工程材料教学论文(3篇)

第一篇：职业教育机械工程材料课程教学效果提升策略

摘要：在职业教育中，《机械工程材料》课程的教学效果很不理想，本文旨在通过深入分析找出影响因素，并提出措施，以提高教学效果。

关键词：工程材料；教学效果；教学内容整合

《机械工程材料》课程是工科院校机械类专业中一门十分重要的专业基础课。《机械设计》、《机械制造技术》、《钳工工艺》、《焊接工艺》等很多课程的学习需要以它为基础。同时，学生将来从事机电产品的设计、加工、维修、营销等诸多领域的工作时，需要懂得机械工程材料及其成型方面的知识，应予以重视。《机械工程材料》很有难度，学生普遍感到难度大，教学效果不理想，学生应用也不理想。那么应如何提高《机械工程材料》课程的教学效果？对此，我系专门组织教师对该课题进行研究，并将该课题申请为新疆高职专业基础课教改资助项目。

一、《机械工程材料》学习效果不理想的原因分析

对于一门课，如果能知道它的教学效果不理想的原因所在，就能够采取相应措施，改善教学效果。笔者凭借多年教授《机械工程材料的》的教学经验，分析发现《机械工程材料》课程教学效果不好的原因主要有以下几个方面：

（一）课程学习难度大《机械工程材料》课程学习难度大，这主要表现在1.抽象难理解的知识较多。相当多的章节充斥着抽象难理解的知识，如在金属晶格这一章节里，金属晶格的缺陷，以及晶格缺陷对金属材料机械性能的影响，在铁碳合金相图这一章节里，各种成分的铁碳合金在冷却结晶时组织随温度的变化，铁碳合金随碳含量的变化，其组织与性能的变化，在金属材料的热处理这一章节里，不同热处理时铁碳合金金相组织与性能的变化，在常用金属材料这一章节里，各种类型牌号的金属材料的性能、热处理等，因为抽象难以理解，成为学习的难点。2.概念性的知识多。《机械工程材料》这门课概念性知识很多，如相、固溶体、铁素体、珠光体、马氏体、过冷度、淬透性等，后续知识都是建立在这些概念上，掌握不好，就不易理解，概念本身的抽象性，成为《机械工程材料》难学的重要原因。3.缺少见习与实训。身处小型市、县的职业院校的机电类专业很多会碰到这样的尴尬情况，所在地区缺少较具规模的钢铁企业、机械加工企业，造成学生不能实地见习、实训。

（二）缺少有效的教学手段《机械工程材料》课程中抽象难理解的知识多，目前的教学现状是很多教师只是通过一些图片和讲解进行教学，教学中缺少相应的flash动画，比如热处理这部分内容，学生不能到现场见习，又没有现场录像资料可看，从而获得感性知识，例如，焊接应力的知识，如果没有flash动画来模拟，很难让学生想象焊接应力所造成的变形，认识到焊接应力的存在。

（三）对该课程的重视不够不少人对《机械工程材料》存在错误的认识，认为它没有机械制图、机械设计基础、机械制造技术等课程重要，认为学习它就只是背背材料牌号、课时安排偏少。

（四）教学课时少教育部提出了职业教育实践教学与理论教学比例不低于5：5的要求，工程材料课程学时更是压缩。教学内容多而难与较少的教学学时形成矛盾，不能系统、全面、深入的学习，不能遴选必须的、重要的内容。

二、提高《机械工程材料》教学效果的措施

《机械工程材料》为后续课程的学习奠定基础，又是将来从事机械领域工作不可缺少的知识，那么如何提高《机械工程材料》课程的教学效果呢？

（一）采用各种有效的教学手段

《机械工程材料》课程中抽象难理解的知识多，采用flash动画、录像，就能显著降低学习难度，提高学生兴趣。比如铁碳合金相图这一章节里，将各种成分的铁碳合金在冷却结晶时组织随温度的变化，用flash动画演示出来，会让学生更易理解；比如讲合金的铸造性能时，缩孔缩松、气孔、拔模斜度、浇不足这些内容采用了flash动画演示出来，再比如热处理这一章节，将各种热处理生产现场的录像或实验录像让学生反复看，增进理解，从而获得好的教学效果。

