《工程材料实验教学的改革》
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摘 要：《工程材料》作为高校机械类专业一门重要的专业基础课,其实验教学环节虽然课时较少,但和课堂教学环节同等重要.实验教学环节的顺利开展和实验内容的与时俱进不但可以提高学生独立解决实际问题的能力与学习积极性,而且也能锻炼学生动手能力,让学生透过实验现象发现事物本质,是培养适应社会需求人才的有效方法和途径.
关键词：《工程材料》；实验教学；改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）02-0108-02
《工程材料》是高等学校机械类专业必修的一门重要的专业基础课,主要目的是让学生了解和掌握工程材料组织结构、性能、成型及其应用.该课程是在工程图学、理论力学、材料力学等课程的基础上开设的,理论性和实践性较强,并且知识点较烦琐,相对枯燥乏味,学生学习兴趣不高,导致整体教学效果不佳.对学生来讲,掌握较多理论知识有一定难度,为了加深学生对相关理论知识的理解,该课程设置了相应的实验.通过一系列相关实验操作,让学生从实验操作、数据分析等过程中总结相关知识和规律,实现从实验现象到理论知识的反馈,从而有助于培养学生的研究能力、分析能力及解决实际问题的能力.所以,该课程主要采用课堂教学和实验教学相结合的方式进行,希望能扩大学生的专业视野、提高学生的实验操作能力及理解综合知識的能力.该课程设置符合我国关于工程教育专业认证的要求.
根据中国工程教育专业认证标准（2015版）的最新要求[1],专业认证“毕业要求”第四条规定：“第四,研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论”,着重指出了实验环节在毕业生知识与能力培养目标中的重要性,强调了学生做好实验操作、数据分析和撰写实验报告的必要性.因此,对于工程材料课程的实验教学环节要予以高度重视,不仅能够极大提高教师理论教学质量,而且能够丰富和锻炼学生的专业知识和能力[2].
在工程教育专业认证指导下,结合机械业工程材料实验课程目前存在的主要问题进行分析和探索.通过问题的分析和措施的提出,对工程材料实验教学环节进行改革,从而激发学生的实验兴趣、锻炼学生的动手操作能力,培养高素质的、符合专业认证标准的高级人才.
一、实验教学过程存在的主要问题
课堂教学主要是将理论知识传授给学生,相对烦琐、枯燥,而实验教学则是将枯燥难懂的理论知识转化为看得见、摸得着的实践知识的重要环节.实验教学可以让学生通过眼看、手触、心记等方式对理论知识加深了解,同时提升学生的实践动手和创新能力.工程教育专业认证标准也要求学校在制订培养计划时明确标出相关课程的实验课时.但有些高校由于实验条件、实验设备及实验人员等问题的限制未能及时开设实验,仅通过课上教师讲解实验操作、动画演示等“课内实验”方式代替实际实验操作,导致学生无法通过实际实验结果验证理论知识,从而不具备实验操作、数据分析的能力,达不到关于实验的毕业要求.虽然有些高校有相关实验设备,但实验设备相对陈旧,数量不足,达不到实验教学的需要.为了使学生正常开展实验,通常是分批分组,几个人一起做,远远不能满足在实验中培养学生观察和创新能力的要求.同时还存在某些学生对实验操作不够重视,主要表现在：实验前不预习实验指导书,在“填鸭式”教学环境下,差一些的学生在实验课上不认真听讲,甚至逃课,把实验课当成理论课的附属,抄袭实验报告,导致实验成绩不理想,影响了整个班级或专业的实验进展或评分.这些问题都会给实验教学带来不良影响,因此需要对工程材料实验课程教学进行改革,以达到实验教学的目的.
在实验教学过程中存在的另一个关键问题是实验的课时数,课时数一直是值得关注的问题.在高校的培养计划中,工程材料理论教学课时占比高达83%左右,而实验教学仅占17%.受实验课时的限制,实验内容不能完全展开,有些实验只能观摩甚至取消,学生无法动手参与操作,而且有些必要实验学生也只能在规定的时间进行操作,记录简单的实验数据,由于课上没有足够的讨论时间,发现问题只能课后或找时间和教师讨论,无法创新,导致学生的创造性思维得不到充分发挥.由此看来,实验教学课时过低在一定程度上影响了理论教学的效果,所以为了提高学生学习兴趣,保证良好的教学效果,需要对工程材料实验教学课时和内容进行调整和改革,以达到该课程的教学目的.
除了实验课时数,实验内容及实验安排或多或少存在一些问题.首先,工程材料实验由于实验场地或条件的限制多以演示性实验或验证性实验为主,而考察综合能力的综合性实验较少.以“碳钢的热处理、组织观察、性能测定”实验为例,实验过程没有具体的热处理操作过程,热处理和碳钢热处理后的各种组织主要通过观看多媒体计算机演示,学生能够操作的只是碳钢热处理后的硬度测试,学生的动手操作技能大打折扣.所以本该作为综合性的实验定性只能作为验证性实验开展.这种实验操作很难激发学生对实验操作的兴趣,无法让学生亲身体会金属热处理后组织、性能的改变,使学生有一种似懂非懂、雾里看花的感觉,实验效果也不够明显,更是不能发现新现象,不能通过现象发现本质,从而对相关知识的掌握和理解不够.其次,有些实验内容高大上,但学生无法动手操作.以“扫描电子显微镜在工程材料中在应用”实验为例,由于扫描电镜造价昂贵,操作严格,该实验主要以实验教师现场操作演示的方式介绍扫描电镜的结构、原理及操作方法,实验内容使学生觉得没意思,要么不听,要么不去,认为该实验也与今后的工作没关系,缺乏认真操作实验的动力,实验效果不理想.第三,受实验课时数的限制以及学校机械类专业学生都要进行该实验操作,所以在实验安排上并不能完全和理论教学相匹配.有的实验做完了,理论课程还没讲,反之亦然.由于实验设备和实验教师有限,班级各实验在安排上有一定的时间间隔,如果间隔时间较长,再加上实验印象不深,学生在做这个实验时对上个实验内容和具体操作基本没有印象,这样不利于学生系统地掌握理论知识、了解各个实验之间的前后联系,影响对知识的综合理解.
上文总结:本文论述了关于实验教学方面的大学硕士和本科毕业论文以及实验教学和工程材料和改革相关实验教学论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
实验教学引用文献:
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