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【摘要】说课作为一种新的教学研究形式,逐渐应用于教学改革中。本文以《机械工程材料与工艺》课程为例,对其说课进行简单探析,以增强对教学内容的理解和课程环节的把握,从而达到提高教学水平的目的。
【关键词】教学目标说课教学方法
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)08-0058-03
【Abstract】As a new form of teaching research, reciting lessons was applied to teaching innovation. Taking example for Mechanical Engineering Materials and Technology curriculum, comprehension of teaching content and grasp of curriculum tache were boosted up through analyzing the process of reciting lessons. Finally, the purpose improved teaching level was arrived at.
【Key words】Teaching aimReciting lessonsTeaching method
说课是授课教员在独立备课的基础上,系统地谈自己的教学设想,以达到相互交流、共同提高的一种教研形式。本人结合多年的教学经验,以《机械工程材料与工艺》课程为例,谈谈对这门课程说课的理解。
一、课程概述
1.性质地位
《机械工程材料与工艺》是我院生长指挥军官本科机械工程及自动化专业中的一门必修课。主要研究制造机械零件的常用材料和加工方法,为学员毕业后更好地使用、维护、保养和监造武器装备奠定坚实基础。
2.特 点
《机械工程材料与工艺》具有理论性和实践性强的特点,要求理论密切联系实际。因此,在教学中要紧密联系金工实习和课程实验中观察到的现象及测试的数据进行定性分析,以加深对课程基本理论的理解。
二、教学目标
1.基础目标
学员通过《机械工程材料与工艺》课程学习,了解机械工程材料及制造技术的发展简史,熟悉常用机械工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法,熟悉各种成形方法及零件的加工工艺基础,同时有针对性地了解新材料、新工艺的应用及发展。
2.技能目标
学员能根据零件的结构特点及性能要求,初步具有选用材料、确定毛坯成形方法、零件加工方法及制订加工工艺路线的能力。
3.情感目标
培养学员积极思考、敢于动手、自主探究的能力,同时养成认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风,以适应培养高质量新型军事人才的发展要求。
三、说课设计
1.设计思路
《机械工程材料与工艺》课程主要讲述机械工程材料与成形工艺两部分内容。结合军校专业特点,从武器装备实例中(图1、图2所示)引出常用的工程材料及零件的成形方法,围绕“材料、成形及生产过程”这条主线,采用视频、课件与传统教学方法相结合的手段,充分调动学员学习积极性。
图1某型军舰 图2某型飞机
图3泰坦尼克号逃生图片
2.课程主线
(1)材料选择
材料是机械产品制造的物质基础。在机械产品的设计与制造过程中,首先遇到的问题是材料的选择。材料选择的正确与否,直接关系到产品的质量、使用寿命、生产成本与经济效益。当然,由原材料直接制成的零件一般不能满足生产使用要求,还要通过调整材料的成分及相应的热处理工艺来改善和提高零件的工艺性能和使用性能。
图4泰坦尼克号钢板冲击试验断口图5现代船用钢板冲击试验断口
举一个众所周知的例子来说明材料选择的重要性。著名的电影大片《泰坦尼克号》曾吸引了亿万观众的心,其沉没的原因众说纷纭。其中,比较有说服力的说法是泰坦尼克号的沉没与船体材料质量有很大关系。
由图4可知,泰坦尼克号钢板的冲击试样是典型的脆性断口。通过检测发现,其钢板中硫、磷含量很高。这主要是由于当时的炼钢技术并不十分成熟,炼出的钢铁材料在现代的标准中根本不能用于造船;再加上长期浸泡在冰冷的海水中,加剧了磷的冷脆作用,使得钢板更加脆弱。因此,专家们普遍认为,冰山撞击可能并不是致命原因;但冰山撞击太突然,轮船速度过快及钢板较脆,则是导致这一悲剧发生的真正原因。
由图5可知,现代船用钢板的冲击试样是典型的韧性断口。其钢板具有相当好的韧性,所以不容易发生断裂。
(2)零件成形
成形工艺是把原材料或半成品制成所需形状和尺寸要求的产品的生产过程。毛坯成形方法主要有铸造、锻造和焊接,零件的成形方法是切削加工,而机器的成形方法是装配。
(3)生产过程
生产过程是把原材料转变成成品的劳动过程的统称。它把材料的选择、材料的改性与成形工艺紧密联系在一起。因此,机械产品的一般生产过程流程图如图6所示。
图6机械产品的一般生产过程流程图
复习考核4学时,总教学时数60学时
图7课程内容及学时安排
四、教学设计
1.内容及学时安排
