论文部分内容阅读
摘要：本文介绍了西安交通大学国家精品课程“工程材料基础”在50多年的发展中形成的特色优势资源，如国家精品教材、各种失效形式的工程零件和材料应用展室以及多媒体课件库等。这些特色资源为工程材料基础课程教学内容的设计、教学手段的更新和多样化以及教学水平的提高发挥了积极的作用，教学效果得到了学生和教学专家的认可。
关键词：精品课程；特色资源；工程材料基础
前言
为了促进高等教育教学改革、提高教育质量，教育部从2003年起大力推进国家精品课程建设，发挥国家精品课程的示范作用。目前建成的国家精品课程资源共享系统，点击率已超过2亿次[1，2]。国家精品课程优秀的教学资源正在被众多学校共享，发挥着积极的示范作用，保证了大学教育质量不断提高[3]。纵观精品课程建设，每一门精品课程都从教学理念、教学组织、教学内容、教学手段等各方面展示优势的教学资源，突出课程亮点，做到“人无我有，人有我优”，达到精品课程的要求，每门课程都围绕学生自主学习、激发学习兴趣而开展[4-6]。“工程材料基础”课程是西安交通大学材料学院为机械、能源、化工和航空航天以及口腔医学等八个专业开设的学科基础课程，每年授课学生近1000名。本课程内容设置遵循加强基础、突出重点、注重应用、适应面宽的原则，针对不同的专业特点，为学生介绍机械零件失效形式及其对性能的要求、有关碳钢与热处理的基础知识和理论，使学生了解合金钢与铸铁、有色金属、陶瓷、高分子和复合材料的性能特点和应用范围，强调根据零件的工作条件和失效形式合理选材。本课程开始于上世纪50年代，已有近60年的历史。经过半个世纪的发展，积累了非常丰富和优秀的教学资源，形成了先进的教学理念。在国家精品课程建设中，本课程注重优秀的教学资源的整合和展示，教学效果得到学生和评审专家的认可，2009年“工程材料基础”被评为国家精品课程。
本课程的优势资源可以概括为以下几个方面。
一、拥有国家级精品教材“机械工程材料”
优秀的教材是优质教学的保证。体系结构合理内容完整的教材不仅为教学提供了合理的教学内容，而且也为学生理解课堂内容、课后复习和自主学习提供了必要的信息和途径。学校在50多年的发展历程中，根据不同时期的教学要求和培养目标不断更新教材体系，科学设计教材内容。目前工程材料使用的教材为西安交通大学沈莲教授主编的“机械工程材料”第3版（机械工程出版社2007年出版），本教材于2008年被评为普通高等教育精品教材，这一年在所有参评教材中全国只评出292本精品教材，机械工程材料是同类教材中唯一获此殊荣的教材。1987年，针对教学内容偏多与教学时数的突出矛盾，教指委采用招标的方式，通过征集教材大纲、审订大纲、样章提交等环节于1987年确定了2本教材，其中一本教材是由西安交通大学沈莲教授主编的“机械工程材料”。1990年11月机械工业出版社正式出版工程材料基础。该教材一经出版，即刻受到众多院校采用和好评。1996年机械工程材料被评为机械部优秀教材一等奖。随着培养目标和教学要求的发展，主编沈莲教授分别于1997年、2003年对机械工程材料教材进行修订，两次修订的机械工程材料由机械工业出版社作为第1版、第2版出版。修订后的机械工程材料增加功能材料、工程材料典型机械上的应用以及与航空航天工程、核动力工程、石油工程等有关的镍基耐蚀合金、铝锂合金、镁合金、合成纤维、合成粘接剂、核燃料以及控制材料、快速凝固技术和纳米技术等，使本教材具有更强的理论性、系统性和广泛的实用性。2007年，沈莲教授再次修订出版了第3版机械工程材料。2008年，机械工程材料（第3版）被评为普通高等教育精品教材。机械工程材料先后获得普通高等教育机电类规划教材、“九五”重点教材以及国家面向21世纪课程教材和西安交通大学“十一五”规划教材。图1是工程材料系列教材及其获得的荣誉。本教材显著的特点是将先进的内容体系和广泛的实用性有机结合，得到了教师和学生的高度认可。22年的精益求精和不断发展，铸就了机械工程材料国家精品教材的精髓和品质，为精品课程提供了优秀的教学资源。
