工程材料課程教學研究課件

工程材料課程教學研究

清華大學朱張校

2005年10月工程材料課程教學研究課件1●工程材料課程性質

高等院校機類專業(yè)的一門技術基礎課?！窆こ滩牧险n程任務

從工程應用角度出發(fā)，闡明工程材料的基礎理論，闡述工程材料的成分、加工工藝、組織、結構與性能之間的關系；介紹常用工程材料及其應用等基本知識。

●工程材料課程性質2●工程材料課程目的

使學生通過學習，在掌握工程材料的基礎理論及基本知識的基礎上，具備根據機械零件使用條件、失效機理和性能要求，對結構零件進行合理選材及制訂零件工藝路線的初步能力。

●工程材料課程目的3●工程材料課程的定位

工程材料課程是機類專業(yè)在本科教學中唯一的一門全面介紹材料知識的課程。掌握該課程的核心內容，對于機類專業(yè)的后續(xù)課程的學習和綜合論文訓練，以及研究生培養(yǎng)都起到重要的作用。

該課程在人才的知識結構、分析問題解決問題的能力培養(yǎng)以及素質培養(yǎng)等方面都具有重要的地位。

●工程材料課程的定位4●工程材料課程設置、教師隊伍高等院校機類專業(yè)本科生培養(yǎng)方案中一般都設置工程材料課程。

三種形式：1、材料學院材料教研室承擔2、機械學院材料教研室承擔3、機械學院金工教研室承擔

●工程材料課程設置、教師隊伍5

“工程材料”與“金屬工藝學”的關系“工程材料”闡明工程材料的基礎理論，闡述工程材料的成分、加工工藝、組織、結構與性能之間的關系；介紹常用工程材料及其應用等基本知識。正確選材和用材。“金屬工藝學”介紹材料加工（熱成形、冷加工）的基本原理、設備和工藝。

“工程材料與機械制造基礎”

“工程材料”——“機械制造基礎”系列課

工程材料課程教學研究課件6●工程材料課程體系和教學內容（1）基本理論部分——闡述工程材料學的基本概念和基本理論。（2）工程材料知識部分——介紹常用工程材料的成分、組織、性能及其應用知識。增加了許多新材料、新工藝的內容，擴展學生的材料知識面。（3）工程材料應用部分——介紹機械零件的失效與選材知識，以及工程材料在汽車、機床、儀器儀表、熱能設備、化工設備及航空航天器等領域的應用情況。做到理論聯(lián)系實際。

●工程材料課程體系和教學內容7原課程（教材）體系為：第1章緒論第2章金屬的結構第3章金屬的結晶第4章金屬的塑性變形和再結晶第5章二元合金相圖第6章鐵碳合金相圖第7章鋼的熱處理第8章合金鋼第9章鑄鐵第10章有色金屬及其合金第11章高分子材料第12章陶瓷材料第13章復合材料第14章機械零件的失效與選材原課程（教材）體系為：8新課程（教材）體系為：緒論第1章材料的結構與性能第2章金屬材料組織與性能的控制第3章金屬材料第4章高分子材料第5章陶瓷材料第6章復合材料第7章功能材料第8章機械零件的失效與選材原則第9章典型工件的選材及工藝路線設計第10章工程材料的應用新課程（教材）體系為：9新教材的體系特點1、建立了材料基本理論—材料基本知識—材料工程應用的新體系，該體系在國內首次提出，教材體系新穎，具有創(chuàng)新性。2、使學生清晰了解課程結構，清楚課程重點。突出了材料及其工程應用方面的知識。更加符合機械類專業(yè)學生對材料知識的要求。3、引入了較多的新材料、新技術知識，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。4、課程體系邏輯性、系統(tǒng)性強。使學生對課程安排有更好的理解，有利于學生在學習時突出重點，掌握工程材料課程的核心知識。新教材的體系特點10

根據新的體系和教學內容編寫了系列工程材料新教材：

01年1月由清華大學出版社出版了《工程材料》第3版教材。02年8月由清華大學出版社出版了配套教材《工程材料習題與輔導》第3版。03年4月根據新教材研制了工程材料網絡課件。03年4月同時制作了講課用電子教案。

形成了工程材料課程立體教材。

工程材料課程教學研究課件11

新教材普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材

12●工程材料網絡教學

“工程材料網絡課程建設”是教育部“新世紀網絡課程建設工程”第一批啟動項目。研制了一套系統(tǒng)、科學、先進的《工程材料》網絡課程教學課件，為開展網絡教學提供了教學資源。本課件已在校內上網運行。在工程材料課的教學中起到重要作用。

●工程材料網絡教學13工程材料網絡課件網址166.111.92.10

工程材料網絡課件網址166.111.92.14工程材料網絡課件特點（1）采用文本、視頻、音頻、動畫、圖片等多種媒體，提高學生學習興趣。

工程材料網絡課件特點15（2）設計有導學，給出本章主要內容、重點、學習要求、學習建議和參考學時。指導學生自學。（2）設計有導學，給出本章主要內容、重點、學習要求、學習建議16（3）具有人機交互功能：學生自己完成題目，計算機判題。讓學生在解答問題時獲得知識。

