工程材料及热处理课程教学改革【论文】

工程材料及热处理课程教学改革

摘要：《工程材料及热处理》作为机械类专业的必修课，存在内容多、课时数少、学生兴趣不大等问题，解决这些问题的唯一办法就是教学改革。本文从教学目的、教学内容与教学方法等方面探讨了该课程教学改革方案，在教改基础上选择Authorware作为开发平台，开发了便于操作和学生听课的CAI课件，并且根据教学实践，指出了在CAI课程教学中的应注意事项。

关键词：工程材料及热处理；教学改革；CAI课件

《工程材料及热处理》是机械工程类各专业的一门学科基础课，课程教学内容涉及面广、工艺性强、基础理论抽象、概念多。传统的课程教学中，在理论和基本知识方面教学时数较多，课堂教学以教师讲解为主，辅以少量照片以及黑板上画图等方式，既难以描述清楚微观状态，对于非材料类专业的学生其实用性和实际效果也不好，学生普遍反映学习枯燥、难以理解，影响学习效果和教学质量。随着教学改革的深入，新的知识不断增加，学时却在减少，我校《工程材料及热处理》课程教学学时为32学时，这对该课程的教学提出了新的要求。虽然现在MOOC、SPOC等教学方式正在兴起，

但对教师和学生都有较高的要求。一个好的CAI课件可以实现传统教学所不能实现的灵活、形象、生动的效果，能显著加大课堂教学的信息量，增强教学内容的趣味性和吸引力，调动学生的学习热情，提高教学效果[1-4]。根据笔者多年的教学经验和CAI软件开发，本文对《工程材料及热处理》课程的教学改革进行了探讨。

一、课程教学改革的探讨

（一）教学内容的改革

《工程材料及热处理》课程的教学内容基本上是材料工程类专业所学几门主要课程的浓缩，教师往往以对材料专业学生的教学思路来进行讲授，对材料的内部结构与村料性能之间的关系讲解的较深。但对机械类专业的学生来说，他们毕业后的工作主要不是去挖掘材料性能的潜力，不需要深入研究获取材料性能的工艺问题，他们从事的主要是产品设计及解决产品制造过程中的工艺问题。因此，机械工程类各专业学生与材料工程类各专业学生对材料知识的要求，不仅深度上有差异，而且侧重点也应该完全不同。他们对各类材料的性能特点与适用范围只需要一般性的了解，侧重点是能够正确地选择材料，合理地选择加工方法和制定加工工艺路线，

要求掌握各类零件在不同服役条件下的失效方式，并且根据服役条件、失效形式对材料使用性能的要求以及工艺性和经济性的要求，通过分析对比来选用材料。在市场经济的社会中，对学生实用性的要求显得更为重要。

（二）教学方法和手段的改革

《工程材料及热处理》课程涉及内容广泛，要在32学时的时间内获得好的教学效果，靠“教师机械灌输、学生被动接受”的传统方式是不行的。首先在课程的一开始就要能吸引学生，使他们产生学习该课程的兴趣。“绪论”是课程的第一课，因此很重要。在教学中我们发现，学生对新材料及其应用的内容较感兴趣，而这部分我们只作简介，因此将这部分内容放在绪论中进行。又如在绪论中，我们通过齿轮的生产过程，引出材料改性工艺与机械制造之间的关系。通过绪论内容的增补，既拓宽学生的视野，又能使学生对本课程产生兴趣。教师讲课时，如果只顾自己讲解，学生很难理解，更不会分析。在讲课要时经常提出问题，让学生回答，要启发学生进行思考，让学生开动脑筋想问题。如以拔丝加工工艺路线作为示例来分析思考塑性变形和回复与再结晶时的组织与性能变化及回复与再结晶退火的作用，同时还引出拔丝模具的设计应注意事项。在课外作业上，不要采用可

以从书上直接找到答案的习题，要让学生做综合性分析思考题。教师要指导学生怎么去分析问题而不是只给出答案，要充分发挥学生对知识的综合运用、分析与创造性思维的能力。通过不断的积累，从而提高学生分析问题解决问题的能力。

二、课件的制作

CAI课件要根据使用目的和使用的具体情况来设计。从使用的角度应具有易用性、便捷性、开放性。在使用PowerPoint制作的许多课件中，采用的是顺序式的流程，很不方便。我们利用Authorware软件开发了Windows风格的下拉式菜单结构课件。图1a)为程序运行后的菜单界面一角。当选择某一菜单项后，主窗口中显示相应的内容，如图1b)。在教学过程中，有时需要将其他章节某一处的内容调出来，通过菜单选择非常快捷，从而方便了教学。屏幕教学就相当于屏幕版书，因此屏幕上的字数不能太多，而且也不能太花俏，以便于学生记笔记，因此，软件采用Windows界面，界面简洁，除了菜单外，只有几个页面跳转按钮，功能一目了然，教师操作也方便。但版书少了，大量的内容靠口述学生也难记忆，因此采用了许多文本按钮，当鼠标移到这些文本按钮上变为手形后，点击即出现详细内容，既可便于学生课堂记忆，也可用于自学。为了使学生获得感性的认识，课件

中列举了大量的动画和录象，因为在课堂上不可能全部都播放，而且有些需要讲解，为了获得更好的效果，需要控制播放速度和暂停，因此采用自行设计的动画和录象程序，只要通过文本按钮点击就可调用。课程中有许多金相照片和图象，也采用自行设计的程序调用，图象是保存在专门目录里的，只要将文件名设为图号即可调用，便于扩展。

三、教学实践与思考

课堂笔记是很重要的，除了帮助获取知识外，还能使学生集中精神听课。CAI教学由于不要版书，教师讲课进度较快，而且信息量大，会造成学生来不及记笔记，这一点在其他高校的调查中也有同样的反映[5-6]。但如果学生整堂课都在记笔记，就少有时间去思考，笔者认为可以对记课堂笔记的方法作一些改进，教师将讲义精练了以后做成带有提问的“笔记”印发给学生，学生上课时只要在相应的地方做标记，同时根据教师指点做必要的补充和注释，这样就有更多的时间去记忆和思考。但这种方法在上完1-2次课后教师就要像检查作业一样去检查，以免学生对“笔记”产生依赖。当然，这种方法还有待实践去验证。应用CAI的目的是为了达到更好的教学效果。优秀的多媒体课件应该是教师教学经验、教学思想与多媒体技术之间的无缝结合，而不是将教学内容简

单地进行媒体替换或把教学内容中不易表达和较抽象的东西通过多媒体形式形象地展示。对CAI课件的有效性可以采用一定的方法进行评价[7]，最主要的应该是学生的评价，在使用中还会遇到各种各样的问题，只有通过不断的研究、反馈和总结，才能使CAI教学达到更好的效果。

参考文献：

[1]董宇艳,刘胜.多媒体CAI对教育的影响及其应用[J].中国高教研究,2001,(1):36-37.

[2]冯建玲,邢永昌.重视CAI教学方法的研究与改革[J].中国高等教育,2000,(18):40-41.

[3]柯速约.CAI课件在课堂教学中应用的分析[J].中国电化教育,2002,(6):30-31.

[4]陈刚,郝红,张云翔,刘林玉.CAI教学方法与教学模式探讨[J].高等理科教育,2002,(3):71-74.

[5]罗英光,朱立群,马敏.高校课堂教学中CAI方式的有效性研究[J].高等理科教育,2003,(4):84-87.