（二）重视实验、见习、实训等实践性教学环节

《机械工程材料》课程有很强的实践性，铁碳合金相图、热处理、材料成型工艺等都和实践密切相连，若和课程基本原理、工艺参数等内容脱离，实际工艺过程就无法真正有效地讲授，没有实验、见习、实训教学环节作为辅助，不能获得好的效果。应重视实验室建设，安排学生做实验、实训，获得感性知识，强化记忆。

（三）合理地整合教学内容

再多的教学手段、实验实训条件，没有合理的整合安排，没有脉络，没有主次，都不会取得好的教学效果，因此对教材内容进行合理的整合至为重要。《机械工程材料》课程知识内容庞杂，它包括材料学、金属热处理、钢铁材料、铸造、锻压、焊接等多个专业学科方面的知识，不仅如此，各部分内容信息量大，讲解很深入，难度大。怎样整合内容，为后续其他课程的学习奠定好基础，为将来职场的工作奠定知识基础呢？对《机械工程材料》课程内容进行整合必须以教育部对职业教育基础理论教学提出的“要以应用为目的，以必需、够用为度，以掌握概念，强化应用为教学重点”的原则为指导思想，经过整合使课程教学总体上各章节的关系脉络清晰，主次分明，各章节讲授做到重点突出，主次分明，该讲的讲，详略得当。在此将本人多年来的从教经验做一陈述：

1.必须确定《机械工程材料》课程教学总体脉络和各章节主次。《机械工程材料》课程主要是由材料学、金属热处理、钢铁材料、铸造、锻压、焊接六个部分组成，五个部分都用到了材料学的相关知识，它是后五个部分知识的学习基础，而金属热处理、铸造、锻压、焊接五个部分基本各成体系，所以材料学部分是本课程第一个重点内容；金属热处理部分在后续其他课程学习中用到的很多，所以要作为第二个重点来讲；钢铁材料部分，在其他课程中的应用也很多，同时，学生应该懂得钢铁材料的牌号、成分、性能、用途等常识性知识，所以这部分可作为第三个重点来讲；铸造、锻压、焊接这三部分可以根据专业的就业方向来确定其重要性，通常情况下，焊接部分知识由于在实践中应用得很多，又考虑到机械类专业的学生将来要取得焊接职业资格证书，这部分内容往往也会作为一个重点，成为第四个重点。铸造、锻压相对其他部分重要性要低些，可以作为一般性的知识做个介绍。

2.《机械工程材料》各章节内容的整合。

（1）材料学部分内容的整合。材料学部分是《机械工程材料》课程里最重要的部分，比较重要的知识作为重点多讲，后四个部分涉及不多的就简讲，没有涉及的知识可以不讲。材料学部分主要包括金属材料的力学性能、金属及合金的结构与结晶两部分。因为讲材料的性能主要涉及的就是材料的力学性能，所以金属材料的力学性能部分要作为重点，如果在学习之前已经开设过《工程力学》课，这部分可简单讲解，如果没有开设过《工程力学》课则要详细讲解。在金属及合金的结构与结晶部分里，重点内容包括：①晶格类型、同素异构转化；②晶体缺陷所造成的力学性能的变化、晶粒大小对合金机械性能的影响及晶粒大小的控制；③固溶体、固溶强化；④铁碳合金的相铁素体、奥氏体、渗碳体，珠光体；⑤铁碳合金相图中钢部分。这些内容在后续章节当中都用到，这五个内容要详细讲解。铁碳合金相图中铁的部分尽管教材一般编写得都很详尽，但因铁本身使用价值不高，并且在后续课程中用的不多，所以仅做个简单介绍即可。