二、拥有体系完备的机械零件失效形式以及工程材料实物展室
机械零件失效形式以及工程材料的工程应用是工程材料基础课程的教学重点内容，这部分内容工程应用背景要求高。但是在校大学生缺少工程实践锻炼，难以理解这部分内容。针对这个问题，课程组教师在上世纪90年代初期开始筹建机械零件失效形式及材料展室（简称材料展室），收集300余件工程零件实物，涵盖了四种常见的零件失效形式：金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料的制品及其应用。先进材料制备技术的应用：如粉末冶金、快速凝固、激光表面淬火等工艺展示。学生参观后，感受很深，非常有助于学生理解“正确设计，合理选材”的科学思路。材料展室于1992年建成，在兄弟院校中引起轰动，西北工业大学、重庆大学等兄弟院校的相关教师纷纷前来参观和学习。材料展室先后获得西安交通大学、陕西省教学改革一等奖。图1为本课程建设的材料展室和展室内陈列的汽车（实物）。
作为国家精品课程，优势资源有效利用可以提高教学质量，保证教学效果。纵观国家精品课程，都充分利用各自特色资源，注重教学效果[3]。对于工程材料基础课程，带领学生参观材料展室是不可缺少的教学环节，也是学生最感兴趣的教学内容，学生在展品前观察零件实物的过程加深了对课堂知识的理解。为了适应新的教学内容，课程组于2008年购置了一台报废的广东标致小汽车，陈列于展室，学生参观展室时可直观地了解工程材料在汽车上的应用。学生参观后印象深刻，效果良好。
三、拥有内容丰富的多媒体动画库，题材形式多样
工程材料基础课程非常注重材料基础理论的讲授，包括晶体结构、相图分析和热处理工艺原理、材料组织——成分——性能之间关系等。这部分内容比较抽象，课堂讲授的内容学生不容易理解和消化。最初，课程组教师采用教具、挂图等手段为学生讲解晶体缺陷以及碳钢的微观组织。但是这些教具笨重，携带不方便，每次携带数量有限。随着计算机的普及以及多媒体教学的快速发展，课程组教师制备了题材广泛、内容丰富的多媒体库，极大地方便了课堂教学，同时各种直观和形象的动画演示、录像资料无不激发学生浓厚的兴趣，学生对课程内容的理解也随之加深。《工程材料基础》多媒体课件库由如下7个分库组成：录像，拍摄了本课程内容相关的录像40个；动画，制作了本课程内容相关的动画24个；实物照片，拍摄了本课程内容相关的实物照片61幅；组织照片，收集了沈莲主编的《机械工程材料》（第2版）全部组织照片26幅；曲线，覆盖了沈莲主编的《机械工程材料》（第2版）全部曲线152幅；表格，收录了沈莲主编《机械工程材料》（第2版）全部表格92个；最后还收集了104个关于材料发展与应用的小故事或者历史典故，称为材料轶事。
工程材料课程多媒体库为教师组织课堂教学提供了优质素材。本课程已全部采用多媒体授课，主讲教师需要准备多媒体课件。教师需要的图片、动画和录像已全部备齐，教师只需要选择文件进行链接即可。图3是主讲教师制作的多媒体课件ppt文件，链接的分别是晶体结构的3D动画（图3（a））和内燃机曲轴断裂的实物录像（图3（b））。
