孫耀寧 于 青 孫文磊

新疆大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 新疆烏魯木齊 830047

金屬工程材料是機(jī)械之本，是高等院校機(jī)械類專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程。學(xué)生通過學(xué)習(xí)機(jī)械工程材料課程并進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，將會(huì)獲得金屬材料選擇、成分調(diào)整、性能改變等方面的系統(tǒng)知識(shí)。這些知識(shí)將在學(xué)生后期的機(jī)械課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及日后工作中發(fā)揮重要的作用，在機(jī)械設(shè)計(jì)方案的創(chuàng)新、機(jī)械產(chǎn)品性能提高和壽命延長以及節(jié)能環(huán)保等多方面都發(fā)揮無可替代的作用。

1 機(jī)械工程材料實(shí)驗(yàn)課現(xiàn)狀分析

金屬材料與熱處理課程經(jīng)教改后為機(jī)械工程材料課程。該課程實(shí)驗(yàn)圍繞金屬材料展開，包含金屬的性能、化學(xué)成分、金相組織、硬度、熱處理工藝、耐磨、耐蝕等一系列實(shí)驗(yàn)與檢測方法。以我校機(jī)械學(xué)院為例，由于受機(jī)械工程材料學(xué)時(shí)的影響，該課程實(shí)驗(yàn)一直延續(xù)著教改前的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑?個(gè)實(shí)驗(yàn)8個(gè)學(xué)時(shí)，其中有3個(gè)實(shí)驗(yàn)是觀察組織，1個(gè)熱處理實(shí)驗(yàn)，雖然實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)方法都比較完善、經(jīng)典，但不能激發(fā)學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)熱情。其根源主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比例大，實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容單調(diào)、乏味、設(shè)置不夠科學(xué)，不能適應(yīng)學(xué)生對(duì)金屬材料的興趣和探索，由此造成實(shí)驗(yàn)課落后于課堂理論教學(xué)的現(xiàn)狀，其結(jié)果是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課產(chǎn)生被動(dòng)、應(yīng)付的態(tài)度，沒有將課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)課有機(jī)結(jié)合，這與工科專業(yè)實(shí)踐性極強(qiáng)的專業(yè)特點(diǎn)不相符，使得學(xué)生畢業(yè)走上工作崗位后在金屬材料的應(yīng)用和檢驗(yàn)方面存在盲點(diǎn)。為此，構(gòu)建開放性實(shí)驗(yàn)是工科實(shí)踐教學(xué)體系中極其重要的一部分，有助于本科生利用科研平臺(tái)完成實(shí)驗(yàn)。

2 開放性實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)的意義

開放性實(shí)驗(yàn)體系是以實(shí)驗(yàn)室為教學(xué)場所，學(xué)生以對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，有選擇地開展實(shí)驗(yàn)并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，并撰寫一份綜合性實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式。實(shí)驗(yàn)課將學(xué)生在課堂上感到較為抽象的知識(shí)，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)使其形象化，以彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足。通過實(shí)驗(yàn)和討論，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的綜合能力，使學(xué)生在選擇實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)基本技能方面得到初步訓(xùn)練，鞏固和深化課堂上學(xué)到的知識(shí)，掌握和加深實(shí)驗(yàn)儀器的正確使用方法。

近二十年，我國制造業(yè)快速發(fā)展，大型設(shè)備的引進(jìn)和國產(chǎn)化對(duì)機(jī)械類人才專業(yè)知識(shí)拓寬的要求不斷提高。隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，金屬材料與20年前相比有了長足的發(fā)展，金屬材料牌號(hào)的細(xì)化，有色金屬、稀土、鈦、鎳等用于普通制造業(yè)和醫(yī)學(xué)，因此要求我們培養(yǎng)的學(xué)生不僅要有全面的專業(yè)知識(shí)，還應(yīng)具備扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，并將兩者有機(jī)合理地應(yīng)用于工作中，以適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展。

3 機(jī)械工程材料開放性實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)

3.1 開放性實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)目標(biāo)