（2）金属热处理部分内容的整合。金属热处理部分主要包括钢的热处理原理、钢的整体热处理、钢的表面热处理及热处理工艺设计四个部分。其中钢的热处理原理、钢的整体热处理是重点，钢的表面热处理简单做讲解即可，如果是高职班，热处理工艺设计也应是重点。在讲解时，首先要把钢的热处理原理这部分重点讲透，把钢的整体热处理中的三个热处理退火、正火、淬火分清楚，铺垫好了，钢的整体热处理就好讲了。讲钢的整体热处理时，退火、正火可讲的简单些，淬火部分，将重点放在其产物马氏体上，最后回火要重点讲，因为淬火之后一般都要回火。

（3）钢铁材料部分内容的整合。钢铁材料部分主要包括钢的分类、其他元素对钢的影响、非合金钢、低合金钢、合金钢等五个部分。要清楚类别，所以钢的分类是重点知识。钢中除了铁和碳以外还会有其他元素，在学习非合金钢、低合金钢、合金钢的时候都要用到，所以要作为一个重点单独讲解清楚。非合金钢、低合金钢、合金钢部分也是重点，很多教材编写很详尽，内容多、庞杂，在讲解时讲讲它们中各类常用钢材的牌号、性能、用途、热处理即可，热处理部分简单讲讲即可。经过这样整合后，沉重的钢铁材料部分大为轻松，并且还学到了关键部分。

三、结语

《机械工程材料》是专业基础课，为后续的学习奠定基础，所以应努力提高该课程的教学效果。获得好的教学效果的关键在于课程教学内容的整合，使学生在短的教学时间内真正学到有用的知识，其次要有足够多的辅助教学的教学手段，讲究授课技巧，调动学生学习的主动性，给学生安排自学任务促进学习，非常必要。

参考文献：

[1]李树伟，朱龙英，吕红明.“工程材料与热加工”课程教学改革与实践[J].中国教育技术装备，2009，（5）：43-44.

[2]魏真，邹爱成.教学改革与教学方法的探索[J].工程材料与热加工，2009，（18）：68-69.

[3]宋杰.工程材料与热加工[M].大连：大连理工大学出版社，2009.

[4]高琪妹.机械工程材料[M].北京：化学工业出版社，2004.

[5]王孝达.金属工艺学[M].北京：高等教育出版社，2005.

作者：朱明霞 努尔江·朱安汗 单位：新疆应用职业技术学院

第二篇：机械专业工程材料教材建设思考

【摘要】根据多年工程材料课程的教学实践经验，结合我国工程材料教材的现状,提出我校机械专业教材建设的改革建议，优化教材结构；教材形式应多元化；教材内容方面应注重学用结合，重视综合性与应用性。

【关键词】工程材料；机械专业；教材建设

《工程材料》是机械类专业学生必修的一门重要技术基础课程之一，它主要讲述机械制造所用材料的基本知识。它既是引导学生进入专业领域的入门课程，又是使学生掌握基本原理的理论课程，也是综合培养和训练学生自学能力、独立分析能力的课程。课程内容丰富，理论性和实践性都很强，涉及的知识面非常广，信息量大[1]。随着材料科学与材料工程技术的发展和相关专业计划的不断修改，该课程学时数大大减少，在总学时越来越少，工业领域内的新材料、新技术、新工艺不断涌现的情况下，工程材料课程改革是摆在我们面前的一个重要课题。而课程的改革首先涉及到教材的改革，必然面临以下几个问题：（1）怎样解决学时少、内容多的矛盾,学科内容的更新、改造如何进行；（2）怎样处理好基础理论知识的学习和较高层次概念之间的关系；（3）怎样体现素质和能力教育，通过适量的学习，达到提高学生分析问题和解决问题的能力。目前，机械类专业开设的《工程材料》课程是与众多专业课有着密切联系的重要专业基础课，如《金属工艺学》、《材料成型基础》等。然而，目前使用的《工程材料》教材理论性较强，内容繁杂、抽象和枯燥。不同版本教材基本延续传统教学模式和内容，在内容上追求的大而全，重点相对不突出。因此，教材内容的选择与教学大纲的制定要充分体现高等技术师范教育的层次规格和教学特点，以专业群体对综合能力的要求为依据来决定课程内容的取舍，理论部分的内容力求与今后工作中的实用性相结合，适当淡化教材中过于深奥的理论，简化繁杂的公式推导，强调其实用性、加强学生实际能力的培养[2]。

