构建立体化教学资源库和教学平台全面推进《工程材料》教学改革

构建立体化教学资源库和教学平台全面推进《工程材料》教学改革构建立体化教学资源库和教学平台全面推进《工程材料》教学改革杨苹，冷永祥，陈俊英，高国庆，杨川，万国江，王进，邱慧（西南交通大学材料科学与工程学院，四川成都，610031）

课程简介 专业覆盖面：机械、工程力学开课院系：材料学院总课时：32学时理论课时：30学时试验学时：4学时（网上试验：2学时，综合试验：2学时）其它实践环节：选作试验，工程实践后续选修课程：工程材料2，失效分析，材料选择及应用

“工程材料”是高等院校机械类各专业的一门必修的技术基础课程。“工程材料”是高等院校机械类各专业的一门必修的技术基础课程。前身: “金属材料材料及热处理”， 1985年 : “机械工程材料”， 90年代 : “工程材料”。

一、存在的问题 1.内容多，学时少，教学内容缺乏有机的整合。 * 80年代，《金属材料及热处理》，85学时 2000年，《工程材料》，（金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料、材料力学性能、失效分析、选材、功能材料、表面工程技术）教学内容多，32学时 * 吸纳了新的内容，在内容布局上过于拘泥传统材料学的理论的完整性和逻辑性，造成了内容的膨胀与有限学时之间不可调和的矛盾。

一、存在的问题 2. 学生知识应用能力、实践能力不足。本课程是一门实践性很强的课程,不仅需要培养学生的实际操作能力，更需要培养学生对于课程基础知识的实际运用能力,没有有效的实践环节,就不可能真正实现对学生工程实践与创新能力的培养。

一、存在的问题 3. 教学试验设备陈旧、老化，设备台套数少，不适应高校扩招的要求。课内实验是培养学生必不可少的教学环节，而实验内容的更新必须以先进的实验装备作保障。不能持续地改善实验室装备条件、提高实验装备的技术水平，就不能有效地更新实验内容，为开设新型设计型综合实验提供保障。

一、存在的问题 4.某些知识点抽象，传统教学方式教学效果不佳。晶体结构、位错滑移等抽象概念以及很多实际的加工过程，传统的讲解方式费时费力且不够生动，学生难于理解、印象也不深，教学效果不佳。同时随着学生人数的增多，也需要建立更有效的答疑等辅导与交流方式。

二、改革措施 1.改革课程理论教学内容体系问题：内容的膨胀与有限学时之间不可调和的矛盾。措施：从90年代中期起，以“材料实际应用（绪论提出问题）性能要求（力学性能）获得所需性能的途径（材料结构与性能关系，材料处理工艺）材料选择与技术决策（材料选材及应用）”为教学主线，遵循“提出问题解决问题的理论基础基础理论的运用解决问题”的科学的认识过程，重新整合教学内容，同时强化课程的目的性，大力充实选材内容。

改革后的课程内容体系包括四大块内容： 第一篇工程材料概论（包括材料与人类文明的发展、材料与工程创新、材料分类与材料性能）——教学目的：增进学生对工程材料的了解的同时，提出机械工程（设计、制造、使用）中与材料有关的各种问题；第二篇材料的结构与性能控制——教学目的：提出解决工程材料应用问题的理论基础：金属材料、高分子材料、陶瓷材料以及复合材料的结构与性能控制的基本原理、方法和有效途径；第三篇常用工程材料——教学目的：运用材料的结构与性能控制的基础理论（原理、方法、途径），介绍与归纳常用工程材料的应用特点；第四篇机械工程材料的合理选用——教学目的：了解材料选择与技术决策基础（原则、程序、判据、方法等），解决“机械零件选材及合理制订其加工工艺路线”这一机械工程中的实际应用问题。

教学内容及对应学时

经过五年的建设，在新的教学内容体系下，我们完成了教学大纲、教材/教案/讲义、实验大纲、实验指导书、，习题与习题指导书的编写，同时建立了丰富充实的网上教学资源库，经过实践取得了良好的教学效果。经过五年的建设，在新的教学内容体系下，我们完成了教学大纲、教材/教案/讲义、实验大纲、实验指导书、，习题与习题指导书的编写，同时建立了丰富充实的网上教学资源库，经过实践取得了良好的教学效果。

