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《材料工艺学》教学之我见

时间: 2011-07-15 02:16 来源: 作者: 点击:

摘要:《材料工艺学》是工业设计专业的一门重要的专业课,由于设计艺术学本身是一个交叉的学科,设计与材料和工艺的关系犹如血肉的联系,尤其在教学实践环节,本文从两个方面来论述这门课程的教学改革,一个是教,一个是学。
关键词:材料 设计 工艺

1 引言

在中国最早的设计书《考工记》中就写道"天有时,地有气,工有巧,材有美,合此四者然后可以为良",说明了优秀的设计,离不开适当的选材与合理的工艺, 正是因为这样,材料工艺学的教学对这个专业是非常重要的,经过几年的教学实践,笔者在这门课的教学中,感觉到国内的许多院校的材料工艺学课程的教授存在一些不足之处。有许多学生毕业之后,不能适应工作的要求, 在设计过程中,材料和工艺方面的知识很欠缺。 与发达国家相比,国内的材料工艺学的教学存在很大差距,应从以下几个方面改进教学。

2. 改进教学内容,使教材内容符合设计专业和科技的发展

目前,"材料工艺学"的有关教材并不少,但是存在两个不足之处,第一绝大多数教材适合材料专业或其他专业的学生,不适合设计艺术学的学生,因为教材的内容包括很多抽象、概念性强的材料学知识,这些内容对于学设计学的学生来说,既难学,又没有必要,该专业的学生必须具备相关的材料和工艺的知识,要了解材料的基本性能,会应用材料学知识解决设计问题,在产品设计中能适当的选择材料和加工工艺,应有能力运用材料的自然美来使产品具有美感, 现有的教材缺乏这些内容。第二教材内容过于陈旧,跟不上新材料新工艺的发展步伐,由于科学技术突飞猛进的发展,新材料 、新工艺层出不穷,而现有教材往往没有详细介绍如纳米材料 、快速成形技术 、热喷涂等目前正在迅速发展的新材料和新工艺。因此教师在教学过程中,要不断更新教学内容,努力学习材料学和现代工艺的新知识,要将该学科的最新发展向学生介绍,并引导学生自己去学习这方面的新知识。要让学生认识到现代设计的竞争在一定程度上是材料和工艺的竞争。 国外发达国家的设计之所以优秀,是设计师具备丰富的材料和工艺方面的知识,并有较多的材料应用的经验,在设计产品中材料和工艺的选择和应用方面很成功。


图一 电脑灯

如图一中,电脑灯。所用的材料是环保型可拆卸材料,聚碳酸酯,尼龙 ,这个灯属于可完全再生使用的新一代照明器材:它是为了配合电脑,它的光不会干扰电脑屏幕本身的光。它由吉斯蒙第设计,所有材料、包括纸盒包装都是可拆卸和环保型的。它采用一种新型的光源,功效强、不刺眼、外形精巧、节能、不发热、寿命长。底座(外形象鼠标)和灯罩是用聚碳酸酯制成的,球窝节和开关采用尼龙,底座的衡重体是聚酰胺树脂,而套管式的灯杆使用镀镍和打磨的黄铜。它像个小宠物,色彩鲜艳,惹人喜爱,它让人使用时心情舒畅。


图二 苹果电脑机身

苹果公司的电脑巧妙地运用塑料材料使电脑机身具有晶莹剔透的美感。有效地传达了苹果电脑的高科技特点。简而言之, 从以上几个成功的设计可以看到,工业产品的美感很大部分来自组成产品的材料的材质、肌理和色彩,设计师的工作是使工业产品具有艺术审美价值,要做到这样,设计师必须具有丰富的材料和工艺方面的知识, 优秀的设计师都能熟练地驾驭材料和工艺。 由于"材料工艺学"涉及许多基础理论,概念性强,内容抽象,老师除了在教学方法与手段上采取相应的措施外,还在教学中注意更新课程内容,并将材料科学最新发展和科研新成果融入到教学内容中去,使课程内容兼具基础性和先进性,很好解决了经典理论与现代材料工艺学之间的关系。

