《工程材料》教学中工程能力的培养*

邹 慧 纪朝辉 冯日宝（中国民航大学理学院 天津 300300）

《工程材料》教学中工程能力的培养*

邹 慧 纪朝辉 冯日宝
（中国民航大学理学院 天津 300300）

《工程材料》作为一门专业基础课，培养和强化学生的工程能力是教学的首要目的。结合本校专业特点，对课程教学实践进行探索，旨在寻找更好的教学改革方法，充分发掘学生的工程实践能力。本文从工程能力的定义出发，概述了《工程材料》课程的特点，分析了该门课程教学中存在的问题，结合教学实践，着重阐述了在教学方法、形式及与实践实习有机结合等环节中强化培养学生的工程能力的思路和措施。

工程材料；工程能力；实践教学

《工程材料》是我校材料物理专业和飞行器制造工程专业都开设的一门专业基础课，在人才培养计划中起到专业知识与专业实践相衔接的作用。其主要内容包括：材料的结构和性能、主要的材料类型和特点、机械零件的时效与选材原则、典型工件的选材及工艺路线设计、工程材料的应用等。其任务是：使学生获得有关工程材料的基本理论和基本知识，具备根据机械零件的主要失效形式、适用条件及性能要求，对结构零件进行合理选材并制定零件工艺路线的初步能力。

本校开设此门课程的相关专业毕业生大都输送到我国民航企业就业。近年通过对毕业生和用人单位的调查发现，学生对于本课程的理论学习都比较扎实，但也存在动手能力较差，工程实践技能薄弱等问题。基于以上因素，我们认为有必要结合行业特点，针对《工程材料》课程教学过程中存在的主要问题，提出具体的改进措施，加大学生的实践能力和实践技能的培养，以促进学生工程能力的发展，满足社会和民航业对工程技术人才的需求。

工程能力的定义

工程能力就是综合运用所学知识解决工程实践问题的能力，包括两部分内容，即基于实践的综合思维能力和面向实践的较强动手能力。前者要求学生能系统地掌握理论知识，并将其与实践密切结合起来，在实践基础上融合、升华，否则只能不得要领地了解或强行记住一些书本知识的片断，在实际问题面前往往束手无策。后者要求能运用所学知识解决工程实践问题，在分析和解决工程实践问题时，不仅能依靠基础理论，还应善于借鉴别人的经验或成果，可以有探索和创新，但不能脱离实际凭空臆造，是检验素质教育成效的关键性指标。在实践性教学中我们也要遵循这一原则，培养具有实践性、综合性、创新性的工程技术人才。

《工程材料》实践教学存在的主要问题

长期以来，在“高等学校应以理论教学为主，实践教学为辅；理论教学体现了学术性，实践教学是理论教学的一个环节、一个补充”等思想观念的指导下，实践教学未能摆到应有的位置。这导致在课程实践教学中存在如下问题：

《工程材料》课程的特点是知识量大，涉及面广，系统性差 各类材料自成体系，缺乏联系，彼此之间差异性很大，使学生在学习过程中面对形形色色的材料，不知道如何理顺知识体系，有些无所适从。基本概念多，有大量的术语和定义，学生掌握难度较大。其内容的广泛性决定了其教学任务重，专业课程实验教学和理论教学同步进行，实验教学依附于理论教学。在教学大纲允许的时间范围内很难有充足的实验教学学时，如材料物理专业该门课程总学时为36学时，实验学时仅为6学时，这就存在着教学内容广泛与实践时间有限之间的矛盾。

实践经费投入相对不足，且《工程材料》专业实验所涉及的仪器设备种类广泛、价格昂贵 作为新专业，如飞行器制造工程专业，或者是单一发展的专业，如材料物理，很难在短时间内解决仪器设备齐全的问题。这就造成实验室建设和设备更新缓慢，实验室和实验设备不足，实验条件受限，学生的实践也只能维持在较低水平。

实践教学途径单一，不能满足工程能力培养的需要 课程的实践教学手段主要是通过课内实验进行，但课程实验只是为验证理论课的某些内容而设立，很难达到培养学生开拓与创新的工程能力的目的。

