工程材料课程绪论课的重要性及教学实践

许 萍 刘慧敏 贾瑞灵 张瑞英 刘 军

内蒙古工业大学材料科学与工程学院 内蒙古呼和浩特 010051

工程材料课程是研究材料的成分、组织、性能之间关系的一门学科，它不仅是工科院校中一门必修的工艺性技术基础课和工程实践课，而且是一门涉及人文社会科学和管理科学的多学科交叉课程。它涉及的学生面广，包括机械类、近机械类的所有学生。但是此课程内容庞杂、概念抽象，教材内容多为大篇幅枯燥的基本原理和概念，学生对这些文字缺乏兴趣，学生在学习的过程中往往感到不易理解，难于掌握[1-3]；而且教授的对象一般是大二的学生，他们从高中直接步入大学，所学课程基本是基础课，没有接触过生产实践，也没接触过专业课，甚至个别学院安排的“工程训练”滞后，使得学生工程方面的感性知识极少。基于以上原因，为了激发学生的学习兴趣，笔者认为讲好绪论课是非常重要的。

绪论课是指每门学科正式教学开始前的前言课或导入课。[4]其内容主要是对该学科进行综合性的概括和介绍，使学生对本门学科有一个总体的、大概的认识。同时，了解该学科的教学特点、学习方法和教学总体安排，为今后的教学沟通与配合打下良好的基础。

1 绪论课具有承前启后的作用

工程材料课程在工科大学中占有特殊的地位，具有承前启后的作用，在课程安排上，学生必须在学习了理论力学、材料力学、大学物理等基础课程的前提下，才能学习本门课程；而且必须先进行“工程训练”，在实践的基础上才能更透彻地理解理论知识，才能学好本门课程。而学好工程材料课，又为后续的专业课打下了深厚的基础。因为形形色色的材料构成了世间万物，人类的发明创造丰富了材料世界，而材料的不断更新与发展又推动了人类社会的进步，所以材料与许多学科都是息息相关的。因此在绪论课中讲明本门课程在大学学科中乃至在社会上所占的重要地位是非常必要的。[5-7]

在绪论中，通过列举工程材料在生产、生活中的实例，可以激发学生学习本课程的兴趣，提高他们在生活中对材料的关注度。例如笔者以建筑行业中学生熟知的鸟巢为例，鸟巢能容纳观众九万余人，重达4.2万顿，主体结构庞大，其钢结构最大跨度达到343米，钢板最大厚度达到110毫米，这就需要一种抗拉、抗压和抗弯强度大的特种钢材做支撑柱，那么采用哪种钢材呢？先给学生留有疑问，有兴趣的学生就会在课下查找资料，而本课程会在第七章详细讲解。[8]

通过边问边答的形式，让学生通过实例自己悟出其中的道理。又如笔者在介绍新中国成立以来学生熟知的桥梁，依次列举武汉长江大桥(建于1957年，长128米)、南京长江大桥(建于1968年，长168米)、九江长江大桥(建于1993年，长216米)、芜湖长江大桥(建于2000年，长312米)，因其长度不同，其所承受的强度就不同，它们分别采用哪些材料，有何发展？引导学生对课程后续章节产生兴趣。另外工程材料在机械行业、汽车工业、核能工业、信息技术、电力行业等都有广泛应用，每一方面都可以举出学生熟知的例子。工程材料的重要性自然就体现出来。

2 绪论课要结合学科前沿

在绪论课中，要多结合一些学科前沿研究的内容。可以以科普的形式介绍几种新兴材料，如：形状记忆合金，有镍基合金、铜基合金、铁基合金系列，镁、钛合金和高分子聚合物、陶瓷材料、超导材料等，学生不知道什么是形状记忆合金，可以先不引入定义，只是通过一个学生感兴趣的例子，学生就会记住这种材料，如最典型的例子是Ti-Ni合金板制造的人造卫星天线：发射人造卫星之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，火箭升空把人造卫星送到预定轨道后，只需利用太阳能或其他热源加热，折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开，恢复抛物面形状。通过引导学生课下查找相关资料使学生将形状记忆合金的认识扩展到机器人、自动控制系统、医疗设备等。另外，还可以举一些学生感兴趣的例子来介绍镁合金、钛合金，纳米材料(例如：隐形飞机和核潜艇利用纳米材料吸收雷达波；纳米电脑芯片和光盘的运算速度和记录密度高于常态的几个数量级)、超导材料、环保材料等，通过绪论课就为学生开启了材料的大门。

