敖培云

新余學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院

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基于CAI的《工程材料》課程教學(xué)研究改革

敖培云

新余學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院

《工程材料》課程是介紹機(jī)械工程常用的材料及其基礎(chǔ)理論的課程，是我國(guó)工科的機(jī)械基礎(chǔ)教材。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）是指在計(jì)算機(jī)輔助下通過(guò)與學(xué)生對(duì)話的方式，探討教學(xué)內(nèi)容，安排教學(xué)過(guò)程和教學(xué)訓(xùn)練的教學(xué)模式。本文將結(jié)合《工程材料》課程教學(xué)的現(xiàn)狀，探討CAI對(duì)于課程改革的作用。

《工程材料》 CAI 教學(xué)研究

近年來(lái)，隨著多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，CAI系統(tǒng)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用已成為教育教學(xué)改革的一個(gè)熱門話題，使用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的關(guān)鍵是多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件的制作。CAI課件的應(yīng)用將對(duì)工程材料的課程產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，《工程材料》是機(jī)電類專業(yè)的一門重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，教師講課難度大，學(xué)生也很難聽(tīng)懂。一般同學(xué)都認(rèn)為學(xué)習(xí)此門課既抽象，又難理解，而利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)制作CAI課件并應(yīng)用在教學(xué)中，能夠幫助學(xué)生加深了解，并培養(yǎng)和提高其職業(yè)能力和創(chuàng)新能力。

1　《工程材料》教學(xué)現(xiàn)狀

1.1實(shí)驗(yàn)缺乏操作性

《工程材料》課程中實(shí)驗(yàn)材料及熱處理的實(shí)驗(yàn)有：拉伸試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)以及觀察鐵碳合金平衡組織、碳鋼熱處理和合金鋼及鑄鐵的顯微組織試驗(yàn)，而在這些實(shí)驗(yàn)中大都是在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行講解的，多為示范性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生親自動(dòng)手的情況很少。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)只關(guān)系到幾個(gè)獨(dú)立的知識(shí)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中只要依據(jù)理論和實(shí)驗(yàn)指示完成實(shí)驗(yàn)操作即可，最后填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。但是這樣的實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生所掌握的知識(shí)點(diǎn)非常淺顯，不能了解材料的組成結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和熱處理工藝等深入性知識(shí)，也不懂得實(shí)驗(yàn)操作的技能重點(diǎn)，更體會(huì)不出實(shí)驗(yàn)的作用，大大限制了學(xué)生的思維能力和創(chuàng)造潛能的發(fā)揮。

1.2學(xué)習(xí)缺乏協(xié)調(diào)性

《工程材料》的教學(xué)不僅需要學(xué)生掌握材料的性能和選材方法，還需要知道材料改性和強(qiáng)化的技藝，更需要掌握把毛坯粗加工為合格產(chǎn)品的工藝。在實(shí)習(xí)的過(guò)程中，實(shí)踐培訓(xùn)內(nèi)容和課程理論是不協(xié)調(diào)的，不能形成完整的知識(shí)體系。雖然學(xué)生也會(huì)有產(chǎn)品，但產(chǎn)品沒(méi)有使用價(jià)值，而熱處理培訓(xùn)又只有簡(jiǎn)單的焊接操作，所以沒(méi)有真正的專業(yè)環(huán)境是無(wú)法實(shí)現(xiàn)全面知識(shí)和能力的培養(yǎng)和技能提升的。在實(shí)踐中的教學(xué)內(nèi)容安排理論內(nèi)容比較小，沒(méi)有考慮到學(xué)習(xí)內(nèi)容的特點(diǎn)。

1.3題目缺乏實(shí)際性

學(xué)生實(shí)踐內(nèi)容獨(dú)立，工程材料和強(qiáng)化與材料成型過(guò)程間缺乏一個(gè)連貫與綜合的過(guò)程，一些學(xué)生雖然階段理論考試或培訓(xùn)考試成績(jī)很好，而綜合分析，設(shè)計(jì)，制造一個(gè)特定的部分時(shí)，他們卻覺(jué)得無(wú)法開始，在教學(xué)過(guò)程中，缺乏一個(gè)能掌握全面研究?jī)?nèi)容的綜合性培訓(xùn)課題。