2.依托重点实验室,通过多种形式的工程实践方案，培养学生的知识应用能力与创新能力。2.依托重点实验室,通过多种形式的工程实践方案，培养学生的知识应用能力与创新能力。问题：学生知识应用能力、实践能力不足。措施：利用重点实验室的设备资源、人才资源，针对课程的教学目的，结合用人单位生产实际、学生个性化发展的要求及实验室科学研究特点，建立形式多样的工程实践方案，重点培养学生的知识应用能力与创新能力。

3．专项研究－微型课题 2．设计型实验 1．学术讲座与认知型实验根据学生的需求,在工程实践课题设计中采用了分层次模式，将实践课题设计成3类：①学术讲座与认知型实验类；②带有综合性研究特点的设计型实验类；③专项研究课题类。本教学团队的教师均是工程实践的主要指导教师，自1999年以来共开展了5期，约有600名学生经历了不同类型的实践课题培训，占学生总数的40%左右。

知识面 创新能力知识应用能力提高学生综合素质工程实践 2005年全国教学成果一等奖 2004年四川省教学成果一等奖

3.网上虚拟实验室与现实材料实验室相结合，组织有效的实践教学3.网上虚拟实验室与现实材料实验室相结合，组织有效的实践教学问题：教学试验设备陈旧、老化，设备台套数少，不适应高校扩招的要求。措施 (1)自制各种教学设备，改善课程试验条件。改造旧设备，使改造后的设备达到国内先进水平，及时投入到本课程的实验教学中，为学生提供更多先进的实验教学项目，并为开放型、设计性材料综合实验的开设提供了技术平台与装备保障。自主设计制造的设备先后获得了四川省科技进步三等奖，铁道部科技进步四等奖及成都市科技进步一等奖。

近5年来，我们自制各类新型设备15台，为学校节约资金40余万元，为如何解决实验教学设备更新这一普遍问题提供了可资借鉴的途径。近5年来，我们自制各类新型设备15台，为学校节约资金40余万元，为如何解决实验教学设备更新这一普遍问题提供了可资借鉴的途径。

（2）更新实验内容，开设设计型材料综合实验（2）更新实验内容，开设设计型材料综合实验将一些实用化的新技术与工艺，转化为设计型综合实验内容：要求学生针对不同零件的性能要求，设计具体的热处理工艺，然后完成从热处理实际操作到零件的组织与性能分析的全过程。（3）采用“5+1”（5个认知试验，1个综合试验）试验教学方式. 将材料力学性能、铁碳合金平衡组织、碳钢的常规热处理、常用铸铁的显微组织、常用有色金属的显微组织等5个认知型实验移至网上进行，采用“5+1”的模式，在4个学时的课内试验教学学时内，充分利用课外试验教学时间，完成等5个认知型实验和一个综合开放实验。

（4）多层次的实践教学模式 在完成教学大纲规定试验的基础上，结合我校重点实验室和材料专业实验室的硬件条件，我们设计出多个层面的实践教学方案。

4.构建立体化教学资源和教学平台，现代教学技术与传统教学手段相结合，提高教学质量4.构建立体化教学资源和教学平台，现代教学技术与传统教学手段相结合，提高教学质量（1）立体化教学资源和教学平台的建立

（2）依托立体化教学资源和教学平台，现代教学技术与传统教学手段有机结合，采用课堂教学与网络教学结合的立体化教学模式，提高教学质量（2）依托立体化教学资源和教学平台，现代教学技术与传统教学手段有机结合，采用课堂教学与网络教学结合的立体化教学模式，提高教学质量

323建设 580万，材料科学

三、改革成果 （1）5年学生对课程教学的整体满意度均在96％以上，每年教学质量均为优秀。（2）督导组专家认为 “课程改革力度大，已取得良好的教学效果”， “良好的教学效果为后续课程打好了重要的认识基础”，“学生的材料素质与领悟力逐年提高”。（3）四川省精品课程。（4）校教学成果一、二等奖、四川省教学成果三等奖。（5）2004年四川省教学成果一等奖、2005年国家教学成果一等奖。

谢谢大家

构建立体化教学资源库和教学平台全面推进 《 工程材料 》 教学改革