工程材料多媒体库也为学生课外学习、自主学习创造了条件。学生通过登陆网站，点击浏览动画、录像、照片等文件，激发学生的学习兴趣，加深对课堂内容的理解。学生还可以浏览多媒体库中的材料轶事栏目，了解材料发展史上的奇闻轶事，不仅帮助理解课堂内容，又增加了学习乐趣。比如材料轶事中“S、P击沉了泰坦尼克”，学生将好莱坞的经典影片、历史上著名的沉船事件和材料基本知识联系起来，了解杂质元素对钢性能的重要影响。
四、总结与展望
国家精品课程是同类课程的标尺和榜样，课程建设中必须坚持“人无我有、人有我精”的高标准和严要求。工程材料基础课程经过了50多年的发展，形成了特色鲜明的优势资源：精品教材、材料实物展室和多媒体课件库。在课程建设中以国家精品课程为目标，围绕学生“自主学习和探索学习”需求，发挥优势教学资源的作用，形成了先进的教学理念，根据不同的专业和教学需要采用多种教学手段，保证了工程材料基础课程的教学质量。在新的起点上，工程材料基础课程建设向更高的目标前进，她提供的特色资源一定给同类课程带来积极的影响，发挥着国家精品课程应有的示范作用。
致谢：对于本课程组前辈教师和现任的全体教师在课程建设中付出的努力工作及取得的成果深表感谢。感谢西安交通大学计算机教学中心顾刚教授为本课程国家精品课程建设提出的宝贵建议。感谢国家质量工程项目的资助。
参考文献：
[1]孙伟.精品课程建设的最终目的：实现优质教学资源最广泛的共享[J].中国教育信息化，2008，（13）：9.
[2]唐景莉.精品课程建设促进优质资源共享[DB/OL].国家精品课程网站，2007-09-30.
[3]邱文教，马跃进，蒋春露.建设精品课程提高教学质量[J].中国成人教育，2007，（3）.
[4]李银芳.高校精品课程建设中应该注意的几个问题[J].中国高教研究，2007，（1）.
[5]师黎，常永英.国家精品课程建设中构建和谐教学体系的思考[J].郑州大学学报（哲学社会科学版），2007，（6）.
[6]钱才富，段成红，于洪杰.重视教学效果锤炼精品课程，过程设备设计国家级精品课程建设[J].高等化学教育，2006，（2）.
关键词：精品课程；特色资源；工程材料基础
前言
为了促进高等教育教学改革、提高教育质量，教育部从2003年起大力推进国家精品课程建设，发挥国家精品课程的示范作用。目前建成的国家精品课程资源共享系统，点击率已超过2亿次[1，2]。国家精品课程优秀的教学资源正在被众多学校共享，发挥着积极的示范作用，保证了大学教育质量不断提高[3]。纵观精品课程建设，每一门精品课程都从教学理念、教学组织、教学内容、教学手段等各方面展示优势的教学资源，突出课程亮点，做到“人无我有，人有我优”，达到精品课程的要求，每门课程都围绕学生自主学习、激发学习兴趣而开展[4-6]。“工程材料基础”课程是西安交通大学材料学院为机械、能源、化工和航空航天以及口腔医学等八个专业开设的学科基础课程，每年授课学生近1000名。本课程内容设置遵循加强基础、突出重点、注重应用、适应面宽的原则，针对不同的专业特点，为学生介绍机械零件失效形式及其对性能的要求、有关碳钢与热处理的基础知识和理论，使学生了解合金钢与铸铁、有色金属、陶瓷、高分子和复合材料的性能特点和应用范围，强调根据零件的工作条件和失效形式合理选材。本课程开始于上世纪50年代，已有近60年的历史。经过半个世纪的发展，积累了非常丰富和优秀的教学资源，形成了先进的教学理念。在国家精品课程建设中，本课程注重优秀的教学资源的整合和展示，教学效果得到学生和评审专家的认可，2009年“工程材料基础”被评为国家精品课程。
本课程的优势资源可以概括为以下几个方面。
一、拥有国家级精品教材“机械工程材料”
