《材料工程基础》课程理论与实践教学探讨.docx

《材料工程基础》课程理论与实践教学探讨关键词：材料工程基础；理论教学；实践教学；探讨我校无机非金属材料工程专业自1996年建设以来，为建材及相关行业输送了大量高素质工程技术人才，特别在传统建材如玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料等行业深受欢迎，取得了良好的社会效应。我校为适应社会人才发展的需要，近年来采取了专业学位硕士、卓越工程师计划、高等教育振兴计划、专业综合改革试点等众多举措来培养工程技术人才。与此相适应，材料类工程技术人才在具有扎实的基础理论知识和较强的思维能力的同时还应具有突出的工程开发、研究及应用实践能力。《材料工程基础》是教育部21世纪初高等教育教学改革项目“材料科学与工程专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究”中的主干专业基础课程，也是我校无机非金属材料工程专业的核心课程。本文结合《材料工程基础》课程在教学及科研中的实践体会，从课程现状、课程教学内容及特点、课程理论与实践教学的方法和手段等方面进行了初步的探讨，并对课程的建设提出了几点建议，以期进一步提高课程的教学质量。一、《材料工程基础》课程现状由于材料的综合性、多样性和跨学科性，使得材料工程基础的内容具有多样性，很难对其进行界定。目前全国各高校的材料工程专业均开设了《材料工程基础》或类似课程。然而同样是《材料工程基础》课程，全国各高校根据自身的办学特点及培养目标在教材选用授课内容等方面却迥然不同。对教材而言，《材料工程基础》课程或相似名称课程的教材较多而且不同教材的侧重点有所不同；对授课内容而言，不同高校具有不同的特点。四川大学偏向于讲授金属材料的物理冶金，阐明金属和合金材料的化学组成、微观结构、加工过程及性能之间的基本规律；浙江大学虽没有开设《材料工程基础》，但开设了《材料工艺基础》，讲授了各种材料的性能及制备方法。近年来，随着各种新材料的快速发展，在基本理论、工程研究方法、工程测试技术等方面均取得了显著的成绩，而《材料工程基础》课程的教材内容更新较慢，跟不上企业技术的发展，呈现相对滞后的现象。当今工业生产的过程大部分通过商业软件进行设计，并进行先进的自动化控制，因此《材料工程基础》课程还应介绍工业最新的技术和先进设备，同时应包括计算机辅助设计的基本原理、应用软件和基本方法。二、课程教学内容及特点针对我校无机非金属材料工程专业的专业特点和培养计划，《材料工程基础》课程选用武汉理工大学孙晋涛教授编写的《硅酸盐工业热工基础》作为教材。本书有六章内容，包括气体力学在窑炉中的应用、传热原理、传质原理、燃料及其燃烧、固体燃料气化过程及设备、干燥过程与设备。由于该书是按76～94学时编写的，而分配给《材料工程基础》课程的学时数只有40学时，因此根据无机非金属材料生产过程中所涉及的工程理论基础和工程实践，在讲授该课程时对教材中的内容进行了适当的删减，使教学内容详略得当。此外还选择了武汉理工大学徐德龙和谢俊林教授编写的《材料工程基础》、陈卓如编写的《工程流体力学（第2版）》、杨世铭和陶文铨编写的《传热学（第4版）》以及孙学信和陈建原编写的《煤粉燃烧物理化学基础》作为主要参考书。《材料工程基础》课程的教学内容和学时安排简要介绍如下。1.气体力学在窑炉中的应用（12学时）：本章主要介绍气体流动的质量方程、能量方程、动量方程、两流体伯努利方程、分散垂直气流法则、烟囱的工作原理及烟囱的热工计算等，让学生们掌握气体在硅酸盐工业生产中的流动规律。2.传热原理（16学时）：本章主要介绍了三种基本传热方式（即导热、对流和热辐射）的基本概念、基本定律和相关的传热计算等，学习本章的主要目的是让学生们掌握传热的客观规律，能够通过本章的学习提出强化有益传热、削弱有害传热的途径和措施，以达到高产优质低消耗的目的。3.燃料及其燃烧（6学时）：本章主要介绍了燃料的种类和组成、燃料的热工性质及选用原则、燃烧计算、燃烧过程及燃烧设备等，让学生了解各类燃料的热工性质、燃烧过程及燃烧设备的特点，掌握燃烧计算的方法，以便合理地选用燃烧设备及组织燃烧过程。4.干燥过程与设备（6学时）：干燥的方法、湿空气的性质、湿空气的I～X图及其应用、干燥过程的物料平衡及热平衡、干燥的物理过程、干燥设备等，让学生了解物料或制品干燥的基本规律，为其后续的加工提供保障。从教学内容可以看出，本课程的理论性较强，基本概念、基本定律较多，计算量大，特别是流体力学、传热原理等章节，基本概念抽象，数学推导过程复杂，对高等数学基础要求较高，而且各章节内的连贯性较大，一旦学生对前面讲述的知识没能很好地掌握，对后面理解新知识就很困难，容易失去对本课程的学习兴趣。因此，针对本课程的特点以及学生学习的情况，在教学过程中应理论与实践教学相结合，选择合适的教学方法和手段调动学生学习的积极性，由教师的“教”转变为学生主动的“学”。三、理论教学方法与手段在课程教学中，