《机械工程材料与工艺》课程分为五大模块:机械工程材料基本知识、钢的热处理、常用机械工程材料、铸锻焊工艺及应用、切削加工基础。各部分内容及学时安排如图7所示:
其中,以机械工程材料基本知识为基础,常用机械工程材料及切削加工工艺基础为简介,突出钢的热处理、铸锻焊工艺在机械工业生产中的应用。
2.教法设计
《机械工程材料与工艺》课程的教学内容涉及机械制造的全过程,教学内容比较繁杂分散,各部分之间联系也比较松散,系统性不强,内容涉及面广。如果教员只是平淡无味地叙述,加之学员缺乏生产实际经验,学员很容易失去学习兴趣。因此,在教学中不仅要使学员“知其然”,而且要使学员“知其所以然”。为了推行“以学员发展为本、遵循学员认知规律、体现循序渐进与启发式”的教学原则,在教学中进行以下教法设计:在教员引导下,创设情景,通过启发式、案例式问题的设置来引导学员思考,使之在思考中加深对课程的理解。如学金属材料的性能时,学员经常会问这样的问题:为什么要学这些性能指标?这些性能指标到底有什么用?为了回答这些问题,经常举一些生活实例,使学员明白“学有所用”的道理。诸如舰船为什么主要选用钢材呢?教室门窗及飞机为什么主要选用铝合金呢?导线为什么主要选用铜呢?保险丝和防火安全阀为什么主要选用锡或铅呢?……同时,还要注意与其它学科的联系。比如说屈服强度σs有什么用?学员都学过《材料力学》,传统力学认为:设计的构件只要在工作时承受的应力σw小于许用应力[σ]就是安全的。而许用应力就是根据屈服强度与安全系数k来确定的,即:
因此,屈服强度就成为塑性材料选材与设计的依据。
3.教学手段
在教学手段上,强调多媒体教学与传统教学方式的恰当运用,力求优良的教学效果。对于当前比较先进的一些工艺方法,在金工实习时有很多没有接触过,甚至没有听说过。如果直接在课堂上讲解这些工艺方法,学员肯定很难理解,印象也不会深刻。为此,需要充分利用现代化教学手段,将录像及CAI课件等应用于课堂教学。这样,有针对性地讲解,不仅帮助学员了解了工艺过程和方法,而且增加了课堂信息量;不仅使抽象的教学过程变得形象、直观、生动,而且也调动了学员听觉、视觉的积极性,可获得良好的教学效果。
4.考核方式
本门课程由试卷库随机抽题,采用闭卷考核的方式,同时结合平时作业进行综合考评。其中,试卷成绩占80%,平时作业占20%。
五、应用举例
《机械工程材料与工艺》课程最大特点是实用性。在实际生产中,如何来选择材料与毛坯成形方法呢?下面以齿轮为例说明这一问题。
齿轮是重要的传动元件,在现代机器和仪器中应用极为广泛。其功能是按照规定的速比传递运动和动力。
1.齿轮材料选择
齿轮按使用时的工作条件来选用材料。具体情况如下:
(1)一般齿轮采用中碳钢、中碳合金结构钢来制造。如45、20Cr、40Cr、20CrMnTi。
(2)对于一些重载、高速、有冲击载荷的齿轮,可选用18CrMnTi、38CrMoAlA等强度和韧性较好的合金材料,以提高齿轮的硬度、耐磨性和抗冲击能力。
(3)对于传力小的齿轮,可选用铸铁、加布胶木和尼龙等材料。
2.齿轮毛坯选择
齿轮毛坯主要根据零件的结构形状、生产批量等因素进行选择。具体情况如下:
(1)单件小批量生产,直径Φ<100mm形状简单切强度要求不高的小齿轮,可用圆钢作毛坯,如图8-1所示。
(8-1)圆钢毛坯(8-2) 锻造毛坯(8-3) 铸造毛坯
图8齿轮坯成形方法选择
(2)对于小尺寸、形状复杂的齿轮,当生产批量比较大时,可采用精密铸造、压力铸造、热轧、冷轧等新工艺制造,以提高生产率,节约材料。
(3)当齿轮强度要求高,并且耐磨损、耐冲击时,多用锻件作毛坯,如图8-2所示。
(4)对直径Φ>400～500mm的大型齿轮,锻造困难,可用铸钢或球墨铸铁作毛坯,如图8-3所示。
六、结束语
说课是当前教学改革中的一项新课题,教学研究中的一种新形式。它不仅为教学研究工作注入了新的生机和活力,也必将成为提高教员教学水平的一种经济有效的方式。
参考文献
1 邹海文.说课活动在职教训工作中的作用[J].大连教育学院学报,2007(23)
2 周 颖.Excel数据管理的说课设计[J].中国教育技术装备,2010.2(6):45～46
3 赵 珊、袁 良.《电子操作》实训说课[J].科技信息,2010(4)
【关键词】教学目标说课教学方法
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)08-0058-03
【Abstract】As a new form of teaching research, reciting lessons was applied to teaching innovation. Taking example for Mechanical Engineering Materials and Technology curriculum, comprehension of teaching content and grasp of curriculum tache were boosted up through analyzing the process of reciting lessons. Finally, the purpose improved teaching level was arrived at.
