机械工程材料多媒体教学模式

1多种教学方法并用,精心设计教学活动,激发学生的学习兴趣

兴趣是学习活动的动力之源,对认知活动起着指导、调节和强化的作用,是学习过程顺利而有效进行的必要条件。所以,只有激发起学生浓厚的学习兴趣,使学生积极参与到学习教学活动中来,才能收到好的教学效果。通过新课导入、联系实训、生产生活中实例、课堂讨论、学生讲课等方式,教师在教学中当好导演,做一个引导者和组织者,合理设计教学活动,引起学生注意,激发学习兴趣,形成学习动机,明确学习目标和建立新旧知识间联系,充分调动学生的学习积极性和主动性。例如在讲授本课程的绪论课时,联系材料的发展史讲到我国是世界文明古国之一,早在公元前16世纪以前的殷商时代,已大量使用青铜,并已具有高超的冶铸技术和精湛的艺术造诣,并举例湖北江陵出土的春秋战国时期著名的越王勾践剑,不仅锋利无比,削铁如泥,而且工艺精美,并调出图片,请学生观看剑的全貌,欣赏剑身铭文。通过生动实例,联系本门课程说明材料的造型工艺和热处理的重要性,激发学生的学习兴趣。对于机械工程材料中金属的结构等微观知识内容,可结合生活实例类比式教学。例如在讲到金属的晶格缺陷时,空位、间隙原子、置代原子这一部分,与学生在教室中的座位类比进行形象说明,同时对空位运动通过学生的座位变化进行类比,使抽象的微观知识变得通俗易懂,也使课堂气氛活跃,学生对知识内容的掌握也较牢固。《机械工程材料》课程并不是完全孤立的,而是与生产实际有着密切的联系,在教学中应注意把理论知识教学与学生的实训及将来工作实际联系起来。例如,在讲解“钢的表面热处理”时,可联系学生钳工实习中使用锉刀的实际情况。在操作训练时,有些学生操作时不小心将锉刀掉在地上,锉刀就断了,学生抱怨锉刀太脆了。怎样使锉刀既保持良好的硬度,又不那么脆和易断,提高锉刀的韧性？给学生提出一个问题进行讨论,引导学生将此问题转化为:即材料内部具有足够的塑性和韧性(不易断),而表层具有很高的硬度和耐磨性,钢的表面热处理就可以很好地解决这个问题。这样既可解决实训中遇到的问题,又引入新课,使枯燥的知识变得生动有趣了。

2有效利用实验、实习参观和课程设计等

多种教学形式,提高教学效果实验是本课程教学的一个重要环节。通过实验,可以使学生掌握正确选择和使用仪器设备的方法,掌握操作规程和操作技能,更重要的是使学生学会用自己的头脑和双手进行验证、理解和探索理论知识,提高分析问题和解决问题的能力。教师在课堂上讲授铁碳合金组织性能,对于学生来讲这一内容比较抽象,理解起来比较困难。通过“铁碳合金平衡组织分析”实验,让每一位学生都亲自动手做实验,观察金相组织。通过观察组织,启发学生自己总结材料机械性能,并画出金相示意图。学生既掌握了更全面的知识,又锻炼了自学与分析能力,并为学生学习后续热处理章节知识打下了很好的理论基础。到企业参观教学也是必要的教学环节。在参观企业生产过程中学习课程知识,实现看中学。材料的热处理是与企业实践紧密结合的知识点,在介绍完热处理的原理后,如条件允许,可将热处理工艺方法的讲解安排到企业参观中讲授,让学生在实际的教学场景中学习,学生对这一知识点的不仅容易接受,而且印象深刻,参观讲解完之后,回到课堂再进行复习、讨论和测验。通过现场教学、课堂回顾,实践到理论,实现一个完整的教学过程。课程的综合设计教学环节是提高学生灵活运用所学知识综合分析,联系实际解决问题的有效方法。在零件的牌号、热处理工艺课堂教学中,结合前面的知识点,有的放矢地进行项目式教学,即将设计项目贯穿于教学中,以设计项目为索引进行新知识的引入和讲解。在课程结束以后,安排一周的课程设计,围绕零部件结构的设计、材料的选择、成形工艺方法的确定以及对材料强化改性手段等知识点心,兼顾本地区和我校的实际情况,拟定设计题目,通过那些来自生产一线的设计项目,促使学生走出课堂、走出学校,到实训基地、到当地工厂进行实地考察,最后通过设计书和答辩情况考核学生学习情况。以单级齿轮减速器和轴类典型零件设计为例,要求学生在本课程的综合设计中要完成下列任务:分析零件的受力状况及使用要求,确定零件的性能指标;选择合适的材料;选择毛坯类别和成型方法;设计零件的工艺路线并填写零件的工艺过程卡(热处理工艺过程是重点);写设计说明书,装订成册。通过课程设计,承上启下,既巩固了所学重点知识内容,又培养了学生理论联系实际、解决工程技术实际问题的能力。

