鄒 慧 紀朝輝 馮日寶（中國民航大學(xué)理學(xué)院 天津 300300）

《工程材料》教學(xué)中工程能力的培養(yǎng)*

鄒 慧 紀朝輝 馮日寶
（中國民航大學(xué)理學(xué)院 天津 300300）

《工程材料》作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，培養(yǎng)和強化學(xué)生的工程能力是教學(xué)的首要目的。結(jié)合本校專業(yè)特點，對課程教學(xué)實踐進行探索，旨在尋找更好的教學(xué)改革方法，充分發(fā)掘?qū)W生的工程實踐能力。本文從工程能力的定義出發(fā)，概述了《工程材料》課程的特點，分析了該門課程教學(xué)中存在的問題，結(jié)合教學(xué)實踐，著重闡述了在教學(xué)方法、形式及與實踐實習(xí)有機結(jié)合等環(huán)節(jié)中強化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力的思路和措施。

工程材料；工程能力；實踐教學(xué)

《工程材料》是我校材料物理專業(yè)和飛行器制造工程專業(yè)都開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在人才培養(yǎng)計劃中起到專業(yè)知識與專業(yè)實踐相銜接的作用。其主要內(nèi)容包括：材料的結(jié)構(gòu)和性能、主要的材料類型和特點、機械零件的時效與選材原則、典型工件的選材及工藝路線設(shè)計、工程材料的應(yīng)用等。其任務(wù)是：使學(xué)生獲得有關(guān)工程材料的基本理論和基本知識，具備根據(jù)機械零件的主要失效形式、適用條件及性能要求，對結(jié)構(gòu)零件進行合理選材并制定零件工藝路線的初步能力。

本校開設(shè)此門課程的相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生大都輸送到我國民航企業(yè)就業(yè)。近年通過對畢業(yè)生和用人單位的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對于本課程的理論學(xué)習(xí)都比較扎實，但也存在動手能力較差，工程實踐技能薄弱等問題?；谝陨弦蛩?，我們認為有必要結(jié)合行業(yè)特點，針對《工程材料》課程教學(xué)過程中存在的主要問題，提出具體的改進措施，加大學(xué)生的實踐能力和實踐技能的培養(yǎng)，以促進學(xué)生工程能力的發(fā)展，滿足社會和民航業(yè)對工程技術(shù)人才的需求。

工程能力的定義

工程能力就是綜合運用所學(xué)知識解決工程實踐問題的能力，包括兩部分內(nèi)容，即基于實踐的綜合思維能力和面向?qū)嵺`的較強動手能力。前者要求學(xué)生能系統(tǒng)地掌握理論知識，并將其與實踐密切結(jié)合起來，在實踐基礎(chǔ)上融合、升華，否則只能不得要領(lǐng)地了解或強行記住一些書本知識的片斷，在實際問題面前往往束手無策。后者要求能運用所學(xué)知識解決工程實踐問題，在分析和解決工程實踐問題時，不僅能依靠基礎(chǔ)理論，還應(yīng)善于借鑒別人的經(jīng)驗或成果，可以有探索和創(chuàng)新，但不能脫離實際憑空臆造，是檢驗素質(zhì)教育成效的關(guān)鍵性指標。在實踐性教學(xué)中我們也要遵循這一原則，培養(yǎng)具有實踐性、綜合性、創(chuàng)新性的工程技術(shù)人才。

《工程材料》實踐教學(xué)存在的主要問題

長期以來，在“高等學(xué)校應(yīng)以理論教學(xué)為主，實踐教學(xué)為輔；理論教學(xué)體現(xiàn)了學(xué)術(shù)性，實踐教學(xué)是理論教學(xué)的一個環(huán)節(jié)、一個補充”等思想觀念的指導(dǎo)下，實踐教學(xué)未能擺到應(yīng)有的位置。這導(dǎo)致在課程實踐教學(xué)中存在如下問題：