【Key words】Teaching aimReciting lessonsTeaching method
说课是授课教员在独立备课的基础上,系统地谈自己的教学设想,以达到相互交流、共同提高的一种教研形式。本人结合多年的教学经验,以《机械工程材料与工艺》课程为例,谈谈对这门课程说课的理解。
一、课程概述
1.性质地位
《机械工程材料与工艺》是我院生长指挥军官本科机械工程及自动化专业中的一门必修课。主要研究制造机械零件的常用材料和加工方法,为学员毕业后更好地使用、维护、保养和监造武器装备奠定坚实基础。
2.特 点
《机械工程材料与工艺》具有理论性和实践性强的特点,要求理论密切联系实际。因此,在教学中要紧密联系金工实习和课程实验中观察到的现象及测试的数据进行定性分析,以加深对课程基本理论的理解。
二、教学目标
1.基础目标
学员通过《机械工程材料与工艺》课程学习,了解机械工程材料及制造技术的发展简史,熟悉常用机械工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法,熟悉各种成形方法及零件的加工工艺基础,同时有针对性地了解新材料、新工艺的应用及发展。
2.技能目标
学员能根据零件的结构特点及性能要求,初步具有选用材料、确定毛坯成形方法、零件加工方法及制订加工工艺路线的能力。
3.情感目标
培养学员积极思考、敢于动手、自主探究的能力,同时养成认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风,以适应培养高质量新型军事人才的发展要求。
三、说课设计
1.设计思路
《机械工程材料与工艺》课程主要讲述机械工程材料与成形工艺两部分内容。结合军校专业特点,从武器装备实例中(图1、图2所示)引出常用的工程材料及零件的成形方法,围绕“材料、成形及生产过程”这条主线,采用视频、课件与传统教学方法相结合的手段,充分调动学员学习积极性。
图1某型军舰 图2某型飞机
图3泰坦尼克号逃生图片
2.课程主线
(1)材料选择
材料是机械产品制造的物质基础。在机械产品的设计与制造过程中,首先遇到的问题是材料的选择。材料选择的正确与否,直接关系到产品的质量、使用寿命、生产成本与经济效益。当然,由原材料直接制成的零件一般不能满足生产使用要求,还要通过调整材料的成分及相应的热处理工艺来改善和提高零件的工艺性能和使用性能。
图4泰坦尼克号钢板冲击试验断口图5现代船用钢板冲击试验断口
举一个众所周知的例子来说明材料选择的重要性。著名的电影大片《泰坦尼克号》曾吸引了亿万观众的心,其沉没的原因众说纷纭。其中,比较有说服力的说法是泰坦尼克号的沉没与船体材料质量有很大关系。
由图4可知,泰坦尼克号钢板的冲击试样是典型的脆性断口。通过检测发现,其钢板中硫、磷含量很高。这主要是由于当时的炼钢技术并不十分成熟,炼出的钢铁材料在现代的标准中根本不能用于造船;再加上长期浸泡在冰冷的海水中,加剧了磷的冷脆作用,使得钢板更加脆弱。因此,专家们普遍认为,冰山撞击可能并不是致命原因;但冰山撞击太突然,轮船速度过快及钢板较脆,则是导致这一悲剧发生的真正原因。
由图5可知,现代船用钢板的冲击试样是典型的韧性断口。其钢板具有相当好的韧性,所以不容易发生断裂。
(2)零件成形
成形工艺是把原材料或半成品制成所需形状和尺寸要求的产品的生产过程。毛坯成形方法主要有铸造、锻造和焊接,零件的成形方法是切削加工,而机器的成形方法是装配。
(3)生产过程
生产过程是把原材料转变成成品的劳动过程的统称。它把材料的选择、材料的改性与成形工艺紧密联系在一起。因此,机械产品的一般生产过程流程图如图6所示。
图6机械产品的一般生产过程流程图
复习考核4学时,总教学时数60学时
图7课程内容及学时安排
四、教学设计
1.内容及学时安排
《机械工程材料与工艺》课程分为五大模块:机械工程材料基本知识、钢的热处理、常用机械工程材料、铸锻焊工艺及应用、切削加工基础。各部分内容及学时安排如图7所示:
