论文部分内容阅读
【摘 要】针对现在企业对应用型人才的需求出发， 考虑到“工程材料及成形技术”现在教学情况， 提出了改进教学方法、加强实践环节， 从而激发学生的学习潜能， 提高教学质量， 为应用型本科进一步深化实践教学提供参考。
【关键词】应用型；工程材料；实践教学；教学改革
一、引言
随着高等教育教学改革的不断深入，对普通本科的应用技术型的人才需求呼声越来越高涨，工厂、企业、公司也对应用型人才的需求也不断增加。
当下进行的普通本科教学评估对高校的应用技术型人才培养上也存在诸多的要求，所以要办出特色并能服务于区域行业经济，地方经济建设，办学定位也要突出应用技术型人才培养，学生应面向管理服务一线人才方向进行培养。
许多普通本科学校在应用型人才培养模式上存在着一些问题：一是培养类型层次不清，与传统本科、高职高专的区分度不高，死搬硬套传统本科、简单改造专科的现象普遍存在，培养结果与社会对应用型本科人才的期望不相适应。二是课程体系较为陈旧，理论课程未能摆脱学科导向的约束，实践教学尚未形成确有实效的训练体系，教材建设尚不满足教学改革需要，教学内容与与业界技术发展水平不相适应。三是培养模式依然传统。以教室、教材、教师为中心的“三中心”教学过程尚未改变，课堂讲授仍是主流，课程载体亟待创新，产学合作深度不够，学习评价形式单一，培养模式与应用型人才成长规律不相适应。四是教师队伍亟待转型。师资结构很不合理，专业经历整体欠缺，教学角色尚未转变，师资建设追求高学历、高学位，能讲的多，会用过少，与应用型人才培养“强实践”的要求不相适应。这些问题在我校也有类似的问题存在，多年来一直没有找到合适的办法，也向其他同类型学校进行学习取经，但是，真正去实践起来难度却很大。
所以应用型本科教学的课程体系的设置和教学方法应该有别于研究型高等学校，要有自己的特色，符合培养应用型人才需要[1]。
本文从工程材料及成形技术课程入手来探讨应用型人才培养模式在专业课程上的改革，减少理论，增加实践环节，为应用型人才培养的模式提供一定的参考。
二、工程材料及成形技术现在教学情况分析
工程材料及成形技术是工科院校的一门专业技术基础课程，是机械设计制造及其自动化“专业必修的核心课程之一。学生通过学习要掌握材料成分、组织、性能及加工工艺之间的关系及其用途，合理选择材料、热处理及成形工艺方法。
（一）理论教学
该门课程概念和术语较多，教材中大量使用了材料学和工程术语，如，马氏体、淬火、时效、相图等。与学生前面学习的其它课程的知识关系很小，学生感到抽象和乏味。而这些名词概念是需要迅速理解和记住的，这就增加了学习的难度。教学中又多以讲授为主，所以学生的积极性不高也是必然的。
（二）实践教学
该门课程主要的实验有四个：碳钢的热处理实验、金相显微组织实验、金属材料的硬度实验、金相实验制备。实验都是验证性实验，目的是让学生了解材料组织、性能。也属于多年来传统实验项目，几乎没有更新创新内容，学生很多也是被动地接受这些知识内容。
三、教学改革措施与实践
（一）改善课堂教学方法，提高课堂教学效果。
1.类比教学
由于课时不断被压缩，课堂教学时间只有48课时，实验8课时，如何在有限的学时里让学生深刻理解和掌握材料成形知识，这一直是困扰材料专业教师多年来的问题。如何克服理论概念抽象的问题，摆在任课教师面前。所以正确的比喻经常会起到事半功倍的效果。例如，淬火时应力过大会导致变形和开裂，学生不易理解，如何解决这个问题呢？我们除了放录像观看这个T8钢零件淬火降温过快导致的开裂过程外，还采用了比喻的方法，以冬天向冰冷的玻璃杯中倒开水为倒来说明这个问题，学生们一下就理解应力的现象。讲到相、组织的概念时，教师以鸡蛋为倒来说明：蛋黄是一相、蛋清是一相，虽然他们都是由C、H、O、N等元素构成的，但里面的含量是不一样的，有的可能N的成分多，有的可能是S成分多，但是他们是有一个界面分开的，他们的硬度、强度是不一样的。再以钢筋混凝土为倒来说明，钢筋、沙子在混凝土中的长短及分布状态对组织的影响来说明相、组织的概念及分布对强度的影响。这样就把复杂、抽象的概念问题简化了。