《工程材料》課程的特點是知識量大，涉及面廣，系統(tǒng)性差 各類材料自成體系，缺乏聯(lián)系，彼此之間差異性很大，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中面對形形色色的材料，不知道如何理順知識體系，有些無所適從。基本概念多，有大量的術(shù)語和定義，學(xué)生掌握難度較大。其內(nèi)容的廣泛性決定了其教學(xué)任務(wù)重，專業(yè)課程實驗教學(xué)和理論教學(xué)同步進行，實驗教學(xué)依附于理論教學(xué)。在教學(xué)大綱允許的時間范圍內(nèi)很難有充足的實驗教學(xué)學(xué)時，如材料物理專業(yè)該門課程總學(xué)時為36學(xué)時，實驗學(xué)時僅為6學(xué)時，這就存在著教學(xué)內(nèi)容廣泛與實踐時間有限之間的矛盾。

實踐經(jīng)費投入相對不足，且《工程材料》專業(yè)實驗所涉及的儀器設(shè)備種類廣泛、價格昂貴 作為新專業(yè)，如飛行器制造工程專業(yè)，或者是單一發(fā)展的專業(yè)，如材料物理，很難在短時間內(nèi)解決儀器設(shè)備齊全的問題。這就造成實驗室建設(shè)和設(shè)備更新緩慢，實驗室和實驗設(shè)備不足，實驗條件受限，學(xué)生的實踐也只能維持在較低水平。

實踐教學(xué)途徑單一，不能滿足工程能力培養(yǎng)的需要 課程的實踐教學(xué)手段主要是通過課內(nèi)實驗進行，但課程實驗只是為驗證理論課的某些內(nèi)容而設(shè)立，很難達到培養(yǎng)學(xué)生開拓與創(chuàng)新的工程能力的目的。

培養(yǎng)學(xué)生工程能力的主要措施

根據(jù)《工程材料》課程的特點并結(jié)合學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)情況，經(jīng)過近年來的教學(xué)和實踐，我們認為調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性，提高學(xué)生工程實踐能力應(yīng)從以下幾方面入手：

引入工程實例教學(xué)，提升學(xué)生分析和解決問題的能力 在理論教學(xué)中引入相關(guān)工程實例，努力把企業(yè)生產(chǎn)一線正在使用的新技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)存在的問題引進教學(xué)中。教給學(xué)生求索知識的方法和應(yīng)用知識的能力，了解在生產(chǎn)中涉及的一些理論知識，教導(dǎo)學(xué)生如何運用工程思維進行問題分析。實例教學(xué)內(nèi)容要著眼于工程師的材料學(xué)基本訓(xùn)練，即讓學(xué)生掌握機械零件、工程構(gòu)件在不同服役條件下的失效形式，使學(xué)生了解機械零件使用條件和性能要求，同時使學(xué)生感受到學(xué)習(xí)本課程的作用。例如，在介紹金屬材料時，針對本國民航維修企業(yè)實際工作中涉及的材料大都為國外進口材料，與國內(nèi)材料體系存在很大差別的現(xiàn)實情況，重點以材料的牌號為例，說明國外與國內(nèi)材料在分類、牌號及應(yīng)用上的差別，從而使學(xué)生在今后實際工作中對國內(nèi)外不同牌號材料的特點有一個初步的認識。另外，通過實例介紹還可以對學(xué)生進行形象化教學(xué)，盡可能貼近工程實際。機械零件的失效分析這部分內(nèi)容由于與實際生產(chǎn)聯(lián)系較為緊密，而學(xué)生對零件的工作環(huán)境、失效形式、失效分析的基本方法和設(shè)備知之甚少，所以，學(xué)生反映較難理解。通過結(jié)合民航維修中飛機零部件的失效實例，采用多媒體課件介紹飛機發(fā)動機、起落架典型失效部位照片、分析流程及檢測設(shè)備等內(nèi)容，既能解決課內(nèi)實驗學(xué)時少、設(shè)備不足的問題，又可以加深學(xué)生對這些知識的感性認識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