1改革工程材料教材内容，加强综合性与应用性

多年的教学实践和我国机械专业工程材料课程教材的现状证明，传统的《工程材料》教材内容的组织与安排不能满足选材、用材、正确选择加工方法并制定加工路线的教学目的要求。随着新技术的不断发展，陈旧的知识必将不断被淘汰。编者要总结过去、着眼当前、预测未来，要正确处理好继承与更新的关系。要分析研究教材的现有内容和体系，讲述工程材料的基本理论，主要介绍材料的结构与性能以及材料组织与性能的控制，解决材料成分组织变化规律及性能之间的关系，在保证必需的基本概念与基本理论的基础上，重点简化处理晶体学知识（如晶面、晶向指数、过多的位错理论）、相图知识等。第三部分讲述零件的失效、强化、选材及用材知识。重点从机械设计与制造角度出发，介绍零件在不同的服役条件下的失效方式及其对性能的要求，确定零件抵抗失效的性能指标，结合常用材料基本特性，进而合理地选择材料、使用材料。改革后的教学内容在适度保证了材料学科理论性与系统性的基础上，突出加强了运用材料知识解决设计与制造过程中的相关问题[3]。教材的基本内容应该是全国大多数院校、学生在规定的课时内能真正掌握的。这里要正确处理数量和质量的关系。精选内容也是要少而精。往往不是教师教得愈多,学生也掌握得愈多。由于学时有限，学得过多往往会消化不良，甚至连最基本的东西也没能掌握。教材编者应在精选内容上把好关。一本教材不能面面俱到,而应当削枝强干，详略得当。可有可无的次要内容和枝节问题，一律删去，尽量让学生学起来线索清楚。为体现教材内容的先进性，就必须充分重视新材料、新技术、新工艺的引入。

2优化教学结构与教学体系

《工程材料》课程内容丰富，理论性和实践性都很强，涉及的知识面非常广，信息量大。此外，课程内容庞杂，概念、名词术语繁多，且内容分散，系统性不强。加上学生从中学到大学已习惯于基础课的模式，对于《工程材料》中那些接近工程实际的问题较为生疏，结果学生普遍感到难以理解，主次难分，枯燥乏味，难以联系实际。皮亚杰说“教师不应企图将知识塞给学生，而应找到能刺激学生、引起学生兴趣的材料，然后让学生自己去解决问题。”笔者认为，要想提高本科生学习本门课程的兴趣，导入案例式教学是非常应该采用的。所谓案例式教学，就是将日常生活中的和材料有关的现象或工程实践中的实例与工程材料学课程里抽象的概念对应起来。如在工业用钢选择及举例的内容中，零件的种类和复杂程度选择了各类机械中最具代表性的复杂件，如减速箱体、机床床身、发动机的气缸体等，以此强调工程背景，并正确处理质量、生产率与成本之间的关系，其目的是在培养学生的实际应用能力。通过这样的实例教学，就会使学生很容易建立起塑性变形工艺和热处理工艺与组织、性能间的关系，并激发学生浓厚的学习兴趣。同时，在主要章节后,均有类型丰富的综合性课后作业题。

3总结

《工程材料》是机械类专业的比较重要的基础课程之一，教学内容的组织应紧紧围绕专业需求，内容的选择既要有代表性又应结合当前工程材料的应用现状及其发展趋势，体现出明显的专业针对性，同时研究相应的教学方法，以便学生快速准确的掌握相关知识。

【参考文献】

［1］胡海霞.关于《工程材料》课程教学的体会[J].科技信息,2012:707.