機(jī)械工程材料無論在科研上還是在日常生活中都具有極強(qiáng)的實(shí)用性，因此具備開設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)的條件。開放性實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)要充分認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在人才培養(yǎng)中的作用，以實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)為教育核心，以實(shí)驗(yàn)條件為保障，以開放性實(shí)驗(yàn)管理為驅(qū)動(dòng)力。教師只提供課題，具體怎么做，應(yīng)該由學(xué)生小組擬定實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)討論修改，確定實(shí)施方案，自主實(shí)驗(yàn)，最終得到理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。另外，開放性實(shí)驗(yàn)沒有教師的監(jiān)督和敦促，全靠學(xué)生自覺完成，就像為學(xué)生打開了一扇窺探科研之路的門，讓學(xué)生學(xué)到許多在經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中無法學(xué)到的知識(shí)和思維方式。開放性實(shí)驗(yàn)不但能鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)學(xué)生的科研思維及團(tuán)隊(duì)合作能力，更能激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣及主動(dòng)性。

3.2 開放性實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)內(nèi)容

(1)根據(jù)開放性實(shí)驗(yàn)的要求重新編寫機(jī)械工程材料實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，由現(xiàn)在的6個(gè)實(shí)驗(yàn)增加至10～12個(gè)實(shí)驗(yàn)。由于機(jī)械工程材料課程設(shè)置在本科生入學(xué)后的第五個(gè)學(xué)期，此時(shí)學(xué)生比較關(guān)心畢業(yè)后工作中用到的知識(shí)，而金屬材料檢測在機(jī)械行業(yè)用的非常廣泛，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書同時(shí)附加1～2個(gè)金屬材料檢測方面的實(shí)驗(yàn)。較多的實(shí)驗(yàn)方案，能夠更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

(2)在學(xué)生自由編組的原則下組建實(shí)驗(yàn)小組(每組不少于8人)，由組長組織召開討論會(huì)確定實(shí)驗(yàn)方案(一般不少于4個(gè)實(shí)驗(yàn))，也可以跨章節(jié)參考實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書提出不少于8學(xué)時(shí)的1個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)。

(3)開學(xué)后第5～6周提交方案，由實(shí)驗(yàn)教師進(jìn)行初步審核并及時(shí)和組長溝通，實(shí)驗(yàn)教師準(zhǔn)備學(xué)生實(shí)驗(yàn)所需材料、儀器、商定實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

(4)在實(shí)驗(yàn)期間，實(shí)驗(yàn)教師和任課教師要充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神以及發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力和快速適應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的能力。

(5)開放性實(shí)驗(yàn)在具體實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)有一些不確定的因素存在，這將考驗(yàn)學(xué)生的應(yīng)變能力。在實(shí)驗(yàn)教師的正確引導(dǎo)下，學(xué)生會(huì)有意想不到的收獲。

(6)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告不僅要記錄實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，還要總結(jié)實(shí)驗(yàn)中存在的問題，特別是綜合性實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)提出對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)意見。

3.3 開放性實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)關(guān)鍵問題

(1)開放性實(shí)驗(yàn)與課堂教學(xué)是兩個(gè)完全不同的環(huán)節(jié)，需要任課教師在第一次上課時(shí)對(duì)課程有一個(gè)綜述，同時(shí)要求學(xué)生盡可能在開學(xué)后前5周找出各章節(jié)的知識(shí)要點(diǎn)并擬定實(shí)驗(yàn)方案。開學(xué)第3周，以班級(jí)為單位進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，由實(shí)驗(yàn)教師介紹實(shí)驗(yàn)環(huán)境、儀器設(shè)備以及開放性實(shí)驗(yàn)的要點(diǎn)，以此幫助學(xué)生擬定實(shí)驗(yàn)方案。

(2)開放性實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵問題是改變過去學(xué)生被動(dòng)實(shí)驗(yàn)的境況，切實(shí)體現(xiàn)以學(xué)生為本，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和對(duì)科學(xué)知識(shí)探求的愿望、興趣、能力。

(3)實(shí)驗(yàn)教師要最大限度地確保學(xué)生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的順利進(jìn)行，使機(jī)械工程材料實(shí)驗(yàn)課成為真正意義上的開放性實(shí)驗(yàn)。

(4)加大開放性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的力度，選擇生產(chǎn)實(shí)際中的一些典型零件，開闊學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)的能力，使實(shí)驗(yàn)更加切合實(shí)際，更加生動(dòng)，便于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和理解。

4 結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等院校教育教學(xué)的重要組成部分，同時(shí)也是創(chuàng)新教育的重要基礎(chǔ)，貫徹應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)，開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)能使學(xué)生從“被動(dòng)、封閉、束縛”變成“主動(dòng)、開放、自由”，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力與創(chuàng)新精神。開放實(shí)驗(yàn)體系的建立體現(xiàn)了現(xiàn)代開放式教育的精髓，使高等教育與社會(huì)實(shí)踐接軌，使學(xué)生更好地適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展。

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