開展專題討論，促進學(xué)生工程意識的形成 課堂討論也是在課程教學(xué)中向?qū)W生傳遞工程概念的一個重要環(huán)節(jié)。在教學(xué)中可根據(jù)課程的重點和難點，開展鐵碳相圖、材料的選擇和使用的專題討論課。通過教師提前將討論的要求和內(nèi)容布置給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生練習(xí)查詢材料性能的技能，同時通過討論，使學(xué)生建立起材料學(xué)習(xí)的知識結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)材料的成分，整理出生產(chǎn)工藝、技術(shù)性質(zhì)、國家和行業(yè)標準的規(guī)定、試驗檢測方法、應(yīng)用的整體學(xué)習(xí)主線。并以此做到正確和合理地選定材料，安排合適的加工工藝，從而進一步培育學(xué)生的材料工程意識，促進學(xué)生大工程觀的形成。

加強《工程材料》課程與實踐實習(xí)環(huán)節(jié)的銜接 本專業(yè)的工程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括金工實習(xí)、認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)。其中認識實習(xí)在第五學(xué)期開設(shè)，金工實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)都在第六學(xué)期開設(shè)。金工實習(xí)一般安排在第8周進行，這時“工程材料”教學(xué)正在進行，可以將鋼的熱處理、切削刀具的選材及機床的選材等知識貫穿于金工實習(xí)中。而當講到復(fù)合材料時，又可以與在第五學(xué)期學(xué)生去波海復(fù)合材料有限公司進行認識實習(xí)的情況結(jié)合起來，在學(xué)生已有的感性認識基礎(chǔ)上，重點介紹航空復(fù)合材料特點、加工工藝及失效原因。對于教材中航空航天器用材部分，可以與學(xué)生去沈陽黎明發(fā)動機集團進行生產(chǎn)實習(xí)相結(jié)合，把一些相關(guān)問題留給學(xué)生，讓學(xué)生帶著問題到企業(yè)生產(chǎn)實習(xí)，調(diào)查一下實習(xí)企業(yè)內(nèi)部機器和產(chǎn)品的材料性能如何。這樣就將《工程材料》這門專業(yè)工程基礎(chǔ)課與實踐、實習(xí)環(huán)節(jié)”有機結(jié)合起來，既有利于培養(yǎng)學(xué)生勤于思考的習(xí)慣和形成理論聯(lián)系實際的學(xué)風(fēng)，也能縮短學(xué)生對知識由感性認識上升為理性認識的過程。

改革課程考核模式，引導(dǎo)學(xué)生成為工程實踐的主體 考核是學(xué)生學(xué)習(xí)效果與教師教學(xué)質(zhì)量的檢查與體現(xiàn)，傳統(tǒng)的教學(xué)考核重點是考查學(xué)生對理論知識掌握程度，這是很不全面的，還應(yīng)加強對學(xué)生實踐能力的考核。實踐考核除了常規(guī)的課內(nèi)實驗考查外，還應(yīng)鼓勵學(xué)生主動進入實驗室，參加大學(xué)生科技立項或參與教師科研課題的研究活動及參加學(xué)術(shù)報告等各種科研活動，并在課程成績考核時增加科技活動的分數(shù)，與常規(guī)實驗一起作為期末總成績，以提高學(xué)生進行工程實踐的積極性。

在《工程材料》的教學(xué)中加強實踐教學(xué)，重視學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)，是實現(xiàn)教學(xué)培養(yǎng)目標的主體教學(xué)任務(wù)之一。在教學(xué)實踐中，應(yīng)進一步優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進教學(xué)方法，充實多媒體課件，完善實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，促進學(xué)用結(jié)合。同時課程實踐教學(xué)改革又是一項綜合性和系統(tǒng)性的工作，不僅需要教與學(xué)的相互配合，還需要其他各有關(guān)方面的支持與配合，在多方面的共同努力下實現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型高級人才的目標。

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A

1672-5727(2011)05-0088-02

鄒慧（1976—），女，吉林松原人，在職博士研究生，中國民航大學(xué)副教授，研究方向為材料表面處理。

*本文系中國民航大學(xué)教育教學(xué)研究課題《跨學(xué)院課程〈工程材料〉的建設(shè)與改革》（課題編號：xj2010029）的階段性研究成果