2　基于CAI的《工程材料》課程教學(xué)改革

2.1轉(zhuǎn)變教學(xué)方式

傳統(tǒng)的黑板教學(xué)模式效果比較差，而CAI因?yàn)檫\(yùn)用了圖像、視頻、動(dòng)畫等多種媒體形式，添加方便，能更好地適應(yīng)和滿足教學(xué)內(nèi)容的特征。如動(dòng)畫的使用可以讓教學(xué)中的機(jī)械加工工藝和理論過(guò)程變得非常直觀而生動(dòng)，加上可以隨時(shí)打斷發(fā)表問(wèn)題、思考和討論，在調(diào)用新的機(jī)床設(shè)備圖形時(shí)也非常方便。所以CAI能把教學(xué)上的壞點(diǎn)變?yōu)榉e極的方面，使CAI在教學(xué)中發(fā)揮極大的優(yōu)勢(shì)和潛能。

2.2結(jié)合模擬實(shí)踐

在教學(xué)方面，還可以使用CAI的模擬操作功能，一方面，學(xué)生能有充裕的時(shí)間在模擬器上進(jìn)行操作實(shí)踐，既能使學(xué)生快速了解操作的方法和步驟，還能鍛煉其獨(dú)立操作的能力，減少學(xué)生對(duì)真實(shí)操作的恐懼；另一方面，CAI的模擬器經(jīng)濟(jì)耐用，在實(shí)踐練習(xí)的過(guò)程中并不消耗材料，從而免去了實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)和機(jī)械的浪費(fèi)和損耗。另外將模擬實(shí)踐和平常學(xué)習(xí)相結(jié)合，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬學(xué)生的專業(yè)知識(shí)和創(chuàng)新能力。CAI不僅是學(xué)生的自學(xué)課件，還是教師的模擬課件，如果用計(jì)算機(jī)模擬代替實(shí)物操作，不僅可以獲得模擬程序中的變化參數(shù)結(jié)果，還能在模擬實(shí)踐過(guò)程中改變其參數(shù)設(shè)置，獲取更加完善的數(shù)據(jù)，以此達(dá)到節(jié)約實(shí)驗(yàn)材料和縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間的作用。

2.3改善教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)課程方面，教學(xué)的重點(diǎn)一直都在學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力上，而運(yùn)用CAI就能輕易地構(gòu)造一個(gè)綜合的教學(xué)環(huán)境，把學(xué)生的注意力集中起來(lái)，讓他們盡情地發(fā)揮思維、記憶和想象力。在普通教學(xué)的過(guò)程中，一般是以使用掛圖講解為基礎(chǔ)，配合幻燈片以及錄像來(lái)講解具體細(xì)節(jié)等，但是CAI卻可以將上述方式合而為一，讓學(xué)生在獲取信息的同時(shí)，加深其給予的印象，如果在后期教師再對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)，讓學(xué)生自主進(jìn)行分析和討論，將會(huì)使課堂教學(xué)達(dá)到不一樣的效果。

3　結(jié)語(yǔ)

CAI是教育領(lǐng)域中漸漸成熟的一種教學(xué)方式，因其創(chuàng)新的方法和應(yīng)用，給教育界帶來(lái)了巨大的變革。而《工程材料》課程是機(jī)械類專業(yè)的重要組成部分，與其它的課程相互依存和相互影響，如果我們對(duì)其進(jìn)行研究改革，使其達(dá)到教與學(xué)的相互合作和各方的團(tuán)結(jié)支持，并在實(shí)踐中大膽探索，結(jié)合實(shí)際情況，必能在未來(lái)為社會(huì)創(chuàng)造出良好的教學(xué)環(huán)境和大量的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。

［1］ 楊旭超.從教育學(xué)習(xí)理論看CAI課件寫作［J］.計(jì)算機(jī)時(shí)代，2015（1）：66-68

［2］ 倪衛(wèi)華.汪中厚.機(jī)械工程材料教學(xué)方法探討［J］.教育教學(xué)論壇，2015（9）：155-156