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1.上好绪论课程,引入团队合作理念
在以往的绪论课程中,只讲授课程的学习内容,学习特点,学习方法等,在团队合作模式学习中,还要向学生介绍团队合作理念,团队的价值,例如:中国有古语“三个臭皮匠顶个诸葛亮”,自然界有“大雁团队”,牧羊犬的作用等等,通过讲寓言故事、职场故事让学生们接受团队的概念,认识团队合作的重要性,使学生能够积极主动的参与到学习中来。
2.组建团队,提出要求
采取组内异质,组间同质的模式组建团队,同时要求学生完成以下任务:选出一名组长、起个鼓舞人心的组名、写出小组的《学习公约》、确定小组学习目标。
3.设置小组竞赛式的课程形式,提升学生学习兴趣
在授课过程中,采用小组竞赛的课程形式,实行积分制,包括加分制度和扣分制度。其中,加分是任何有利于课程学习的行为表现,例如,课题探究式提问,给予小组相应的思考和讨论时间,回答正确的给予加分;小组制作小教具给予加分等。扣分是任何不利于课程学习的行为表现,例如:迟到、缺勤、早退等。核心知识点的讲解通过组织小组之间的辩论或互判作业等形式形成竞争,准备充分的、正确的小组加分,对抗失败的小组不得分。通过此种方式强调学习重点,通过竞争,提高了学生的学习兴趣。
二、团队合作中的几个重点
1.多方位指导团队合作学习过程
通过课上穿插、课后辅导、预留作业(包括预习作业、思考作业、小组作业、个人作业和趣味作业)等形式,使学生在学习本门课程知识的同时,了解团队合作的科学程序、组长与组员的权利与义务、团队内部的沟通与协作以及要达到目标所需要的要素等问题,合理规划团队合作的各种载体是团队合作模式学习成功的重要因素。
2.教学评价
定期地对团队合作小组进行评价,并反省在小组活动中,同时作为课程成绩的一部分。该课程每位同学的平时成绩由以下几部分组成:实验成绩(30%)+平时作业成绩(20%)+小组成绩(30%)+小组组长打分(20%)。
三、课程改革成效
(1)改革教学模式
突出强调以学生为主体,独立完成实验,发挥学生的主体能动性
①因学生学习能力参差不齐,在改革初期,可尝试让学生自由选择是做综合性、设计性实验还是常规实验,给有能力的学生一定的发挥空间,效果好可推广到全部学生;
②实验材料的选择。学生可用老师指定的材料,也可选择自己感兴趣或实际学习生活中接触的材料进行实验。这样提高了学生对实验内容的兴趣,且让学生感觉到实验的实用性,而不是对一个毫不相干的零件或材料进行测量;
③时间自由。实验室开放后,学生在做足充分的准备工作后,在人数允许的情况下,预约实验时间,而不是按规定批次进行实验。第一次实验不成功或者对结果不满意可以重复进行,没有时间限制。
(2)教学内容和教学方法的改革———强化实验的综合性和设计性
实验内容更新,满足就业需求,增加综合性、设计性实验。具体为首先学生从多个不同的任务书中任选一份,然后运用理论课所学的知识结合自行查阅资料选择合适的材料,设计加工流程,制定合理的热处理工艺规范,并要求学生亲自独立完成热处理操作、硬度检测、金相试样制备、组织观察与分析等过程。这种综合性实验教学模式可提高学生应用知识的能力,激发学生的求知欲、创新意识和创新能力。
(3)实验室建设
实验室是实验改革的具体场所,实验改革的实施应该与实验室建设同步进行。具体为:
①师资方面:开设综合性设计性实验必须要有高层次综合性人才的师资队伍,应具备教学、实验、科研的综合经验。解决这一问题一是可通过引进高层次人才到实验室工作;二是对现有的师资队伍进行培养以提高综合素质;三是提高实验室工作人员的待遇保证师资队伍的稳定性及高水平性。通过多种方式满足综合性设计性实验对师资队伍高标准的要求。
