基于CAI的《工程材料》课程教学研究改革

敖培云

新余学院机械工程学院



基于CAI的《工程材料》课程教学研究改革

敖培云

新余学院机械工程学院

《工程材料》课程是介绍机械工程常用的材料及其基础理论的课程，是我国工科的机械基础教材。计算机辅助教学（CAI）是指在计算机辅助下通过与学生对话的方式，探讨教学内容，安排教学过程和教学训练的教学模式。本文将结合《工程材料》课程教学的现状，探讨CAI对于课程改革的作用。

《工程材料》 CAI 教学研究

近年来，随着多媒体技术的飞速发展，CAI系统在教育领域的应用已成为教育教学改革的一个热门话题，使用计算机辅助教学的关键是多媒体计算机辅助教学课件的制作。CAI课件的应用将对工程材料的课程产生深远的影响，《工程材料》是机电类专业的一门重要专业技术基础课，教师讲课难度大，学生也很难听懂。一般同学都认为学习此门课既抽象，又难理解，而利用计算机技术、多媒体技术、网络技术制作CAI课件并应用在教学中，能够帮助学生加深了解，并培养和提高其职业能力和创新能力。

1　《工程材料》教学现状

1.1实验缺乏操作性

《工程材料》课程中实验材料及热处理的实验有：拉伸试验、硬度试验、冲击试验以及观察铁碳合金平衡组织、碳钢热处理和合金钢及铸铁的显微组织试验，而在这些实验中大都是在教学过程中进行讲解的，多为示范性实验，学生亲自动手的情况很少。因为实验只关系到几个独立的知识，学生在实验的过程中只要依据理论和实验指示完成实验操作即可，最后填写实验报告。但是这样的实验完成后，学生所掌握的知识点非常浅显，不能了解材料的组成结构、力学性能和热处理工艺等深入性知识，也不懂得实验操作的技能重点，更体会不出实验的作用，大大限制了学生的思维能力和创造潜能的发挥。

1.2学习缺乏协调性

《工程材料》的教学不仅需要学生掌握材料的性能和选材方法，还需要知道材料改性和强化的技艺，更需要掌握把毛坯粗加工为合格产品的工艺。在实习的过程中，实践培训内容和课程理论是不协调的，不能形成完整的知识体系。虽然学生也会有产品，但产品没有使用价值，而热处理培训又只有简单的焊接操作，所以没有真正的专业环境是无法实现全面知识和能力的培养和技能提升的。在实践中的教学内容安排理论内容比较小，没有考虑到学习内容的特点。

1.3题目缺乏实际性

学生实践内容独立，工程材料和强化与材料成型过程间缺乏一个连贯与综合的过程，一些学生虽然阶段理论考试或培训考试成绩很好，而综合分析，设计，制造一个特定的部分时，他们却觉得无法开始，在教学过程中，缺乏一个能掌握全面研究内容的综合性培训课题。

2　基于CAI的《工程材料》课程教学改革

2.1转变教学方式

传统的黑板教学模式效果比较差，而CAI因为运用了图像、视频、动画等多种媒体形式，添加方便，能更好地适应和满足教学内容的特征。如动画的使用可以让教学中的机械加工工艺和理论过程变得非常直观而生动，加上可以随时打断发表问题、思考和讨论，在调用新的机床设备图形时也非常方便。所以CAI能把教学上的坏点变为积极的方面，使CAI在教学中发挥极大的优势和潜能。

2.2结合模拟实践

在教学方面，还可以使用CAI的模拟操作功能，一方面，学生能有充裕的时间在模拟器上进行操作实践，既能使学生快速了解操作的方法和步骤，还能锻炼其独立操作的能力，减少学生对真实操作的恐惧；另一方面，CAI的模拟器经济耐用，在实践练习的过程中并不消耗材料，从而免去了实习经费和机械的浪费和损耗。另外将模拟实践和平常学习相结合，还能激发学生的学习兴趣，拓宽学生的专业知识和创新能力。CAI不仅是学生的自学课件，还是教师的模拟课件，如果用计算机模拟代替实物操作，不仅可以获得模拟程序中的变化参数结果，还能在模拟实践过程中改变其参数设置，获取更加完善的数据，以此达到节约实验材料和缩短实验时间的作用。

2.3改善教学内容

在教学课程方面，教学的重点一直都在学生分析和解决问题的能力上，而运用CAI就能轻易地构造一个综合的教学环境，把学生的注意力集中起来，让他们尽情地发挥思维、记忆和想象力。在普通教学的过程中，一般是以使用挂图讲解为基础，配合幻灯片以及录像来讲解具体细节等，但是CAI却可以将上述方式合而为一，让学生在获取信息的同时，加深其给予的印象，如果在后期教师再对学生进行启发，让学生自主进行分析和讨论，将会使课堂教学达到不一样的效果。

3　结语

CAI是教育领域中渐渐成熟的一种教学方式，因其创新的方法和应用，给教育界带来了巨大的变革。而《工程材料》课程是机械类专业的重要组成部分，与其它的课程相互依存和相互影响，如果我们对其进行研究改革，使其达到教与学的相互合作和各方的团结支持，并在实践中大胆探索，结合实际情况，必能在未来为社会创造出良好的教学环境和大量的高素质创新型人才。

［1］ 杨旭超.从教育学习理论看CAI课件写作［J］.计算机时代，2015（1）：66-68

［2］ 倪卫华.汪中厚.机械工程材料教学方法探讨［J］.教育教学论坛，2015（9）：155-156