工程材料课程教学研究课件.ppt

1、工程材料课程教学研究 清华大学 朱张校 2005年10月工程材料课程性质工程材料课程性质 高等院校机类专业的一门技术基础课。工程材料课程任务工程材料课程任务 从工程应用角度出发，阐明工程材料的基础理论，阐述工程材料的成分、加工工艺、组织、结构与性能之间的关系；介绍常用工程材料及其应用等基本知识。 工程材料课程目的工程材料课程目的 使学生通过学习，在掌握工程材料的基础理论及基本知识的基础上，具备根据机械零件使用条件、失效机理和性能要求，对结构零件进行合理选材及制订零件工艺路线的初步能力。 工程材料课程的定位工程材料课程的定位 工程材料课程是机类专业在本科教学中唯一的一门全面介绍材料知识的课程。掌

2、握该课程的核心内容，对于机类专业的后续课程的学习和综合论文训练，以及研究生培养都起到重要的作用。 该该课程课程在人才的知识结构、分析问题解决问在人才的知识结构、分析问题解决问题的能力培养以及素质培养等方面都具有重要的题的能力培养以及素质培养等方面都具有重要的地位地位。工程材料课程设置、教师队伍工程材料课程设置、教师队伍 高等院校机类专业本科生培养方案中一般都设置工程材料课程。 三种形式：三种形式： 1、材料学院 材料教研室承担 2、机械学院 材料教研室承担 3、机械学院 金工教研室承担 “工程材料工程材料”与与“金属工艺学金属工艺学”的关系的关系“工程材料工程材料” ” 阐明工程材料的基础理论

3、，阐述工程材料的成分、加工工艺、组织、结构与性能之间的关系；介绍常用工程材料及其应用等基本知识。正确选材和用材。“金属工艺学金属工艺学”介绍材料加工（热成形、冷加工）的基本原理、设备和工艺。 “工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础” “工程材料工程材料”“机械制造基础机械制造基础”系列系列课课工程材料课程体系和教学内容工程材料课程体系和教学内容（1）基本理论部分基本理论部分阐述工程材料学的基本概念和基本理论。 （2）工程材料知识部分工程材料知识部分介绍常用工程材料的成分、组织、性能及其应用知识。增加了许多新材料、新工艺的内容，扩展学生的材料知识面。（3）工程材料应用部分工程材料应用部分

4、介绍机械零件的失效与选材知识，以及工程材料在汽车、机床、仪器仪表、热能设备、化工设备及航空航天器等领域的应用情况。 做到理论联系实际。 原课程（教材）体系为：原课程（教材）体系为：第第1 1章章 绪论绪论第第2 2章章 金属的结构金属的结构第第3 3章章 金属的结晶金属的结晶第第4 4章章 金属的塑性变形和再结晶金属的塑性变形和再结晶第第5 5章章 二元合金相图二元合金相图第第6 6章章 铁碳合金相图铁碳合金相图第第7 7章章 钢的热处理钢的热处理第第8 8章章 合金钢合金钢第第9 9章章 铸铁铸铁第第1010章章 有色金属及其合金有色金属及其合金第第1111章章 高分子材料高分子材料第第12

5、12章章 陶瓷材料陶瓷材料第第1313章章 复合材料复合材料第第1414章章 机械零件的失效与选材机械零件的失效与选材新课程（教材）体系为：新课程（教材）体系为：绪论绪论第第1 1章章 材料的结构与性能材料的结构与性能第第2 2章章 金属材料组织与性能的控制金属材料组织与性能的控制第第3 3章章 金属材料金属材料第第4 4章章 高分子材料高分子材料第第5 5章章 陶瓷材料陶瓷材料第第6 6章章 复合材料复合材料第第7 7章章 功能材料功能材料第第8 8章章 机械零件的失效与选材原则机械零件的失效与选材原则第第9 9章章 典型工件的选材及工艺路线设计典型工件的选材及工艺路线设计第第1010章章

6、工程材料的应用工程材料的应用新教材的体系特点新教材的体系特点1、建立了材料基本理论材料基本理论材料基本知识材料基本知识材料工程应用材料工程应用的新体系，该体系在国内首次提出，教材体系新颖，具有创新性。2、使学生清晰了解课程结构，清楚课程重点。突出了材突出了材料及其工程应用方面的知识料及其工程应用方面的知识。更加符合机械类专业学生对材料知识的要求。3、引入了较多的新材料、新技术新材料、新技术知识，有利于培养学生的创新意识创新意识。4、课程体系逻辑性、系统性强。逻辑性、系统性强。使学生对课程安排有更好的理解，有利于学生在学习时突出重点，掌握工程材料课程的核心知识。根据新的体系和教学内容编写了系列工

7、程材料新根据新的体系和教学内容编写了系列工程材料新教材：教材： 01年1月由清华大学出版社出版了工程材料第3版教材。 02年8月由清华大学出版社出版了配套教材工程材料习题与辅导第3版。 03年4月根据新教材研制了工程材料网络课件。 03年4月同时制作了讲课用电子教案。 形成了工程材料课程立体教材。形成了工程材料课程立体教材。 新教材新教材普通高等教育“十五”国家级规划教材工程材料网络教学工程材料网络教学 “工程材料网络课程建设工程材料网络课程建设”是教育部是教育部“新世新世纪网络课程建设工程纪网络课程建设工程”第一批启动项目。第一批启动项目。 研制了一套系统、科学、先进的研制了一套系统、科学、