2.案例教学
着眼于学生的创新能力以及解决实际问题能力，学生通过具体的情景来进行讨论的一种方法。在讲到材料性能及热处理进时，以大型摩擦压力机的拉杆为例，教师给出了拉杆零件图片、及工作环境、条件真实场景图片资料，让学生们来讨论该零件的材料成形及热处理过程，尤其是预备热处理和最终热处理。通过学生的设计讨论拿出几种方案来，然后进行讲评，通过这样的例子使学生们自觉主动地参与进来，主动思考并与实践情况结合在一起，学生印象深刻，记得扎实。
（二）现代教学手段的使用
工程材料的成形技术经常是要说明成形过程及原理，用文字及图片来说明即费时也难讲清楚，采用视频及录像就轻而易举地解决了，所以对部分内容采用了这种方式。
采用视频的内容有：金属的结晶过程、退火、回火、正火、淬火、渗碳、渗氮、挤压成形、轧制成形、超塑成形、液态模锻、爆炸焊接、钎焊、电渣焊接、扩散焊接、轮胎成形等。
采用录像的内容有：双液淬火、表面淬火、渗金属，熔模铸造、金属型铸造，压力铸造、低压铸造，离心铸造、陶瓷型铸造、模锻、板料（拉伸、弯曲胀形、翻边、压筋）、拉拔成形、旋压成形、粉末冶金、埋弧焊、氩焊、二保焊、电阻焊、缝焊、摩擦焊、激光焊接成形，塑料（注射、挤出、压制、吹塑）成形及陶瓷成形方法等。
视频、动画及录像将生产中的真实场景直接反映到学生面前来，给学生们留下了深刻的实践场景印象，对实际生产过程和工艺过程有了进一步的了解，这是到工厂实践、实习所无法看全的各种材料的成形工艺过程，补充了学生生产实践的不足，生动形象，看过后印象深刻，不容易忘记。 （三）实践教学
应用型本科介于本科于高职之间，要求学生的动手能力强，有一定的理论知识，能快速适应于工矿企事业的需要，能将成熟的理论应用于实践的能力强。教育部也对这类本科学校重新进行定位和要求，实践性也就要求高于普通本科学校。
1.在实验课上
基于项目的教育和学习方式，让学生在“作中学，在学中作”，这样记忆深刻[2]。在金相实验中，给学生们提出了钛镍记忆合金金相与性能的关系问题，让学生们通过实验及查找资料来回来这个问题。学生们围绕这个问题展开讨论，并自己设计实验过程，动手制作试样，在教师的指导下完成实验，查阅相关资料后，回答这个问题。在强度与硬度的实验中，学生们通过某种材料的拉伸、压缩实验来比较强度的大小，再通过硬度计测量比较硬度的大小，从几种材料的实验数据来进行比较，这样就形成直观的印象，主动参与，兴趣极高，认真思考，学得扎实。同样的教学思想也应用于其他实验，如热处理等过程。
2.将所学知识应用于实践
（1）与企业合作开发产品解决生产实际问题
当地一家大型铸造公司生产各种大型铸件，生产小到几吨，大到几百吨的铸铁、铸钢件。在生产一直有一个裂纹问题无法解决，公司人员也想了一些办法，但最终效果甚微。当铸件出炉后要切去浇冒口，大型铸件浇冒口很大，不能采用锯割，只能采用气割的形式，由于切割时间长，切后经常在铸件切割处出现裂纹，造成整个几十吨的铸件报废的情况经常出现。经过老师与同学们共同研究，查阅相关资料，分析原因找出问题，找到裂纹是由于热应用造成的，所以就共同设计了一台“大型铸件火焰切割机械手”，用于切割浇冒口就不再出现这样的问题了。学生通过参与分析设计，了解了工厂的实际生产情况，也增长了实践应用的能力。
（2）组织学生参与大赛能提高学生的综合应用能力