②设备条件:改革是为学生创造更好的实验教学条件,给学生创造更多动手操作的机会,因此必须加强实验室设备条件的建设。一是必须增加设备台套数,保证每个学生有亲自动手操作的机会;二是学生自己动手实验的机会增加,因此设备的可靠性、性能、规格必须更高;三是紧跟社会发展,及时更新设备,让学生了解到本学科的前沿。
(4)网络化教学
①综合性设计性实验首先是学生选择题目,预约时间等,这些可以都可以通过网络实现;
②实验室是综合性设计性实验的实施场所,因此要求实验室必须实行开放。因为整个实验过程时间长,且以学生为主体,老师为辅助的方式进行。因此可在实验室增设现代化教学设备,比如增加投影仪。学生可自行查阅与实验相关的资料,比如开放性实验的管理规定,实验任务书,铁碳合金金相电子图,硬度测量的换算表,各类仪器的结构及操作要求和注意事项,老师的演示操作录像等。
③学生在实验室可通过网络显微互动实验设备仪器进行实验数据或照片采集、存储和粘帖至电子文档实验报告中,同时可把自己的结果与标准结果进行对比等。最终形成电子文稿实验报告提交给指导老师。中间也可与在线的其他同学或实验老师交流,对比实验结果,探讨实验过程所涉及到的问题等。
2总结
借本课程增加材料成型技术这一紧密联系生产实际课程内容的契机,改变以往重理论、轻实际的做法,在教学内容、方法及考核方式等方面树立并体现出“突出应用、培养工程能力”的教学理念。在新的教学理念指导下,培养学生正确选材及制定合理的加工工艺的工程应用能力为目的的指导方针,在教材选编、教学内容、方法等诸多方面进行深入地研究和探索。通过本课程的学习,使我校机械和近机械类专业的学生理解工程领域对材料的主要性能的要求、各大类材料的主要特征和各种热成型方法的特点,明确各类材料的相变规律及其组织-性能间的关系及材料加工工艺对组织的影响规律,掌握常用材料的组织、性能及处理工艺特点,最终能够对具体的零件结合具体工况做出正确、科学、合理的选材并确定出正确的加工工艺路线。为我校机类和类机类专业培养工程应用型人才提供必需、充分、有用的工程材料及其成型技术的基础知识和工程应用能力,使他们获得优秀的科学选材、用材和合理安排热、冷工艺路线的能力。
二、合理整合教学内容,构建新的课程知识体系
为使所授机类及近机类专业学生全面了解熟悉铸造、锻造及焊接等热加工工艺,增加“材料成型技术”部分。该部分涉及内容多,而新设置的工程材料及其成型技术课程与工程材料课程相比,课时仅增加8学时,这样必须压缩《工程材料》部分的内容与课时。我们遵循新的教学理念,合理地优化、缩减了《工程材料》偏理论部分的内容,淡化与核心内容关系不大的内容,强化基础理论。如:在“材料的力学性能”部分,删除材料的物理性能等内容;在“金属晶体结构”部分,删除立方晶系的晶面和晶向的表示方法等内容;在“合金结构钢”部分,删除微合金非调质钢、易切削钢及低淬透性钢。对白口铸铁的结晶过程及钢的表面淬火与化学热处理等内容仅作简单介绍。把金属的塑性加工部分合并到材料成型技术中的锻造部分;把典型工件的选材及工程材料的应用合并到零件失效、毛坯分析与材料选择部分。同时,丰富与后续课程、毕业设计及工程应用密切相关的内容,如铁碳合金相图、钢的热处理原理和工艺、钢的分类编号及用途等,增强学生对这些内容重点与难点问题的理解和掌握,夯实工程材料理论基础。为了培养学生的工程应用能力,使课程内容与工程实践相结合,挖掘平时在实际生产中的相关案例,通过与企业广泛联系,从中获得大量生产中的案例。如在“零件失效、毛坯分析与材料选择”一章,把从企业收集的案例,经过整理、分析后加入教材中。结合生产中的具体零件,在分析零件的工作条件、失效形式及对零件性能要求的基础上进行选材,制定加工工艺路线。