优秀的教材是优质教学的保证。体系结构合理内容完整的教材不仅为教学提供了合理的教学内容，而且也为学生理解课堂内容、课后复习和自主学习提供了必要的信息和途径。学校在50多年的发展历程中，根据不同时期的教学要求和培养目标不断更新教材体系，科学设计教材内容。目前工程材料使用的教材为西安交通大学沈莲教授主编的“机械工程材料”第3版（机械工程出版社2007年出版），本教材于2008年被评为普通高等教育精品教材，这一年在所有参评教材中全国只评出292本精品教材，机械工程材料是同类教材中唯一获此殊荣的教材。1987年，针对教学内容偏多与教学时数的突出矛盾，教指委采用招标的方式，通过征集教材大纲、审订大纲、样章提交等环节于1987年确定了2本教材，其中一本教材是由西安交通大学沈莲教授主编的“机械工程材料”。1990年11月机械工业出版社正式出版工程材料基础。该教材一经出版，即刻受到众多院校采用和好评。1996年机械工程材料被评为机械部优秀教材一等奖。随着培养目标和教学要求的发展，主编沈莲教授分别于1997年、2003年对机械工程材料教材进行修订，两次修订的机械工程材料由机械工业出版社作为第1版、第2版出版。修订后的机械工程材料增加功能材料、工程材料典型机械上的应用以及与航空航天工程、核动力工程、石油工程等有关的镍基耐蚀合金、铝锂合金、镁合金、合成纤维、合成粘接剂、核燃料以及控制材料、快速凝固技术和纳米技术等，使本教材具有更强的理论性、系统性和广泛的实用性。2007年，沈莲教授再次修订出版了第3版机械工程材料。2008年，机械工程材料（第3版）被评为普通高等教育精品教材。机械工程材料先后获得普通高等教育机电类规划教材、“九五”重点教材以及国家面向21世纪课程教材和西安交通大学“十一五”规划教材。图1是工程材料系列教材及其获得的荣誉。本教材显著的特点是将先进的内容体系和广泛的实用性有机结合，得到了教师和学生的高度认可。22年的精益求精和不断发展，铸就了机械工程材料国家精品教材的精髓和品质，为精品课程提供了优秀的教学资源。
二、拥有体系完备的机械零件失效形式以及工程材料实物展室
机械零件失效形式以及工程材料的工程应用是工程材料基础课程的教学重点内容，这部分内容工程应用背景要求高。但是在校大学生缺少工程实践锻炼，难以理解这部分内容。针对这个问题，课程组教师在上世纪90年代初期开始筹建机械零件失效形式及材料展室（简称材料展室），收集300余件工程零件实物，涵盖了四种常见的零件失效形式：金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料的制品及其应用。先进材料制备技术的应用：如粉末冶金、快速凝固、激光表面淬火等工艺展示。学生参观后，感受很深，非常有助于学生理解“正确设计，合理选材”的科学思路。材料展室于1992年建成，在兄弟院校中引起轰动，西北工业大学、重庆大学等兄弟院校的相关教师纷纷前来参观和学习。材料展室先后获得西安交通大学、陕西省教学改革一等奖。图1为本课程建设的材料展室和展室内陈列的汽车（实物）。
作为国家精品课程，优势资源有效利用可以提高教学质量，保证教学效果。纵观国家精品课程，都充分利用各自特色资源，注重教学效果[3]。对于工程材料基础课程，带领学生参观材料展室是不可缺少的教学环节，也是学生最感兴趣的教学内容，学生在展品前观察零件实物的过程加深了对课堂知识的理解。为了适应新的教学内容，课程组于2008年购置了一台报废的广东标致小汽车，陈列于展室，学生参观展室时可直观地了解工程材料在汽车上的应用。学生参观后印象深刻，效果良好。
三、拥有内容丰富的多媒体动画库，题材形式多样