［2］雷卫宁,李仁兴,改革《工程材料》课程教学提高学生综合分析能力[J].江苏技术师范学院学报,2004,10(4):78-83.

［3］叶宏,李晖,郑章耕.《工程材料》课程建设与改革的探讨[J].重庆工业高等专科学校学报,19(4):97-98,204,8.

作者：胡海霞 单位：安徽理工大学机械工程学院

第三篇：工程材料学实验教学改革思考

摘要：本文分析了工程材料学实验教学中存在的常见问题，提出了一种综合性、设计性的实验教学模式，并探讨了这种实验教学改革的实施和成效。实践表明:综合性、设计性实验教学能充分发挥学生的主体作用，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，从而培养具有专业素养的高层次创新型复合人才。

关键词：工程材料学；实验教学改革；综合性、设计性实验；创新型复合人才

工程材料学这门课程是机械类和材料类专业的一门专业主干课程，该课程一般安排在材料科学基础、金属热处理二门课程之后，与材料力学性能课程同学期开出，其教学思路一般为：机器、零件的工作状况→主要失效方式与受载情况→需要什么样力学性能能满足该受载情况和抵御失效→引导出组织与钢种选定→该类钢的热处理工艺及力学性能等。工程材料学教学内容多、涉及知识面广，学生普遍反映学习该课程时内容繁多和需要记忆部分太多[1]。若能走进实践中亲眼看看这些机器零件，体会这些机器运载方式，则学习起来事半功倍。目前，与之配套的实验教学课程一般为基础性验证实验，主要穿插在理论课程中，并且依附于理论教学的进度[2]，例如常用合金钢的显微组织观察和分析、热处理工艺的制订、布洛维硬度检测等等。工程材料学是一门实验科学，但当今大多数高校重理论轻实践，导致实际教学中理论教学和实验教学通常无法有机结合，各实验课程间缺乏关联性和整体性，造成学生学习兴趣不浓，更不利于培养学生独立发现问题、分析问题和解决问题的能力[3]。鉴于此，我校特对工程材料学实验教学进行了改革，整合原来附属于理论课程的单个实验，开设专业综合性、设计性实验以培养具有专业素养的高层次创新型复合人才。

1实验教学存在的问题

21世纪是培养具有创新精神和实践能力的高素质人才的关键时期，加强高校实验教学改革刻不容缓。实验教学相对理论教学更具直观性、实践性、综合性和创新性，它具有课堂理论教学所不可替代的作用，并且能将所学理论知识充分运用于实践中。理论教学和实验教学都是培养学生具有创新精神和实践能力的不可或缺的重要方面。当前，实验教学改革中存在许多问题亟须解决：从实验内容方面看，以验证性、演示性的基础实验为主，实验内容比较陈旧；从实验教学观念看，过分重视理论知识传授、轻视动手能力培养，把实验教学作为理论教学的附属品，使其机械依附于理论课程；从实验教学方法看，实验方法比较落后，给予学生在自主方面的机会和空间很少，缺乏对学生动手能力的培养。

2实验教学改革的内容

2.1实验教学内容改革

我校将传统的依附于理论教学的单一实验课程改革为综合性、设计性的实验课程，具体思路如图1所示。实验课上，教师提供给学生工程上常见的各类失效零件，学生自由分组讨论本组的零件的失效形式，教师引导学生设计可行性的钢种并进行热处理工艺操作，最后检测力学性能是否合格。另外，我们还提出了一个钢种多种用途的实验设计思想。例如：GCr15一般用作轴承套圈，有时也用作冲模和量具。根据其不同工况条件，学生设计不同的热处理工艺以满足其性能要求。这种综合性、设计性的实验教学遵循理论教学的基本思路，二者相互契合，能充分激发学生的主动性和创造性。学生能积极思考问题，并运用所学专业知识分析问题和解决问题。

