工程材料课程绪论课教学实践的论文
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工程材料课程绪论课教学实践的论文
工程材料课程是研究材料的成分、组织、性能之间关系的一门学科,它不仅是工科院校中一门必修的工艺性技术基础课和工程实践课,而且是一门涉及人文社会科学和管理科学的多学科交叉课程。它涉及的学生面广,包括机械类、近机械类的所有学生。但是此课程内容庞杂、概念抽象,教材内容多为大篇幅枯燥的基本原理和概念,学生对这些文字缺乏兴趣,学生在学习的过程中往往感到不易理解,难于掌握;而且教授的对象一般是大二的学生,他们从高中直接步入大学,所学课程基本是基础课,没有接触过生产实践,也没接触过专业课,甚至个别学院安排的“工程训练”滞后,使得学生工程方面的感性知识极少。基于以上原因,为了激发学生的学习兴趣,笔者认为讲好绪论课是非常重要的。绪论课是指每门学科正式教学开始前的前言课或导入课。其内容主要是对该学科进行综合性的概括和介绍,使学生对本门学科有一个总体的、大概的认识。同时,了解该学科的教学特点、学习方法和教学总体安排,为今后的教学沟通与配合打下良好的基础。
1绪论课具有承前启后的作用
工程材料课程在工科大学中占有特殊的地位,具有承前启后的作用,在课程安排上,学生必须在学习了理论力学、材料力学、大学物理等基础课程的前提下,才能学习本门课程;而且必须先进行“工程训练”,在实践的基础上才能更透彻地理解理论知识,才能学好本门课程。而学好工程材料课,又为后续的专业课打下了深厚的基础。因为形形色色的材料构成了世间万物,人类的发明创造丰富了材料世界,而材料的不断更新与发展又推动了人类社会的进步,所以材料与许多学科都是息息相关的。因此在绪论课中讲明本门课程在大学学科中乃至在社会上所占的重要地位是非常必要的。在绪论中,通过列举工程材料在生产、生活中的实例,可以激发学生学习本课程的兴趣,提高他们在生活中对材料的关注度。例如笔者以建筑行业中学生熟知的鸟巢为例,鸟巢能容纳观众九万余人,重达4.2万顿,主体结构庞大,其钢结构最大跨度达到343米,钢板最大厚度达到110毫米,这就需要一种抗拉、抗压和抗弯强度大的特种钢材做支撑柱,那么采用哪种钢材呢?先给学生留有疑问,有兴趣的学生就会在课下查找资料,而本课程会在第七章详细讲解。通过边问边答的形式,让学生通过实例自己悟出其中的道理。又如笔者在介绍新中国成立以来学生熟知的桥梁,依次列举武汉长江大桥(建于1957年,长128米)、南京长江大桥(建于1968年,长168米)、九江长江大桥(建于1993年,长216米)、芜湖长江大桥(建于2000年,长312米),因其长度不同,其所承受的强度就不同,它们分别采用哪些材料,有何发展?引导学生对课程后续章节产生兴趣。另外工程材料在机械行业、汽车工业、核能工业、信息技术、电力行业等都有广泛应用,每一方面都可以举出学生熟知的例子。工程材料的重要性自然就体现出来。
2绪论课要结合学科前沿
在绪论课中,要多结合一些学科前沿研究的内容。可以以科普的形式介绍几种新兴材料,如:形状记忆合金,有镍基合金、铜基合金、铁基合金系列,镁、钛合金和高分子聚合物、陶瓷材料、超导材料等,学生不知道什么是形状记忆合金,可以先不引入定义,只是通过一个学生感兴趣的例子,学生就会记住这种材料,如最典型的例子是Ti-Ni合金板制造的人造卫星天线:发射人造卫星之前,将抛物面天线折叠起来装进卫星体内,火箭升空把人造卫星送到预定轨道后,只需利用太阳能或其他热源加热,折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开,恢复抛物面形状。通过引导学生课下查找相关资料使学生将形状记忆合金的认识扩展到机器人、自动控制系统、医疗设备等。另外,还可以举一些学生感兴趣的例子来介绍镁合金、钛合金,纳米材料(例如:隐形飞机和核潜艇利用纳米材料吸收雷达波;纳米电脑芯片和光盘的运算速度和记录密度高于常态的几个数量级)、超导材料、环保材料等,通过绪论课就为学生开启了材料的大门。

