“工程材料与成型工艺基础”课程改革与探索(一)

“工程材料与成型工艺基础”课程改革与探索(一)
摘要本文针对我校机械专业的“茅以升班”基础好、学习能力强、学习积极性高等特点，从加强培养学生创新能力、全面进行综合素质教育的
目的出发 ,在工程材料和材料成型工艺基础课程的设置、教学方法、教
学手段和实践环节等方面进行了改革和探索。

关键词工程材料材料成
型教学改革创新能力
一、课程体系的改革
（一）课程改革与优势。

工程材料与成型工艺基础课程是工科院校机
械类专业的一门十分重要的技术基础课，也是机械类专业的课程设置
中唯一的一门全面介绍工程材料与铸、锻、焊等热加工领域中的工艺
方法、工艺技术以及相关基础理论的课程，为毕业生今后的设计与制
造等生产技术工作具有重要的指导作用。

课程的教学对象是我们学校设立的“茅以升班”（机械专业的创新班）的学生，是全校遴选出来的成绩、学习风气好的“尖子生”班，接受能力强，学生整体的学习热情比较高。

该班的培养计划中课程设置比较多，每门课的学时被相对压缩。

所以，本着宽基础、高效率地为学生传授综
合知识的目的，将《工程材料》和《材料成型工艺基础》两门课融合、压缩成《工程材料与成型工艺基础》一门课，并对教学大纲进行了调整，制定了相应的教学计划。

这样的课程改革，在教学内容的设置上具有优势和特点是：
1、避免了知识的重复性如铁碳合金相图、铸造合金、非金属材料等部
分在两门课程中出现了重复的现象，这对于“茅以升班”的学生就显得浪费了时间，做不必要的重复学习。

2、增加了知识的系统性两门课合并成一门课，会使各章节的知识更加
系统性。

如热处理中部分的内容中，有消除应力退火工艺，而锻压成
型部分的回复与再结晶也有消除应力退火的概念和叙述，很容易造成
学生的知识混乱。

而合并成一门课后可以更有次序、有重点地教学，
前后对比便于强调和辨别其异同之处。

3、强化了各部分内容连贯性工程材料和热处理部分，实际上是贯穿于
各成型工艺的全部过程中，而合并成一门课后，就更便于始终将材料
的选择和热处理方法运用在铸造、锻压和焊接过程中。

这种知识贯通
式的教学，不仅利于学生从知识的内在联系深度上进行有机地理解和
掌握，而且使知识形象和具体化，便于理论与实践相结合。

（二）合并课程的难点
1、课时少。

改革前的课程设置为工程材料占40+6 学时，材料成型工艺基础占 32+2 学时，现在两门课合并成一门课为40+4 学时。

所以在短时间内让学生比较全面和充分地理解课程的内容，有一定的难度。

2、内容分散、不易突出重点。

这门课实际上是涉及 4 个专业方向（材料与热处理、铸造、锻压和焊接）的专业基础、专业课，及其工艺课
程的内容，课程内容宽而散。

而且，从教学内容层次和角度讲，无论
专业基础内容还是专业内容，最后又都直接应用在成形工艺方法和工
艺技术等方面，从理论到实践跨度大，进一步增加了教学难度。

3、课程的重要性容易被忽视。

在大学学习的期间，很多肯于钻研的学生，容易产生“重理论轻实践、重设计轻工艺“的倾向。

所以，面对逻辑性弱、概念繁多、内容分散、难于归纳重点的课程，在学生中容易普
遍产生对本课程的轻视倾向。

另外这门课对于机械专业的学生，不是
他们的专业课，但却是机械专业不可缺少的、重要的专业基础课。

而
本课程内容的改革将进一步扩展教学内容的范围，在较少的学时内进
行教学，更易给学生造成教学内容散的印象。

4、实验少，理论和实践容易脱节。

本课程是在大二第二学期进行讲授，而此阶段的学生绝大多数的动手能力和实践感性认识仍然极为薄弱。

另一方面，本课程的内容又具有很强的实践性，基本原理与理论、工
艺参数的选择等内容，脱离实际的成形工艺过程就无法真正有效地讲
授。

因此，如何在教学中加强学生实践环节的理解认识 ,也是教师面临的一个重要的课题。

总之，本课程具有教学内容多、学时少、理论抽象枯燥、综合性和实
践性又很强的特点和问题。

同时，课程中传统内容的比例大，在现代
化信息需求不断增加的现代社会，尤其是对于一批非常勤奋和综合素
质高的学生，采用以往的教学内容组织方法、教学方法和教学手段已
经不能满足学生的需求。

鉴于上述课程内容的困难和特点，我们认真研究各种参考教材，综合
近年来工程训练中心和有关实验室的建设经验，走访、学习了兄弟院
校的工程训练中心，积极开展有关课题研究，采取一系列对应措施。

努力实现既能充分发挥本课程的优势，又能够克服教学中遇到的困难，从而效果更好地发挥好本课程作用的目的。

二、合理组织教学内容（一）治标需治本，基础知识是关键。

通过多年的教与学的体会认为，该课程的 4 个专业方向的原理和基础知识部分依然是教学内容的关键，技术人员和生产工人之间的最大不同之处也就在于对原理的了解和用
理论指导实践，但又考虑该班是非热加工专业，应避免过深的专业内
容教学。

所以，这需要教师首先以专业实践经验为基础，将课程内容
知识吃透、达到融会贯通的效果，再用简单、形象的方法讲解其原理。

例如把整个教室的几块座位当作一个晶面内看到的几个晶粒、每个学
生当作一个原子、没有座位的学生当作位错，来说明位错移动；发面
和揉面的例子解释铸造和锻造的组织特点与性能；用大熔炉和小熔池
来解释冶炼和焊接等，让学生轻松的理解。

然后把原理用于分析和解
决生产实践中出现的问题，使理论知识鲜活化。

（二）注意各章节相互联系，使知识灵活化。

工程材料与成型工艺基
础虽然包含四个不同的专业方向，但是它们之间有密切的相互联系性
和共同点。

通过对比与联系教学，可将抽象、枯燥的理论内容轻松的
传授给学生。

如应力部分中，通过对热处理应力、铸造应力、锻压应
力和焊接应力之间的联系与对比，便于学生理解残余应力的形成的本
质规律、并加深记忆。

通过对铸造方法、锻压方法和焊接方法之间的
不同与相互联系的分析，使学生分清其各自的特点、应用及其意义。

另外还对焊接连接、机械连接和黏结之间的异同对比等，将分散的内容相互联系和系统化，同时也增加了学生的学习兴趣和热情。