2.2实验教学方法改革

(1)开放实验室。传统的实验教学方法过于单一，通常是学生课前预习并完成预习报告，之后在规定的时间进入实验室，教师进行简单的讲解后学生按照实验讲义一步一步完成实验，得出实验结果。实验教学时间比较紧张，学生很难独立思考，并且学生自由发挥的余地很少，因而很难提升学生分析问题和解决问题的能力，不利于培养具有专业素养的高层次创新型复合人才。我校通过优化实验教师队伍、整合实验仪器设备资源、全天候开放实验室并让学生自己设计实验，为学生提供了良好的实验条件，能够充分调动学生的积极性并培养学生创新意识。

(2)网上答疑。近年来，因高校连续扩招和部属院校归地方管理等原因，导致教学投入不足，许多实验仪器设备的技术性能低，实验教学手段的陈旧、落后已经是一个极其突出的问题，已经不能适应创新教育对人才培养的要求。创新教育要求实验教学手段要紧跟社会经济发展的步伐，实验教学要与现代信息技术相结合。我校将实验教学资源整合，形成了一个信息化的网上互动平台。学生在实验中遇到任何问题都可以适时与教师探讨，学生成为实验的主体而教师只需辅助学生完成实验。

(3)科研项目。科研项目一般是本行业相关的比较热门和亟须解决的问题。教师将科研项目分割成几个不同的小实验，学生先了解相关研究背景，并设计实验方案，最后亲自动手完成实验。在整个实验过程中，学生既了解了相关行业的前沿科学问题，又提升了动手能力。

3实验教学改革的实施与成效

实验教学改革的目的是提高学生的动手能力和培养学生的创新意识。通过综合性、设计性实验，学生根据自己的兴趣选定不同的失效零件，依据已掌握的基本理论知识，进行钢种设计、热处理工艺和实施方案设计及每个环节的独立动手操作等来完成整个实验过程，这样就把学生推到了实验教学的前台，使学生真正成为实验教学的主体。通过一系列的过程，学生能够深刻体会材料—工艺—组织—性能之间的联系，并且能运用自己所学的知识联系操作过程来指出组织中的缺陷产生的原因并分析其对性能的影响。能把知识应用到分析和解决问题上，这才是学习的真正目的。通过开放实验室，为学生个性发展提供了自由空间，适应了不同学生的兴趣和需要。当学生对实验产生浓厚的兴趣时，他就能够积极地思考，大胆地探索，变被动为主动。通过网上答疑，学生玩手机和电脑的时间大大减少，成绩明显比上一届学生好。教师也能感受到学生的专业知识和动手能力更加扎实。通过科研项目，学生能够解决实际生产中的问题。学生参加各类比赛能够获得奖励，毕业论文也能够顺利获得省级优秀论文，从而大大提升学生的成就感。

4结束语

综合性、设计性实验对学生提出了更高的要求，实验内容具有较高的综合性和知识的渗透性，实验过程与解决实际科研问题具有较高的相似性。综合性、设计性实验教学能够给学生提供一个良好的自我能力展示的机会，而且能够鼓励和帮助学生将自己的优势最大限度地发挥出来。另外，综合性、设计性实验不同于验证性实验和演示性实验，学生不仅要对相关专业知识有深入了解，而且对其他知识也必须有一定的了解，因而能够拓宽学生知识面、提高其综合素质。总之，综合性、设计性实验教学能充分发挥学生的主体作用，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，从而培养具有专业素养的高层次创新型复合人才。

参考文献

[1]袁广银.基础理论与前沿研究相结合——工程材料学教学体会[J].中国现代教育装备,2013(19):23-24.

[2]韦青燕.专业课程实验教学研究与探索[J].实验科学与技术,2013(4):111-114.

[3]吕霞付,王平,罗萍.加强实验教学示范中心建设，培养学生创新能力[J].实验技术与管理,2013(5):95-98.

[4]王长生,王宇飞,肖宏滨,朱利敏.《机械工程材料学》综合性实验教学改革与实践[J].实验室科学,2008(2):29-32.

作者：柯德庆 吴润 赵惠忠 单位：武汉科技大学材料与冶金学院