组织学生参加“山东省机电产品创新大赛”，这两年，学生参赛成绩都很显著，其中学生设计的“NiTi记忆合金驱动机器人”和“桌面便携式3D打印机”，分别获得了本科组的的2012年和2013年的一等奖，都是应用材料及成形知识设计出来的产品，学生获奖的同时也学到了综合运用材料成形知识及机械产品的设计制造能力，使学生从中受益匪浅，得到了材料及设计的综合能力的提高，增强了工程实践的信心为后面的学习和将来工作奠定了坚实的基础。
（3）将实践应用于教学
企业中的产品过程中积累的技术图片与资料，补充了教书上的内容，具有工业的直观性和应用性，把这些资料用于教学，可使学生增加工业常识[3]。学生过去的大赛及生产实践设计的产品成果是课堂上生动的例子，对后来学生的启发是不言而喻的，补充了教科书内容陈旧的不足，和实践结合紧密，使学生的知识不落后与当代的技术，学生们了解知识的同时也丰富了实践意识和创新思想。
四、结语
针对现在工业企业对应用型人才的要求，也依据“工程材料及成形技术”的课程特点及现状，从理论教学到实践教学，都进行了大胆的尝试，改进了教学方法、加强实践环节，从而激发学生的学习积极性和创造性，改善教学质量，并提高了教师的专业教学水平，为机械设计制造及其自动化专业应用型人才培养，打下一定的基础，同时为进一步深化应用型人才实践教学培养提供了理论支持。
参考文献
[1]郭国林，李莉，于学勇等.应用型本科“工程材料及成形技术”教学改革与实践[J].常熟理工学院学报（教育科学），2012，12（12）：100-102.
[2]鹿玲.械制造工艺学课基于项目的教学模式探索与实践[J].教学研究，2011，34（3）：44-47
[3]赵佳峰.独立学院《工程材料及成形技术》教学改革与实践[J].常州信息职业技术学院学报，2010，9（2）：34-36.
该项目为青岛工学院校长基金项目（2013JY024）
作者简介：赵佳峰（1969.01，男，汉族，山东青岛人，青岛工学院机电工程学院，副教授，硕士，从事研究方向：工程材料及成形技术教学及科研工作。
【关键词】应用型；工程材料；实践教学；教学改革
一、引言
随着高等教育教学改革的不断深入，对普通本科的应用技术型的人才需求呼声越来越高涨，工厂、企业、公司也对应用型人才的需求也不断增加。
当下进行的普通本科教学评估对高校的应用技术型人才培养上也存在诸多的要求，所以要办出特色并能服务于区域行业经济，地方经济建设，办学定位也要突出应用技术型人才培养，学生应面向管理服务一线人才方向进行培养。
许多普通本科学校在应用型人才培养模式上存在着一些问题：一是培养类型层次不清，与传统本科、高职高专的区分度不高，死搬硬套传统本科、简单改造专科的现象普遍存在，培养结果与社会对应用型本科人才的期望不相适应。二是课程体系较为陈旧，理论课程未能摆脱学科导向的约束，实践教学尚未形成确有实效的训练体系，教材建设尚不满足教学改革需要，教学内容与与业界技术发展水平不相适应。三是培养模式依然传统。以教室、教材、教师为中心的“三中心”教学过程尚未改变，课堂讲授仍是主流，课程载体亟待创新，产学合作深度不够，学习评价形式单一，培养模式与应用型人才成长规律不相适应。四是教师队伍亟待转型。师资结构很不合理，专业经历整体欠缺，教学角色尚未转变，师资建设追求高学历、高学位，能讲的多，会用过少，与应用型人才培养“强实践”的要求不相适应。这些问题在我校也有类似的问题存在，多年来一直没有找到合适的办法，也向其他同类型学校进行学习取经，但是，真正去实践起来难度却很大。
所以应用型本科教学的课程体系的设置和教学方法应该有别于研究型高等学校，要有自己的特色，符合培养应用型人才需要[1]。
本文从工程材料及成形技术课程入手来探讨应用型人才培养模式在专业课程上的改革，减少理论，增加实践环节，为应用型人才培养的模式提供一定的参考。
