《機械工程材料》實驗課教學體系的完善

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1、《機械工程材料》實驗課教學體系的完善 《機械工程材料》課程是高等學校機械類專業(yè)的一門主要的技術基礎課程,是研究機械工程材料性能及其應用的一門學科.通過該課程的學習,要使學生掌握其中的基礎理論知識,從而根據(jù)機械零件的使用條件和性能要求,對機械零件進行合理選材,制定加工工藝路線.該課程具有內容多,實踐性強等特點,為保證教學質量,安排了與理論課相匹配的實驗課程.要求學生在掌握基本理論知識的同時還要掌握科學的研究方法,所以實驗教學也是一個重要環(huán)節(jié).但是目前開設的實驗存在一些問題,比如:各實驗單一獨立,學生很難對實驗的作用和各實驗的聯(lián)系有一個全面的了解,因此

2、,為了適應新形勢的發(fā)展實驗教學工作需要進行一些改革. 1、《機械工程材料》實驗的現(xiàn)狀及存在的問題. 現(xiàn)在《機械工程材料》實驗一般開設有:金相試樣的制備;鐵碳合金平衡組織觀察與分析;鋼的熱處理組織觀察;金屬材料硬度測量等實驗項目,所采用的實驗設備一般有:金相試樣拋光機,金相試樣預磨機,金相切割機,金相鑲嵌機,金相顯微鏡,熱處理實驗的電阻加熱爐及布洛維硬度計等實驗設備.這四個實驗項目所需的試樣均不相同,如表 1 所示. 目前,實驗過程中出現(xiàn)以下幾方面的問題: (1)學生的操作機會少,缺少由淺入深地科學實驗能力的全面鍛煉. (2)因課堂時間限制,學生沒有時間掌握實驗設備

3、的操作方法,造成學生不能單獨正確地對設備進行操作. (3)學生課前沒有預習實驗內容,進入實驗室不知道要做什么,如何動手. (4)對實驗的內容與生產實際聯(lián)系不起來,覺得實驗無意義,缺乏實驗興趣. (5)實驗前試樣的準備工作未開放,學生不知道實驗所需試樣是如何獲取的. (6)上述均為基礎常規(guī)型實驗,缺少綜合性實驗項目. 2 、實驗教學改革的措施. 高校實驗教學工作是高校教學工作的重要組成部分,是培養(yǎng)學生具有實踐能力的方法之一,因此針對以上實驗過程中出現(xiàn)的問題,探索新形勢的實驗教學措施,培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力,為今后順利走上工作崗位打下良好的基礎.下面僅

4、就采取的措施進行分析: 2.1 、以往實驗時,學生進入實驗室不能獨立操作實驗設備,主要是一部分學生沒有預習實驗內容,另一部分學生即便預習了,也只是按照實驗指導教材的內容進行學習,對實驗設備的使用不了解,到操作設備時還是不知所措.針對這種情況,可開放實驗室,學生可根據(jù)自己的時間,進入實驗室進行預習,其主要目的是讓學生了解與掌握實驗設備的原理及構造,初步掌握設備的操作步驟. 2.2 實驗前試樣的準備工作,一般在做這些常規(guī)實驗之前老師都已經(jīng)將各種試樣準備好了,有的試樣是直接采購的,有的是老師自己制作的,學生做實驗時可直接使用這些進行試樣的制備,觀察其顯微鏡下的平衡組織,熱處理之后的組織及

5、硬度的測量.這樣學生就不能學到獲得這些試樣的熱處理方法,造成學習效果不佳.因此,我認為應該將實驗前試樣的準備工作開放并納入到實驗預習階段中,讓學生來制作這些試樣,如做鐵碳合金平衡組織觀察實驗時,可以給學生提供各鋼種的原材料,以及必要的設備,如:金相切割機、電阻加熱爐等,學生可用金相切割機將試樣切割成小段,然后放入電阻加熱爐中加熱到需要溫度,緩慢冷卻后,再對試樣進行磨制、拋光、浸蝕等制備工作和在顯微鏡下觀察組織,做鋼的熱處理組織觀察和金屬材料硬度測量時,也可采取同樣的步驟,只是采用的冷卻方式和冷卻介質不同.這樣學生通過親自動手制作這些實驗所需的試樣,可以提高動手能力,掌握熱處理的方法,能更深刻的

