学改革初探[J].机械管理开发,2012(6):174-175.

[4] 胡桂,张艳.浅谈实验教学的重要性[J].山东电力高等专科学校学报,2006(1):12-14.

Discussion on Experimental Teaching Reform for Mechanical Engineering Materials

Li Fengjuan, An Jing, Lan Haipeng, Liu Wenliang,Zhou Ling
University of Tarim, Alar, 843300, China

Abstract:Some problems exist in the experimental teaching of Mechanical Engineering Materials. So the experimental teaching reform for Mechanical Engineering Materials will be implemented in many ways, such as integration of teaching content, opening laboratory, increasing innovation experiment and so on. In order to stimulate students’ interests in study, improve the teaching quality of the Mechanical Engineering Materials.

Keywords:mechanical engineering materials; experimental teaching; reform

基金项目：教育部工程技术人才培养专项(编号：11JDG003)。

作者简介：李风娟，硕士，讲师。安静，硕士，讲师。通讯作者：周岭，博士，硕士生导师。

收稿日期：2015-05-18