其中,以机械工程材料基本知识为基础,常用机械工程材料及切削加工工艺基础为简介,突出钢的热处理、铸锻焊工艺在机械工业生产中的应用。
2.教法设计
《机械工程材料与工艺》课程的教学内容涉及机械制造的全过程,教学内容比较繁杂分散,各部分之间联系也比较松散,系统性不强,内容涉及面广。如果教员只是平淡无味地叙述,加之学员缺乏生产实际经验,学员很容易失去学习兴趣。因此,在教学中不仅要使学员“知其然”,而且要使学员“知其所以然”。为了推行“以学员发展为本、遵循学员认知规律、体现循序渐进与启发式”的教学原则,在教学中进行以下教法设计:在教员引导下,创设情景,通过启发式、案例式问题的设置来引导学员思考,使之在思考中加深对课程的理解。如学金属材料的性能时,学员经常会问这样的问题:为什么要学这些性能指标?这些性能指标到底有什么用?为了回答这些问题,经常举一些生活实例,使学员明白“学有所用”的道理。诸如舰船为什么主要选用钢材呢?教室门窗及飞机为什么主要选用铝合金呢?导线为什么主要选用铜呢?保险丝和防火安全阀为什么主要选用锡或铅呢?……同时,还要注意与其它学科的联系。比如说屈服强度σs有什么用?学员都学过《材料力学》,传统力学认为:设计的构件只要在工作时承受的应力σw小于许用应力[σ]就是安全的。而许用应力就是根据屈服强度与安全系数k来确定的,即:
因此,屈服强度就成为塑性材料选材与设计的依据。
3.教学手段
在教学手段上,强调多媒体教学与传统教学方式的恰当运用,力求优良的教学效果。对于当前比较先进的一些工艺方法,在金工实习时有很多没有接触过,甚至没有听说过。如果直接在课堂上讲解这些工艺方法,学员肯定很难理解,印象也不会深刻。为此,需要充分利用现代化教学手段,将录像及CAI课件等应用于课堂教学。这样,有针对性地讲解,不仅帮助学员了解了工艺过程和方法,而且增加了课堂信息量;不仅使抽象的教学过程变得形象、直观、生动,而且也调动了学员听觉、视觉的积极性,可获得良好的教学效果。
4.考核方式
本门课程由试卷库随机抽题,采用闭卷考核的方式,同时结合平时作业进行综合考评。其中,试卷成绩占80%,平时作业占20%。
五、应用举例
《机械工程材料与工艺》课程最大特点是实用性。在实际生产中,如何来选择材料与毛坯成形方法呢?下面以齿轮为例说明这一问题。
齿轮是重要的传动元件,在现代机器和仪器中应用极为广泛。其功能是按照规定的速比传递运动和动力。
1.齿轮材料选择
齿轮按使用时的工作条件来选用材料。具体情况如下:
(1)一般齿轮采用中碳钢、中碳合金结构钢来制造。如45、20Cr、40Cr、20CrMnTi。
(2)对于一些重载、高速、有冲击载荷的齿轮,可选用18CrMnTi、38CrMoAlA等强度和韧性较好的合金材料,以提高齿轮的硬度、耐磨性和抗冲击能力。
(3)对于传力小的齿轮,可选用铸铁、加布胶木和尼龙等材料。
2.齿轮毛坯选择
齿轮毛坯主要根据零件的结构形状、生产批量等因素进行选择。具体情况如下:
(1)单件小批量生产,直径Φ<100mm形状简单切强度要求不高的小齿轮,可用圆钢作毛坯,如图8-1所示。
(8-1)圆钢毛坯(8-2) 锻造毛坯(8-3) 铸造毛坯
图8齿轮坯成形方法选择
(2)对于小尺寸、形状复杂的齿轮,当生产批量比较大时,可采用精密铸造、压力铸造、热轧、冷轧等新工艺制造,以提高生产率,节约材料。
(3)当齿轮强度要求高,并且耐磨损、耐冲击时,多用锻件作毛坯,如图8-2所示。
(4)对直径Φ>400～500mm的大型齿轮,锻造困难,可用铸钢或球墨铸铁作毛坯,如图8-3所示。
六、结束语
说课是当前教学改革中的一项新课题,教学研究中的一种新形式。它不仅为教学研究工作注入了新的生机和活力,也必将成为提高教员教学水平的一种经济有效的方式。
参考文献
1 邹海文.说课活动在职教训工作中的作用[J].大连教育学院学报,2007(23)
2 周 颖.Excel数据管理的说课设计[J].中国教育技术装备,2010.2(6):45～46
3 赵 珊、袁 良.《电子操作》实训说课[J].科技信息,2010(4)