6、理解熱處理工藝對金屬材料內部的組織結構及材料的宏觀性能的影響,也提高了他們實踐動手能力. 2.3 、積極開設設計性實驗.以上都是一些常規(guī)基礎型實驗,教師可開設一些設計型實驗將知識貫穿聯(lián)系起來,提高學生的學習興趣.機械專業(yè)的學生一般會安排減速機課程設計、車床銑床刨床的實訓課程,我們可以將這些單一的課程聯(lián)系起來,選取其中某一個零件來進行設計,加工及后處理,讓學生對零件的機械設計過程有一個全面的認識,比如:學生在做減速機課程設計時,由教師提出減速機的工作參數(shù),學生根據(jù)這些參數(shù)首先進行計算,然后確定各零件(齒輪,軸)的外形尺寸、零件的選材以及零件的硬度和粗糙度,最終設計出符合要求的一整臺減速機的

7、圖紙.學生進行車床銑床刨床的實訓課程時,由于學習的側重點不一樣,車床銑床刨床的實訓課程側重于學生對車床銑床刨床的操作,提高學生的動手能力,對加工零件的精度、粗糙度、硬度等要求并不高,因此我們可以將工程實訓加工與材料熱處理實驗結合起來,達到零件的加工要求.如:學生可選取自己在減速機課程設計中的傳動軸圖紙進行加工,首先確定加工工藝路線,在實訓中心粗車外形尺寸,然后到實驗室進行熱處理,為要達到零件所需硬度,學生必須根據(jù)硬度要求自己決定熱處理工藝的實驗步驟和實驗方案,在實驗中必須特別注意"淬火";的加熱溫度,冷卻介質的選擇,"回火";溫度的選擇等等.在整個過程中,學生按照圖紙上的要求從編制實驗方案--

8、-擬定實驗步驟---操作實驗設備,獲取實驗數(shù)據(jù)---結果分析都由學生獨立完成.熱處理加工完成后再到實訓中心進行半精車、精車、銑鍵槽、磨削加工直至達到零件所有加工要求.這一過程涉及了《機械工程材料》、《機械制造基礎》、《機械制造裝備》、《機械制造工藝》等多門專業(yè)課程,學生在此過程中綜合運用所學的知識和所掌握的實驗原理來完成一個具體零件從圖紙的設計到機加工到熱處理的整個過程,通過這種理論設計、工程實訓和實驗相結合的"實驗";,學生的工程實踐能力一定會得到突飛猛進的進步.這種設計性實驗的開設需要學校的多方支持,才能優(yōu)化組合學校資源,為培養(yǎng)高素質的人才提供有力的保障,切實地為提高實踐教學質量服務.

9、 結束語. 綜合性、設計性實驗是進行實驗教學內容更新和提高實驗質量的重要途徑,為了更好地貫徹執(zhí)行教育部關于高等學校"增加綜合性和創(chuàng)新性實驗";的精神,在《機械工程材料》的實踐教學中我們不斷整合實驗教學內容,在現(xiàn)有的實驗教學條件下,鞏固常規(guī)性實驗、完善切實可行的綜合性實驗、努力開設更多的設計性實驗來提高學生的積極性.在實驗教學中給學生足夠的空間發(fā)揮自主性,培養(yǎng)他們的動手能力,綜合分析問題和獨立解決問題的能力和探索創(chuàng)新能力,最終提高本課程理論教學和實驗教學的質量. 參考文獻: [1]肖宏濱,王長生,王順興《.機械工程材料學》綜合實驗教學改革[J].實驗室教學,2006. [2]趙漢雨,王棟,李云東《.機械工程材料》實驗教學改革研究[J].科技創(chuàng)新報,2010. [3]鄭瑞利《.機械工程材料》實驗教學改革初探[J].機械管理開發(fā),2012(6).