这对培养学生工程应用能力大有益处,为他们将来从事机械行业的生产加工,打下了良好的基础。课程始终贯穿材料的成分-组织-工艺-性能之间的关系这条主线。以性能为起点,分部讲授成分、组织和工艺对性能的影响,最后通过学习铁碳合金相图和过冷奥氏体冷却曲线,综合讲解成分、组织、工艺与性能间的关系,让学生牢固掌握“材料的性能取决于其成分、组织和工艺”的观点,这样就变分散为集中,变模糊为清晰,以利于学生建立完整体系的概念,保证了教学内容的基础性和系统性。据此,将课程内容分为工程材料基础理论、常用工程材料、工程材料成型技术基础和工程材料的应用及成形工艺的选择四大模块,实行模块化教学、突出材料的工程应用,并对各模块的内容做了精心挑选与合理调整。
三、综合运用多元化教学方法和手段,提高教学效果
在课堂教学中,为使学生能够在听课过程中主动思考,紧紧跟上教师的讲课思路,采用案例法、启发式、问题授课法、研究式与讨论式等教学方法及这些方法的组合。如讲授加工硬化这一重要概念和内容时,先在课堂上用举例法演示用手弯曲铁丝感到发热和越来越硬的现象,用问题授课法提出产生该现象原因这一本质问题,接着揭示变形中其材料内部的组织结构的变化,然后让学生分析由此带来哪些性能的变化,以此解释加工硬化的成因。多种教学方法的应用,有效地激发了学生对本门课程的学习兴趣,提高了学习的自觉性和主动性。提出并初步实施了工程材料及其成型技术课程的一种新的教学方法-关键词教学法。针对工程材料及其成型技术课程内容庞杂,概念繁多且课时短的特点,提出了关键词教学法。从基本概念、章节以至全课程中提炼关键词,并将它们有机地结合,将零散的知识结构化,形成关键词网络(图),构建出课程的基石和框架。初步的教学实践证明,这种方法有利于学生理解记忆,对提升他们的提炼、概括等学习思维能力大有益处。在教学手段上,课堂教学板书讲授与多媒体演示并重,在便于学生理解记忆的基础上,构建出图文并茂、声情融会、动静结合的教学环境。如用板书法讲解相图中的杠杆定律、二元合金相图与Fe-Fe3C相图的结晶过程等内容,可以充分展现逻辑思维全过程。晶体结构、缺陷和结晶过程等应用多媒体技术,可以充分展示三维立体的晶体结构特征与缺陷形貌及形成机理,动画演示由液态到固态的结晶过程,增加了可视性与趣味性。
四、改革实验教学的内容与手段,培养学生的工程应用能力和创新能力
为提高学生的工程应用能力和创新能力,适应创新性人才培养的需要,对工程材料及其成型技术课程的实验进行全新的改革与设计规划,包括类型、方法及考核方法等。按照教学规律,划分实验层次,整合实验内容,理顺实践过程,减少验证性实验,增加综合性和设计型实验。课程设置三个实验,即碳钢硬度测定及热处理、铁碳合金组织观察和零件的选材、热处理、性能测试与组织观察。“碳钢硬度测定及热处理”为基本技能型实验,通过该实验,学生能够对工程材料及其成型技术课程实验中所涉及的设备与仪器有一定的了解,有利于他们熟练地对这些设备与仪器进行操作。“铁碳合金平衡组织的观察”为验证性实验,是为更好地理解和掌握铁碳平衡相图而设置的。“零件的选材、热处理、性能测试与组织观察”为综合、设计型实验,目的是让学生运用所学的材料及成型技术的基本原理,综合分析给定零件的力学性能指标,以此选择材料、热处理及性能检测设备,制定出相应的热处理工艺并完成金相试样制备、组织观察、硬度测试及热处理操作等实践环节。这一综合、设计型实验不仅要求学生掌握课程中相关章节的内容,而且必须针对具体零件的特点进行全面分析与综合,这样选择的材料和制定的工艺才能合理。这对于学生分析问题、解决问题能力的提高是大有益处的,也为他们毕业后尽早胜任企业相关的技术工作创造了条件。
五、实施多种课程考核方式,充分调动学生学习的积极性