（3）具有人機交互功能：學生自己完成題目，計算機判題。讓學生17（4）設有討論區(qū)，可進行師生之間、學生之間交流活動。

（4）設有討論區(qū)，可進行師生之間、學生之間交流活動。18（5）設計有虛擬實驗（5）設計有虛擬實驗19（6）課程中引入了較多的新材料、新技術知識，內容先進，反映了材料研究和應用方面的最新成果，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。（6）課程中引入了較多的新材料、新技術知識，內容先進，反映了20

學生利用網絡課件，進行課前預習、課后復習，完成作業(yè)，進行實驗，開展討論。充分利用網絡資源，有利于學生主動學習，配合課堂教學，鞏固和擴展知識。

2002年10月通過專家認證。2003年4月通過教育部驗收。

被教育部專家組評為優(yōu)秀課程。

21●工程材料教學方式

討論式、開放式、研究式教學1.討論式教學

課堂教學：老師提出問題，學生根據已學知識分析問題，回答問題，加深對課程知識的理解，獲得新知識。例（1）鋸條（2）車輪固定螺栓

討論課：大課講授與小課討論課相結合，通過討論，提出問題，解決問題，獲得知識。例（1）鐵碳相圖（2）鋼的熱處理（3）選材●工程材料教學方式22討論課工程材料課程教學研究課件23

2.開放式教學（1）走出課堂，到圖書館去汲取知識。了解新材料新工藝的研究進展情況，了解材料研究和材料應用前沿知識。課外學習參考材料：《金屬熱處理》、《

機械工程材料》、《表面技術》等學生通過閱讀文獻，寫出學習報告，學到書本上沒有的知識。

“新材料在汽車中的應用”“表面技術在機械制造中的應用現(xiàn)狀及應用前景”

工程材料課程教學研究課件24（2）利用學校實踐基地，理論聯(lián)系實際進行教學活動學生在汽車系實踐基地了解工程材料在汽車中的應用情況（2）利用學校實踐基地，理論聯(lián)系實際進行教學活動25

曲軸是45鋼做的！還可以用什么材料做呢？

26

凸輪軸在哪里?用什么材料做呢？

27（3）走出校門，參觀訪問，到實際中去學習。

參觀訪問核能院（200號）參觀訪問航天局了解新材料新工藝在高新技術中的應用情況

寫出了高質量的調研報告。

工程材料課程教學研究課件28（4）加強國際合作，聘請外籍教授來校講課聘請美國賓州州立大學GERMAN教授來校給正在學習工程材料課程的機21、機22、機23班學生講課：題目：PowderMaterialsandPowderMetallurgy講課時間：90分鐘

這次教學活動使學生了解了國外材料研究的有關信息，學生反映很有意思，開了眼界，長了知識。工程材料課程教學研究課件29GERMAN教授給機21、機22、機23班學生講課工程材料課程教學研究課件30學生與GERMAN教授討論工程材料課程教學研究課件313.研究式教學、實踐教育

利用學校985人才培養(yǎng)和教學項目支持的經費，進行了工程材料教學實驗基地建設。引進新儀器新設備，進行教學實驗改革，開設選修實驗和專題實驗。開展研究式的教學活動。注重學生素質教育和能力提高。3.研究式教學、實踐教育32例（1）工程材料顯微組織觀察和分析（常規(guī)實驗）例（1）工程材料顯微組織觀察和分析（常規(guī)實驗）33

選修實驗：使用視頻顯微分析儀進行顯微組織分析選修實驗：使用視頻顯微分析儀進行顯微組織分析34例（2）硬度測試（常規(guī)實驗）例（2）硬度測試（常規(guī)實驗）35選修實驗：數(shù)顯式顯微硬度計的原理和應用（使用數(shù)字顯示顯微硬度計測定相的硬度）選修實驗：數(shù)顯式顯微硬度計的原理和應用36例（3）選修實驗：使用微型材料試驗機測定高分子材料聚氯乙烯薄膜的力學性能例（3）選修實驗：使用微型材料試驗機測定37例（3）專題實驗

客車空氣壓縮機皮帶輪斷裂失效分析北京門頭溝區(qū)發(fā)生一起特大交通事故造成8死15傷2002年11月27日21:46中新網11月27日電據來自中國國家安全生產監(jiān)督管理局的消息，北京門頭溝區(qū)昨天早上發(fā)生一起特大交通事故，共造成8人死亡，15人受傷。消息說，11月26日7時45分,北京市轄區(qū)門頭溝區(qū)京煤集團公司木城澗煤礦班車京G-B0367安源客車(載40人)接千軍臺坑下班工人返王平村，途徑570坑口公路拐彎處發(fā)生翻車事故，死亡8人，重傷2人，輕傷13人，17人無恙。

例（3）專題實驗38

皮帶輪斷裂件觀察分析

39教學效果課程體系的改革在國內率先進行課程體系改革。課程體系科學性、邏輯性、系統(tǒng)性強，學生對課程結構、課程安排有更好的理解，有利于突出重點，掌握核心知識。課程內容的改革

有利于學生在掌握工程材料基本理論和基本規(guī)律的基礎上，熟悉各種工程材料的性能和應用知識。了解新材料、新工藝研究和應用情況，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識。教學方法的改革：討論式、開放式、研究式教學發(fā)揮學生學習主動性、積極性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)自主獲得知識的能力。

教學效果40工程材料課程建設成果01年工程材料系列課程教育改革與實踐項目獲北京市教學成果二等