3 采用灵活多样的教学手段,提高学生的学习兴趣

在课堂上,任课老师们常采用启发式教育,用提问、问答或引而不发方法,调动学生的积极思维能力;上课除板书外,尽量多用教学模型、挂图、照片和曲线图表等形象化语言;部分内容如凝固结晶过程、塑性变形中组织结构的变化等,便组织学生观看录像,生动地用图像给学生演示,以加深学生对课程内容的理解,提高学习兴趣;对于材料科学中最基础理论,塑性变形等教学重点、难点,让学生在课外通过大量阅读文献资料和充分准备,然后组织学生进行课堂讨论,并以学生发言为主,让学生直接参与教学,即先列出若干讨论题,让学生通过课外阅读和研究自学做好事先充分准备,讨论时由学生各抒己见,经过充分辩论将问题彻底搞清,有效地调动学习积极性,激发学生的学习潜能,让课内外结合,开辟第二课堂。其次,该学科的老师将授课与学术报告,理论与实际结合起来。在教学过程中及时向学生发布与材料工艺学教学内容密切相关的学术报告会信息,鼓励学生积极参与,既扩大学生的知识面又使教学内容更加新颖。此外,"材料工艺学"的老师还编制CAI教学软件、以及教学录像、幻灯片,定时供学生在多媒体示教室中使用,并在橱窗里和实验室里将有关典型材料的组织照片、金相样品、图谱等展示出来,供学生课余参观,加深对课程内容的理解,也提高了学生的学习兴趣。同时,为了提高学生对那些需要有丰富空间想象力的晶体结构、复杂金相组织的转变和识别,三元相图的分析、塑性变形过程等知识难点的理解和掌握,教师们将先进的多媒体现代化教学手段引入材料工艺学教学中,并让它们以二维或三维动画形式生动形象地展示在学生面前。实现图、文、声、像并茂的视听一体化教学,弥补传统教学在时间和空间等方面的不足,以提高教学效果,并让学生在有限的课堂授课学时中学到更多的专业理论知识。

4 注重实践环节,理论联系实际

"材料工艺学"的一个重要教学环节是实验课,它可帮助学生巩固和加深课堂所学的理论知识,掌握基本实验技能,培养理论联系实际,自己动手分析问题、解决问题的能力,让学生有更多的实践和动手机会,以培养学生实践技能和创新能力。大多数院校安排学生到校办工厂进行金工实习,使学生对金属材料的加工有感性认识,但是对于木材、塑料、陶瓷等材料就没有相应的实践了,对于这些材料的性能和加工工艺,只能是纸上谈兵的了解。与国外的学校相比,国内的教学实践环节有很大差距。 这是今后要改进的一个重要方面。目前大多数院校由于经费和场地的限制,没有健全相应的教学实习基地。可以与企业联系,让学生到相关的企业去参观实习,巩固所学理论知识,并增加感性认识。笔者在讲授陶瓷的成型工艺时,组织学生到陶艺室去做陶器,学习拉坯成型,学生的学习积极性大大提高了。还组织学生到大型的建材市场去调查,了解各类材料的价格和应用,从而可以了解金属、塑料、陶瓷等材料的选择和加工工艺,学会在设计中利用材料来表现产品的美感,经过较深入的调查和了解,许多学生写出了很好的调查报告。 在实际的设计中体会设计与材料和工艺的密切关系,, 产品设计从某种意义上来说是对材料的理解和认识的过程。是造物与创新的过程,明确在实际产品设计中选材要考虑以下的问题。通过学习此课程,使学生掌握各种工程常用材料的性能和特点,了解各种常用材料的加工工艺技术,在产品设计中能选择适当的材料进行设计,关注新材料、新工艺的发展趋势。

5 改进考试的方式

分数是学生的命根,怎样对学生进行考核是教学环节的重要一环,如果采取传统的闭卷考试的方式,学生必然要对所学内容死记硬背,考完以后就忘得一干二净,这样的考核不利于培养学生系统学习课程,又没有培养学生理论联系实际的自觉性, 针对这些弊病,笔者考试采用开卷考试,使考试成为巩固所学知识的手段,学生的成绩由笔试成绩和实践成绩两部分组成。

6 结论

总之,只要教师和学生共同努力, 在教学过程师生互动,改变传统的满堂灌的教学方法,充分调动学生的积极性,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,在教学过程中注意培养学生的自学能力,用新颖的教学方式和前沿的知识引导他们自觉去探求新的知识, 增强他们学习的兴趣,要让学生树立"用材料来思考"的理念, 一定可以将"材料工艺学"这门课程,变成具有吸引力的课程。让学生具有表现材料美的能力。

参考文献
[1]江湘芸,《设计材料及加工工艺》,北京:北京理工大学出版社,2002年出版。
[2]郑建启,《材料工艺学》, 武汉:湖朗醭霭嫔纾2002年出版。

My opinion of teaching method for《Material and technology》
Wu Qing
Wu han University of science and technology
Abstract:《Material and technology》is a very important special course for industrial design. Materials have much relations with design. In this article , how to improve the teach level has been discussed ,from teaching and learning.
Keywords:material , design, technology

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