机械工程课程的教学方法

1采用多媒体教学，优化教学内容

随着计算机技术的发展，教育技术的手段也在不断发展和更新，其中多媒体教学手段已经广泛应用于各类课程的教学中。多媒体教学方式与传统教学方式相比，优势明显。在讲解金属材料组织和性能时，如果按传统的教学方式，教师通常是借助教材上的灰色图片照本宣读，虽然也做必要的解释说明，但这不能引起学生足够的兴趣，学生注意力不集中，难以保证课堂教学质量。单从课程内容而言，机械工程材料是十分枯燥而且难以理解的一门课程，一旦课堂教学效果不好，即使学生想课后自学，也十分困难，仅靠死记硬背的学习方法，学习效果必定不好。

如果课堂教学中采用多媒体教学手段，通过视频、动画、彩图、声音等多种措施，使所讲的内容直观、具体、生动、形象，就可以激发学生的学习兴趣，调动学生的主观能动性，增强其学习的积极性，并且教师能够很容易地把所授内容讲解清楚，学生的理解和掌握也变得相对容易，对该课程的学习自然产生兴趣，从而形成良性循环。另外，采用多媒体教学手段，能较为有效地解决学校教学资源不足的问题。例如：在讲解材料热处理内容时，我院没有相关的热处理设备。考虑到此部分内容十分重要，我们借助多媒体教学手段中的视频，把传统热处理过程讲解得非常清楚，同时介绍了一些先进制造技术，如真空热处理等，使教学内容更加完善。

多媒体教学方式与传统教学方式相比具有很多优点，但其仅仅是一种教学手段，具体能否提高课堂教学质量，关键在于教师所制作的课件的教学内容。教学内容是决定教学质量的关键，正确把握教学内容是提高教学质量和效率的重要前提[2]。从学生最终培养目标而言，学习该课程的目的是让学生在从事相关机械设计制造工作时，能够根据实际情况合理选择相关机械工程材料，因而，教会学生应用是关键。在教学中，应根据每个专业的培养目标及课程体系确定教学内容，以应用为核心，以实用、实际、实效为原则，删减过时、落后的知识，引入材料科学的最新研究成果，使教学内容处于动态优化中；突出成分—组织—加工—性能—应用这条主线，适当压缩与主线关系不大、理论过强而实用价值小的内容[3]。

我院本课程在各部分教学内容的具体学时分配上是有侧重的，其中典型工件的选材及工艺路线设计以及工程材料的应用的学时较多，而且其中的教学内容都是教师多年来从相关工厂实际生产中积累的典型案例，学生毕业参加工作后，可以将所学的知识直接应用到工作中，如各种轴承类材料这一案例对于进入轴承类制造公司的学生非常实用。当然，选好教学内容，需要教师花费很多精力，我们正在不断积累、完善和优化该项工作。

2采用虚拟技术教学，提高学生学习兴趣

虚拟技术是利用计算机可视化技术及网络技术，对产品的设计、制造、生产和各项实验进行准确的数学建模和仿真，在产品试制之前就能预见性地模拟出产品的全部制造、运动仿真和部分实验性能，从而检测产品的设计正确性和工艺可行性[4]。虚拟技术实现的前提是相关的工程软件基础。从一些课程的教学发现，在教学中引入虚拟技术，让学生学习和掌握一种实用的工程软件，将大大提高他们的学习兴趣，从而提升整体教学质量。例如：采用三维CAD技术，基于UG，Solidworks或Pro/E等工程软件平台进行机械制图教学；采用CAM技术，基于UG等工程软件进行数控加工教学。实践证明，让学生单独学习枯燥无味的纯理论书本知识，学生不感兴趣，但若能指导其学习和掌握一种实用的工程软件，将显著提高其学习兴趣和主动性。

工程软件仅仅是一种解决问题的手段，用到的理论知识源于课本，学生通过学习相关的工程软件，自然会努力补充其在使用工程软件时所欠缺的理论知识。目前，我院在讲授机械工程材料课程相关内容时都会通过一个实际工程案例解释虚拟技术在工程材料中的应用，主要是基于DEFORM平台。DEFORM是一套基于有限元的工艺仿真系统，用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。通过在计算机上模拟整个加工过程，帮助工程师和设计人员设计工具和产品工艺流程，减少昂贵的现场实验成本，提高工模具设计效率，降低生产和材料成本，缩短新产品的研发周期。

3采用项目讨论教学，增强学生实践能力

项目讨论教学法是一种以学生为主，教师为辅，教学互动的教学方法，主要强调对学生实际工程关键能力的培养。学习主要分为四个过程——模仿、练习、强化和创新。项目讨论教学方式主要是注重后面三个过程，即在具体实施过程中，学生根据教师所讲授的实际工程案例，发挥主观能动性，针对某个具体项目进行深入的学习，理解和掌握所学知识，从而提高发现问题、解决问题的能力，以便培养创新能力。学生还可以根据自身情况，选择不同难度的项目，这些项目是练习类、强化类还是创新类，由教师把握。当然也可以基于DEFORM平台建立一些和实际工程问题类似的虚拟型项目，发挥学生的想象力和创造力。学生所完成的项目有齿轮箱零部件的选材、医疗康复器材零部件的选材、机床零部件的选材等，在完成项目后，可以和其他同学讨论、辩论、补充，最后，由教师答疑和总结，并做评价。

实践证明，学生如果能认真系统地完成一个具体项目，其所学到的知识以及对知识掌握的牢固程度是课堂教学不能相比的，可在学生毕业设计答辩时得到验证。通过完成一个项目，学生能够知道设计制造所选择的材料是什么，从哪里可以查到，其性能是怎样的，常用于哪些场合，与其类似的材料有哪些，与类似材料相比该材料有哪些优缺点等。采用项目讨论教学法，必然会增加教师的教学负担，同时也需要学生较好的配合，要顺利开展具有一定的难度。目前，我院主要在“卓越计划”学生中开展教学方法改革，还处于探索阶段，一些具体的项目、实施方法以及评价体系还有待于进一步完善。

多媒体教学手段、虚拟技术教学方法以及项目讨论教学法各有特色，应在具体的教学过程中综合运用，形成互补，更好地发挥它们的综合优势。教师应提高备课质量，激发学生学习兴趣，引导学生发挥主观能动性、想象力和创造力，全面提高学生的实践工程应用能力。今后，我院教师将对课程的实验教学、实践环节以及学生评价考核体系作进一步的研究和探索。

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