二、工程材料及成形技术现在教学情况分析
工程材料及成形技术是工科院校的一门专业技术基础课程，是机械设计制造及其自动化“专业必修的核心课程之一。学生通过学习要掌握材料成分、组织、性能及加工工艺之间的关系及其用途，合理选择材料、热处理及成形工艺方法。
（一）理论教学
该门课程概念和术语较多，教材中大量使用了材料学和工程术语，如，马氏体、淬火、时效、相图等。与学生前面学习的其它课程的知识关系很小，学生感到抽象和乏味。而这些名词概念是需要迅速理解和记住的，这就增加了学习的难度。教学中又多以讲授为主，所以学生的积极性不高也是必然的。
（二）实践教学
该门课程主要的实验有四个：碳钢的热处理实验、金相显微组织实验、金属材料的硬度实验、金相实验制备。实验都是验证性实验，目的是让学生了解材料组织、性能。也属于多年来传统实验项目，几乎没有更新创新内容，学生很多也是被动地接受这些知识内容。
三、教学改革措施与实践
（一）改善课堂教学方法，提高课堂教学效果。
1.类比教学
由于课时不断被压缩，课堂教学时间只有48课时，实验8课时，如何在有限的学时里让学生深刻理解和掌握材料成形知识，这一直是困扰材料专业教师多年来的问题。如何克服理论概念抽象的问题，摆在任课教师面前。所以正确的比喻经常会起到事半功倍的效果。例如，淬火时应力过大会导致变形和开裂，学生不易理解，如何解决这个问题呢？我们除了放录像观看这个T8钢零件淬火降温过快导致的开裂过程外，还采用了比喻的方法，以冬天向冰冷的玻璃杯中倒开水为倒来说明这个问题，学生们一下就理解应力的现象。讲到相、组织的概念时，教师以鸡蛋为倒来说明：蛋黄是一相、蛋清是一相，虽然他们都是由C、H、O、N等元素构成的，但里面的含量是不一样的，有的可能N的成分多，有的可能是S成分多，但是他们是有一个界面分开的，他们的硬度、强度是不一样的。再以钢筋混凝土为倒来说明，钢筋、沙子在混凝土中的长短及分布状态对组织的影响来说明相、组织的概念及分布对强度的影响。这样就把复杂、抽象的概念问题简化了。
2.案例教学
着眼于学生的创新能力以及解决实际问题能力，学生通过具体的情景来进行讨论的一种方法。在讲到材料性能及热处理进时，以大型摩擦压力机的拉杆为例，教师给出了拉杆零件图片、及工作环境、条件真实场景图片资料，让学生们来讨论该零件的材料成形及热处理过程，尤其是预备热处理和最终热处理。通过学生的设计讨论拿出几种方案来，然后进行讲评，通过这样的例子使学生们自觉主动地参与进来，主动思考并与实践情况结合在一起，学生印象深刻，记得扎实。
（二）现代教学手段的使用
工程材料的成形技术经常是要说明成形过程及原理，用文字及图片来说明即费时也难讲清楚，采用视频及录像就轻而易举地解决了，所以对部分内容采用了这种方式。
采用视频的内容有：金属的结晶过程、退火、回火、正火、淬火、渗碳、渗氮、挤压成形、轧制成形、超塑成形、液态模锻、爆炸焊接、钎焊、电渣焊接、扩散焊接、轮胎成形等。
采用录像的内容有：双液淬火、表面淬火、渗金属，熔模铸造、金属型铸造，压力铸造、低压铸造，离心铸造、陶瓷型铸造、模锻、板料（拉伸、弯曲胀形、翻边、压筋）、拉拔成形、旋压成形、粉末冶金、埋弧焊、氩焊、二保焊、电阻焊、缝焊、摩擦焊、激光焊接成形，塑料（注射、挤出、压制、吹塑）成形及陶瓷成形方法等。
视频、动画及录像将生产中的真实场景直接反映到学生面前来，给学生们留下了深刻的实践场景印象，对实际生产过程和工艺过程有了进一步的了解，这是到工厂实践、实习所无法看全的各种材料的成形工艺过程，补充了学生生产实践的不足，生动形象，看过后印象深刻，不容易忘记。 （三）实践教学