8、先进的工程材料工程材料网络课程教学课件，为开展网络教学提供了教学网络课程教学课件，为开展网络教学提供了教学资源。资源。 本课件已在校内上网运行。在工程材料课的本课件已在校内上网运行。在工程材料课的教学中起到重要作用。教学中起到重要作用。 工程工程材料网络课件材料网络课件 网址网址166.111.92.10 工程材料网络课件特点工程材料网络课件特点（1）采用文本、视频、音频、动画、图片等多种媒体，提高学生学习兴趣。 （2）设计有导学，给出本章主要内容、重点、学习要求、学习建议和参考学时。指导学生自学。（3）具有人机交互功能：学生自己完成题目，计算机判题。让学生在解答问题时获得知识。 （4）设有讨

9、论区，可进行师生之间、学生之间交流活动。 （5）设计有虚拟实验（6）课程中引入了较多的新材料、新技术知识，内容先进，反映了材料研究和应用方面的最新成果，有利于培养学生的创新意识。 学生利用网络课件，进行课前预习、课后复习，完成作业，进行实验，开展讨论。 充分利用网络资源，有利于学生主动学习，配合课堂教学，巩固和扩展知识。 2002年10月通过专家认证。 2003年4月通过教育部验收。 被教育部专家组评为优秀课程。工程材料教学方式工程材料教学方式 讨论式、开放式、研究式教学1. 1. 讨论式教学讨论式教学 课堂教学：课堂教学：老师提出问题，学生根据已学知识分析问题，回答问题，加深对课程知识的理解

10、，获得新知识。 例（1）锯条 （2）车轮固定螺栓 讨论课：讨论课：大课讲授与小课讨论课相结合，通过讨论，提出问题，解决问题，获得知识。 例（1）铁碳相图 （2）钢的热处理 （3）选材讨论课 2.2.开放式教学开放式教学（1）走出课堂，到图书馆去汲取知识。了解新材料新工艺的研究进展情况，了解材料研究和材料应用前沿知识。 课外学习参考材料： 金属热处理、 机械工程材料、表面技术等学生通过阅读文献，写出学习报告，学到书本上没有的知识。“新材料在汽车中的应用”“表面技术在机械制造中的应用现状及应用前景”（2）利用学校实践基地，理论联系实际进行教学活动 学生在汽车系实践基地 了解工程材料在汽车中的应用情

11、况 曲轴是45钢做的！ 还可以用什么材料做呢？ 凸轮轴在哪里? 用什么材料做呢？（3）走出校门，参观访问，到实际中去学习。 参观访问核能院（200号） 参观访问航天局 了解新材料新工艺在高新技术中的应用情况 写出了高质量的调研报告。 （4）加强国际合作，聘请外籍教授来校讲课 聘请美国宾州州立大学GERMAN教授来校给正在学习工程材料课程的机21、机22、机23班学生讲课： 题目：Powder Materials and Powder Metallurgy 讲课时间：90分钟 这次教学活动使学生了解了国外材料研究的有关信息， 学生反映很有意思，开了眼界，长了知识。GERMAN教授给机21、机22

12、、机23班学生讲课学生与GERMAN教授讨论3.3.研究式教学、实践教育研究式教学、实践教育 利用学校985人才培养和教学项目支持的经费，进行了工程材料教学实验基地建设。引进新仪器新设备，进行教学实验改革，开设选修实验和专题实验。开展研究式的教学活动。 注重学生素质教育和能力提高。例（1）工程材料显微组织观察和分析（常规实验） 选修实验：使用视频显微分析仪进行显微组织分析例（2）硬度测试（常规实验）选修实验：数显式显微硬度计的原理和应用（使用数字显示显微硬度计测定相的硬度）例（3）选修实验：使用微型材料试验机测定高分子材料聚氯乙烯薄膜的力学性能例（3）专题实验 客车空气压缩机皮带轮断裂失效分析

13、北京门头沟区发生一起特大交通事故北京门头沟区发生一起特大交通事故 造成造成8死死15伤伤2002年11月27日 21:46 中新网11月27日电 据来自中国国家安全生产监督管理局的消息，北京门头沟区昨天早上发生一起特大交通事故，共造成8人死亡，15人受伤。消息说，11月26日7时45分,北京市辖区门头沟区京煤集团公司木城涧煤矿班车京G-B0367安源客车(载40人)接千军台坑下班工人返王平村，途径570坑口公路拐弯处发生翻车事故，死亡8人，重伤2人，轻伤13人，17人无恙。 皮带轮断裂件观察分析教学效果课程体系的改革课程体系的改革 在国内率先进行课程体系改革。课程体系科学性、逻辑性、系统性强，

14、学生对课程结构、课程安排有更好的理解，有利于突出重点，掌握核心知识。课程内容的改革课程内容的改革 有利于学生在掌握工程材料基本理论和基本规律的基础上，熟悉各种工程材料的性能和应用知识。了解新材料、新工艺研究和应用情况，培养学生创新意识。教学方法的教学方法的改革：改革：讨论式、开放式、研究式教学 发挥学生学习主动性、积极性和创造性，培养自主获得知识的能力。 工程材料课程建设成果01年工程材料系列课程教育改革与实践项目获北京市教学成果二等奖。 02年工程材料第3版教材被教育部列为“十五”国家级规划教材。02年工程材料网络课程被教育部专家组评为优秀课程。03年 工程材料课程被评为北京市精品课程。04年工程材料网络课程由高等教育出版社出版。04年工程材料课程改革获清华大学教学优秀成果二等奖。04年工程材料第3版教材获清华大学优秀教材一等奖。04年工程材料立体化教材获北京市教学成果二等奖。05年工程材料网络课程清华大学优秀教学软件一等奖。谢谢各位代表！