《机械工程材料综合实验课》的教学改革及实践

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《机械工程材料综合实验课》的教学改革及实践

曾美琴 陈灵 邹敢锋 梁耀能

( 华南理工大学机械工程学院，广州 510640 )

摘 要：本文介绍了具有开放性与设计性特色的《机械工程材料综合实验课》的内容和实施方法，总结了该课程的教学特点。实践证明：开设设计性综合实验课，能够把抽象的理论教学与生动活泼的实践环节教学结合起来，可培养和提高学生的自学能力、科学研究能力、分析思维能力、实际动手能力、撰写科研论文的能力、独立工作能力和团队合作精神，进而全面提高了学生的综合素质，增强了学生的创新意识。 关键词：综合实验；能力培养；综合素质

高等院校工科学生，尤其是机械类专业的学生，要求具有较高的实践能力和综合设计能力。实验正是培养学生具有这些能力的极好的教学环节。实验教学是高等院校理工科专业教学中重要的组成部分，，它不仅是学生获得知识的重要途径，而且对培养学生的自学能力、工作态度、实际工作能力、科学研究能力和创新能力具有十分重要的作用，对实现培养学生的知识、能力、素质起着关键的作用。

在高校工科机械类各专业的人才培养计划中，《机械工程材料》是所有学生的必修课。近年来我校在《机械工程材料》课程的教学改革中，开设了设计性的机械工程材料综合实验课，目的是使学生理论联系实际，一边学习理论课一边做实验，通过自行设计、自己动手实验，在完成比较复杂的综合实验过程中，加深对课本上理论和概念的理解，培养独立获取知识的自学能力、解决问题的实践技能和综合素质。

活中常见的物品或机械零件的生产工艺作为设计任务，让学生从看得见、摸得着的零件着手，如手动锯条、自行车飞轮、自行车链条等零件，有利于消除学生的畏难情绪、激发其兴趣和完成实验的信心。每位学生的实验任务工作量大体平衡，实验过程遵循由易到难的原则进行。我们制定了十七种典型常用零件的设计任务书，其中包括了十七种典型常用零件，如自行车链条、自行车飞轮、手动锯条、轴、滚动轴承、冷作模具、热作模具、塑料模具等，涉及到的材料有十大类共计二十多种常用金属材料。即使同一种零件也可以选用不同的材料通过不同的加工工艺达到相同的使用性能要求，这样既可以使同一个班的同学之间很少有完全相同的设计任务书，保证了实验的独立自主性，又可以通过同学间的相互交流，进一步开阔学生的视野，加深对理论知识的理解。

2．综合实验课的具体做法

我们认为，《机械工程材料》课程的课堂教学和《机械工程材料综合实验》课程的实践性环节教学，都同属于机械类人才培养目标中的学科基础课程的教学环节。在教学过程中，前者在充分发挥教师的主导作用的同时，有时会容易出现学生处于被动学习的局面，因为学生要在较短的时间内（48学时）掌握比较系统的理论知识，往往只能靠死记硬背的方法，因而知识是不够扎实的。后者则容易做到“以学生为中心”，可以主动地把理论与实际联系起来。学生在做实验时是带着自己感兴趣的问题去操作、去学习，实验方案由自己设计、执行和修正，实验结论由自己判断，课程的整个学习过程是教师帮助学生形成自己的问题，学生自觉调控自己的学习行为。

因此，整门实验课程的学习贯彻以设计性为主的原则，给每位学生下发一份各不相同的实验任务书。要求学生按照所给任务书，自己查阅资料选择合适的材料，自己设计加工流程，自己设计热处理工艺，订出实验方案交指导教师审阅、修改；然后领取该材料的试样，自行安排时间到实验室动手操作进行各步骤的热处理工艺实验(全部自己完成)。这一过程要进行原材料和经过各种热处理后的材料性能检验和金相组织观察。

由于实验比较复杂，学生对实验设备和操作技术比较陌生，容易在实验过程中出错。本着大胆放手让学生独立进行实验、允许失败、鼓励尝试创新的教学理念，本实验课还采

一、综合实验课简介

为了提高人才培养质量，必须相应加强实验教学的改革与建设。对于理论性、实践性较强的课程，例如机械类各专业教学计划中的《机械工程材料》，通过综合实验加强对学生进行动手操作，把抽象的理论与生动活泼的实践教学结合起来，使学生了解这些理论的作用，不会感到理论学习枯燥无味。从1999年开始，我校单独设置了《机械工程材料综合实验》课程，该课程32学时，1.5学分，与《机械工程材料》课程同一学期开出，同步进行，独立考核并分别评定成绩。实践证明，单独设置的实验课程很受学生的重视和欢迎，目前已试行了七届，教学效果良好。

1. 综合实验任务书的制定

要发挥学生学习的自主性，必须要引导学生在学习时形成自己的问题，也即是学生在教师的引导下，对每门课程都应该有清晰的学习目标。故此，学生在这门实验课程开始之时，首先接受一份设计任务书（包括有具体的机械零件名称、工作条件、失效形式及实验报告的要求等内容）。然后，由学生自行制订合理的热处理工艺规程（包括选择材料及考虑各种热处理方法）。再次，学生进行动手操作，直至得出合格的金相照片和写出实验报告。最后，参加口试考核。

可见，综合实验任务书的制定是十分重要的，因为实验前的学生对材料和实验设备是不了解的，甚至可以说是一无所知的，要完成这样的实验任务，难度较大。采用日常生

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