应用型本科介于本科于高职之间，要求学生的动手能力强，有一定的理论知识，能快速适应于工矿企事业的需要，能将成熟的理论应用于实践的能力强。教育部也对这类本科学校重新进行定位和要求，实践性也就要求高于普通本科学校。
1.在实验课上
基于项目的教育和学习方式，让学生在“作中学，在学中作”，这样记忆深刻[2]。在金相实验中，给学生们提出了钛镍记忆合金金相与性能的关系问题，让学生们通过实验及查找资料来回来这个问题。学生们围绕这个问题展开讨论，并自己设计实验过程，动手制作试样，在教师的指导下完成实验，查阅相关资料后，回答这个问题。在强度与硬度的实验中，学生们通过某种材料的拉伸、压缩实验来比较强度的大小，再通过硬度计测量比较硬度的大小，从几种材料的实验数据来进行比较，这样就形成直观的印象，主动参与，兴趣极高，认真思考，学得扎实。同样的教学思想也应用于其他实验，如热处理等过程。
2.将所学知识应用于实践
（1）与企业合作开发产品解决生产实际问题
当地一家大型铸造公司生产各种大型铸件，生产小到几吨，大到几百吨的铸铁、铸钢件。在生产一直有一个裂纹问题无法解决，公司人员也想了一些办法，但最终效果甚微。当铸件出炉后要切去浇冒口，大型铸件浇冒口很大，不能采用锯割，只能采用气割的形式，由于切割时间长，切后经常在铸件切割处出现裂纹，造成整个几十吨的铸件报废的情况经常出现。经过老师与同学们共同研究，查阅相关资料，分析原因找出问题，找到裂纹是由于热应用造成的，所以就共同设计了一台“大型铸件火焰切割机械手”，用于切割浇冒口就不再出现这样的问题了。学生通过参与分析设计，了解了工厂的实际生产情况，也增长了实践应用的能力。
（2）组织学生参与大赛能提高学生的综合应用能力
组织学生参加“山东省机电产品创新大赛”，这两年，学生参赛成绩都很显著，其中学生设计的“NiTi记忆合金驱动机器人”和“桌面便携式3D打印机”，分别获得了本科组的的2012年和2013年的一等奖，都是应用材料及成形知识设计出来的产品，学生获奖的同时也学到了综合运用材料成形知识及机械产品的设计制造能力，使学生从中受益匪浅，得到了材料及设计的综合能力的提高，增强了工程实践的信心为后面的学习和将来工作奠定了坚实的基础。
（3）将实践应用于教学
企业中的产品过程中积累的技术图片与资料，补充了教书上的内容，具有工业的直观性和应用性，把这些资料用于教学，可使学生增加工业常识[3]。学生过去的大赛及生产实践设计的产品成果是课堂上生动的例子，对后来学生的启发是不言而喻的，补充了教科书内容陈旧的不足，和实践结合紧密，使学生的知识不落后与当代的技术，学生们了解知识的同时也丰富了实践意识和创新思想。
四、结语
针对现在工业企业对应用型人才的要求，也依据“工程材料及成形技术”的课程特点及现状，从理论教学到实践教学，都进行了大胆的尝试，改进了教学方法、加强实践环节，从而激发学生的学习积极性和创造性，改善教学质量，并提高了教师的专业教学水平，为机械设计制造及其自动化专业应用型人才培养，打下一定的基础，同时为进一步深化应用型人才实践教学培养提供了理论支持。
参考文献
[1]郭国林，李莉，于学勇等.应用型本科“工程材料及成形技术”教学改革与实践[J].常熟理工学院学报（教育科学），2012，12（12）：100-102.
[2]鹿玲.械制造工艺学课基于项目的教学模式探索与实践[J].教学研究，2011，34（3）：44-47
[3]赵佳峰.独立学院《工程材料及成形技术》教学改革与实践[J].常州信息职业技术学院学报，2010，9（2）：34-36.
该项目为青岛工学院校长基金项目（2013JY024）
作者简介：赵佳峰（1969.01，男，汉族，山东青岛人，青岛工学院机电工程学院，副教授，硕士，从事研究方向：工程材料及成形技术教学及科研工作。