3充分利用多媒体辅助教学作用,提高学生认知和理解能力

《机械工程材料》是一门建立在实验观察和工业实践基础上综合性的技术基础课,课程涉及大量微观组织结构、相图方面的知识并结合生产实践讲授材料成型及热处理工艺的知识。传统手段的授课虽然有一定的优势,但有时会产生效率低,表达不充分、不形象的情况,授课不能达到较好的效果。多媒体CAI课件具有形象、生动、直观、动态和充分提供图文声像等综合信息的特点,利用多媒体教学可以将微观的内容宏观化,将一些平常接触不到的知识点非常直观的展现在学生面前,这恰是这门课程最需要的,能显著加大课堂教学信息量,增强教学内容的趣味性和吸引力。例如在讲到冷塑变形对金属的组织和性能的影响这一节,在金属塑性变形过程中,随着变形程度的增加,各晶粒的晶向都不同程度地转到与外力相近的方向,从而破坏了晶体中各晶粒取向的无序性,开成特殊的择优取向,即形变织构。通过多媒体Flash演示,可以使学生直观清昕地看到拉拔时形成的丝织构和轧制时形成的板织构,不但了解了形变织构的形成过程,同时对冷塑变形产生形变织构原因,并使金属出现各向异性这一性能影响改变有了非常深刻的理解和认识。再如铁碳合金相图是“成分、温度、组织”相互关系与变化规律的图解,是最基本的理论基础,也是进行热处理的理论依据,内涵十分丰富,是本课程的重要内容。为使学生深刻理解其内涵,利用多媒体课件在此部分的图形表达上,采用按温度变化逐层动态显示方式分析相图,同步配合逐段显微组织的转变,动态显示各种典型合金的平衡结晶过程,随含碳量不同组织与性能的变化等。采用图解分析方法,在学生面前展示一幅幅具体的生动画面,逐步揭示相图的丰富内涵,学生从动态的讲解过程中领会到了丰富的活知识,深切感受到了图形在综合理解记忆知识方面的重要作用。这种从抽象到具体,再由具体到抽象的教学方法,有助于提高学生通过图形进行抽象思维的能力。本门课程中,还有许多章节可以充分利用多媒体教学,如常见金属的晶体结构与结晶、钢的热处理工艺等部分。通过多媒体教学,或将抽象知识变得形象有趣,或将生产实际的工艺过程以影像、动画等形式向学生展示,能够显著提高教学内容的生动性和吸引力,从而提高了教学效果与效率,为本课程、后续课程的学习及工作打下坚实的基础。

4考核方式与评价标准多元化,实现课程学习过程与考核评价一体化

机械工程材料课程内容繁杂,既涉及一些抽象的微观知识内容,又有与生产实际密切联系的实践内容,很多内容需要理解和运用。传统的闭卷考试为了兼顾知识点的全面性,会出现许多记忆性考点,使一些学生平时不用功,期末进行突击大量背诵应付考试。为了加强学生学习过程管理和促进教学内容与生产实际的有机结合与衔接,本门课程我校探索考核方式改革,将期末一次终结性考核成绩评定方式改为由出勤、作业、课堂讨论、单元开卷笔试、实验、课程设计六部分构成。课后作业不仅是书上的习题,也有课程小论文或查阅相关资料的题目。通过单元开卷测试,把一单元的重点、难点及时总结和复习,并做为总成绩的一部分,将学习内容规纳、提炼、复习、考试融为一个整体,这样学生非常重视学习的过程。通过课程的综合设计,将教学内容与学生实训和生产实际有效结合起来,将课程设计书和答辩情况作为学生学习评定的重要部分,一方面调动学生学习积极性;另一方面也将理论知识与实践有机结合起来,为实现技能型人才培养目标起到一定的促进作用。为了使培养出来的学生既具有一定的理论基础,又具有一定的工程实践能力,作为教师应不断总结教学经验、相互学习交流,以便指导以后的教学工作,不断提高教学质量和教学效果;同时还应深入广泛地学习和实践,了解本学科的前沿知识,了解最新的生产动向,丰富教学内容,使教师本身的知识结构与时俱进,不断探索实践培养高素质技术应用性人才的高职教育培养目标。