工程材料基础课程非常注重材料基础理论的讲授，包括晶体结构、相图分析和热处理工艺原理、材料组织——成分——性能之间关系等。这部分内容比较抽象，课堂讲授的内容学生不容易理解和消化。最初，课程组教师采用教具、挂图等手段为学生讲解晶体缺陷以及碳钢的微观组织。但是这些教具笨重，携带不方便，每次携带数量有限。随着计算机的普及以及多媒体教学的快速发展，课程组教师制备了题材广泛、内容丰富的多媒体库，极大地方便了课堂教学，同时各种直观和形象的动画演示、录像资料无不激发学生浓厚的兴趣，学生对课程内容的理解也随之加深。《工程材料基础》多媒体课件库由如下7个分库组成：录像，拍摄了本课程内容相关的录像40个；动画，制作了本课程内容相关的动画24个；实物照片，拍摄了本课程内容相关的实物照片61幅；组织照片，收集了沈莲主编的《机械工程材料》（第2版）全部组织照片26幅；曲线，覆盖了沈莲主编的《机械工程材料》（第2版）全部曲线152幅；表格，收录了沈莲主编《机械工程材料》（第2版）全部表格92个；最后还收集了104个关于材料发展与应用的小故事或者历史典故，称为材料轶事。
工程材料课程多媒体库为教师组织课堂教学提供了优质素材。本课程已全部采用多媒体授课，主讲教师需要准备多媒体课件。教师需要的图片、动画和录像已全部备齐，教师只需要选择文件进行链接即可。图3是主讲教师制作的多媒体课件ppt文件，链接的分别是晶体结构的3D动画（图3（a））和内燃机曲轴断裂的实物录像（图3（b））。
工程材料多媒体库也为学生课外学习、自主学习创造了条件。学生通过登陆网站，点击浏览动画、录像、照片等文件，激发学生的学习兴趣，加深对课堂内容的理解。学生还可以浏览多媒体库中的材料轶事栏目，了解材料发展史上的奇闻轶事，不仅帮助理解课堂内容，又增加了学习乐趣。比如材料轶事中“S、P击沉了泰坦尼克”，学生将好莱坞的经典影片、历史上著名的沉船事件和材料基本知识联系起来，了解杂质元素对钢性能的重要影响。
四、总结与展望
国家精品课程是同类课程的标尺和榜样，课程建设中必须坚持“人无我有、人有我精”的高标准和严要求。工程材料基础课程经过了50多年的发展，形成了特色鲜明的优势资源：精品教材、材料实物展室和多媒体课件库。在课程建设中以国家精品课程为目标，围绕学生“自主学习和探索学习”需求，发挥优势教学资源的作用，形成了先进的教学理念，根据不同的专业和教学需要采用多种教学手段，保证了工程材料基础课程的教学质量。在新的起点上，工程材料基础课程建设向更高的目标前进，她提供的特色资源一定给同类课程带来积极的影响，发挥着国家精品课程应有的示范作用。
致谢：对于本课程组前辈教师和现任的全体教师在课程建设中付出的努力工作及取得的成果深表感谢。感谢西安交通大学计算机教学中心顾刚教授为本课程国家精品课程建设提出的宝贵建议。感谢国家质量工程项目的资助。
参考文献：
[1]孙伟.精品课程建设的最终目的：实现优质教学资源最广泛的共享[J].中国教育信息化，2008，（13）：9.
[2]唐景莉.精品课程建设促进优质资源共享[DB/OL].国家精品课程网站，2007-09-30.
[3]邱文教，马跃进，蒋春露.建设精品课程提高教学质量[J].中国成人教育，2007，（3）.
[4]李银芳.高校精品课程建设中应该注意的几个问题[J].中国高教研究，2007，（1）.
[5]师黎，常永英.国家精品课程建设中构建和谐教学体系的思考[J].郑州大学学报（哲学社会科学版），2007，（6）.
[6]钱才富，段成红，于洪杰.重视教学效果锤炼精品课程，过程设备设计国家级精品课程建设[J].高等化学教育，2006，（2）.