绪论课中关于材料的分类，依据不同，分类方法不同。在介绍每一种材料时，可以结合当前材料发展的动态，结合目前有关材料(如非铁金属材料及其合金、高分子材料、陶瓷材料、复合材料等)在研的各种国家基金项目，给学生举例说明；对于一些常用的工程材料，也可以追述它的发展历史，如建筑材料，可以以桥梁为例，理论联系实际，就可以吸引学生的注意力。这就要求教师不仅具有深厚而广博的专业知识，而且要及时关注科研动态，用新的科学理论和科技知识丰富教材，并且开课前只有通过认真准备，包括充分备课，精心准备课件，做好课堂设计，才能在绪论课时激起学生的学习兴趣，为整个学期的学习打下一个好的基础。

3 绪论课采用目录法

所谓“目录法”，就是通过介绍教材目录，以目录为纲，用一根主线将各章节的内容串起来，达到了解书中内容及其相互联系的目的。

本课程的内容包括金属学、热处理、金属材料、失效分析与选材以及非金属工程材料，表面上看彼此孤立, 互不相关, 但实际上是互相联系的，这种联系是内在的、不直观的, 作为初学者很难发现。学生学完之后总感到是一块一块的，不具有系统性。这种联系掌握不好，将会影响学生学习积极性以及对知识的掌握程度。而实际上各个章节都是以研究材料的成分、组织和性能之间关系为主线的，教师可以将“成分－组织－性能”这条主线教给学生，要求学生抓住这条主线，将各章节的内容串起来，以便在具体内容的学习过程中能顺藤摸瓜,独立总结找到其中的联系。

4 采用激励手段

“万事开头难”，绪论课是每门学科开课的第一堂课，上好绪论课是今后正常教学的基础。绪论课中教师在对本学科进行综合性的概括和介绍的同时，应多结合日常生活、生产实际。教师在举例过程中，学生往往会表现出很大的兴趣，参与意识很强，此时教师应善于运用表扬、赞许和肯定等激励手段，使学生体验成功，激发学生学习兴趣，并使之逐渐形成和稳固下来。学习兴趣是学生进行主动学习的内在动力，讲好绪论课是激发学生学习兴趣的最好机会。

5 结束语

绪论课作为教师与学生的第一次接触，在本课程的整个教学中具有特殊的教学地位和重要意义，它对学生的学习兴趣的培养、对教师与学生在今后教学过程中的沟通与配合以及学生自主学习能力的养成等许多方面有着非常重要的作用。另外，青年人有理想、有抱负，对未来充满希望，绪论课也正是利用了学生的这个特点调动他们的求知欲、好奇心，对学生进行了一次专业科普教育，得到了很好的反响及效果。因此，我们必须充分认识上好绪论课的重要性，认真研究和分析绪论课的教学特点和方法，上好绪论课。

[1]谢永智.《机械工程材料》教学方法探析[J].装备制造技术,2011(2):187-189.

[2]马世榜,张洪峰.《机械工程材料》课程教学改革的探索与实践[J].广西轻工业,2009(11):168-169.

[3]陈显明.CDIO模式下“机械工程材料”课程教学方法探析[J].肇庆学院学报,2011,32(5):33-36.

[4]姜巨福,程远胜,王迎.专业课程教学中上好绪论课的重要性[J].科技创新导报,2011(7):154.

[5]张义华,高亮,宋慧欣.好的开始是成功的一半:《模拟电子技术》绪论课讲授方法探讨[J].科技信息,2009(19):494-495.

[6]邓玉恒,李夏,王少亭,等.普通化学原理绪论课的一点教学体会[J].首都师范大学学报:自然科学版,2007,28(12):6-11.

[7]郝延明.发挥绪论课的作用:提高“大学物理”教学质量[J].中国轻工教育,2011(1):95-96.

[8]文九巴.机械工程材料[M].北京:机械工业出版社,2009.