培养学生工程能力的主要措施

根据《工程材料》课程的特点并结合学生专业学习情况，经过近年来的教学和实践，我们认为调动学生学习该课程的积极性，提高学生工程实践能力应从以下几方面入手：

引入工程实例教学，提升学生分析和解决问题的能力 在理论教学中引入相关工程实例，努力把企业生产一线正在使用的新技术和现有技术存在的问题引进教学中。教给学生求索知识的方法和应用知识的能力，了解在生产中涉及的一些理论知识，教导学生如何运用工程思维进行问题分析。实例教学内容要着眼于工程师的材料学基本训练，即让学生掌握机械零件、工程构件在不同服役条件下的失效形式，使学生了解机械零件使用条件和性能要求，同时使学生感受到学习本课程的作用。例如，在介绍金属材料时，针对本国民航维修企业实际工作中涉及的材料大都为国外进口材料，与国内材料体系存在很大差别的现实情况，重点以材料的牌号为例，说明国外与国内材料在分类、牌号及应用上的差别，从而使学生在今后实际工作中对国内外不同牌号材料的特点有一个初步的认识。另外，通过实例介绍还可以对学生进行形象化教学，尽可能贴近工程实际。机械零件的失效分析这部分内容由于与实际生产联系较为紧密，而学生对零件的工作环境、失效形式、失效分析的基本方法和设备知之甚少，所以，学生反映较难理解。通过结合民航维修中飞机零部件的失效实例，采用多媒体课件介绍飞机发动机、起落架典型失效部位照片、分析流程及检测设备等内容，既能解决课内实验学时少、设备不足的问题，又可以加深学生对这些知识的感性认识，提高学生的学习兴趣和学习效果。

开展专题讨论，促进学生工程意识的形成 课堂讨论也是在课程教学中向学生传递工程概念的一个重要环节。在教学中可根据课程的重点和难点，开展铁碳相图、材料的选择和使用的专题讨论课。通过教师提前将讨论的要求和内容布置给学生，引导学生练习查询材料性能的技能，同时通过讨论，使学生建立起材料学习的知识结构，学习材料的成分，整理出生产工艺、技术性质、国家和行业标准的规定、试验检测方法、应用的整体学习主线。并以此做到正确和合理地选定材料，安排合适的加工工艺，从而进一步培育学生的材料工程意识，促进学生大工程观的形成。

加强《工程材料》课程与实践实习环节的衔接 本专业的工程实践教学环节包括金工实习、认识实习、生产实习。其中认识实习在第五学期开设，金工实习、生产实习都在第六学期开设。金工实习一般安排在第8周进行，这时“工程材料”教学正在进行，可以将钢的热处理、切削刀具的选材及机床的选材等知识贯穿于金工实习中。而当讲到复合材料时，又可以与在第五学期学生去波海复合材料有限公司进行认识实习的情况结合起来，在学生已有的感性认识基础上，重点介绍航空复合材料特点、加工工艺及失效原因。对于教材中航空航天器用材部分，可以与学生去沈阳黎明发动机集团进行生产实习相结合，把一些相关问题留给学生，让学生带着问题到企业生产实习，调查一下实习企业内部机器和产品的材料性能如何。这样就将《工程材料》这门专业工程基础课与实践、实习环节”有机结合起来，既有利于培养学生勤于思考的习惯和形成理论联系实际的学风，也能缩短学生对知识由感性认识上升为理性认识的过程。

改革课程考核模式，引导学生成为工程实践的主体 考核是学生学习效果与教师教学质量的检查与体现，传统的教学考核重点是考查学生对理论知识掌握程度，这是很不全面的，还应加强对学生实践能力的考核。实践考核除了常规的课内实验考查外，还应鼓励学生主动进入实验室，参加大学生科技立项或参与教师科研课题的研究活动及参加学术报告等各种科研活动，并在课程成绩考核时增加科技活动的分数，与常规实验一起作为期末总成绩，以提高学生进行工程实践的积极性。

在《工程材料》的教学中加强实践教学，重视学生工程实践能力的培养，是实现教学培养目标的主体教学任务之一。在教学实践中，应进一步优化教学内容，改进教学方法，充实多媒体课件，完善实践性教学环节，促进学用结合。同时课程实践教学改革又是一项综合性和系统性的工作，不仅需要教与学的相互配合，还需要其他各有关方面的支持与配合，在多方面的共同努力下实现培养应用型高级人才的目标。

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G712

A

1672-5727(2011)05-0088-02

邹慧（1976—），女，吉林松原人，在职博士研究生，中国民航大学副教授，研究方向为材料表面处理。

*本文系中国民航大学教育教学研究课题《跨学院课程〈工程材料〉的建设与改革》（课题编号：xj2010029）的阶段性研究成果