李偉 張曉燕 萬明攀 楊明 張忠全

摘要：《熱處理原理與工藝》是材料科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程，針對該課程的特點和實踐教學(xué)中存在的問題，通過優(yōu)化實踐教學(xué)內(nèi)容、增加學(xué)生自主性綜設(shè)實驗的比重、改善實踐教學(xué)條件、建立多元化的實踐教學(xué)體系、改進(jìn)考評辦法等措施對該課程的實踐教學(xué)進(jìn)行改革，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，加強(qiáng)了學(xué)生對固態(tài)相變理論的理解和應(yīng)用，提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：熱處理原理與工藝；實踐教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）28-0131-02

《熱處理原理與工藝》是材料科學(xué)與工程專業(yè)金屬材料方向的核心課程，主要講授鐵碳合金過冷奧氏體發(fā)生珠光體、馬氏體、貝氏體等固態(tài)相變的原理，以及正火、退火、淬火、回火等熱處理的方法和工藝。從教學(xué)內(nèi)容上看，該課程不僅涉及到物理化學(xué)、金屬學(xué)、晶體學(xué)等多門理論，具有理論性強(qiáng)、抽象性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)的特點，而且又與實際生產(chǎn)聯(lián)系緊密，具有實踐性強(qiáng)、知識更新速度快的特點。該課程既要求學(xué)生具備堅實的基礎(chǔ)理論知識，又要求學(xué)生具備一定的分析解決實際問題的能力，能夠根據(jù)固態(tài)相變的基本原理制訂合理的熱處理工藝路線。這就要求教師在教學(xué)過程中有針對性地進(jìn)行理論結(jié)合實際、化理論為具體、化抽象為形象的授課，要達(dá)到這一目標(biāo)，實踐教學(xué)就成為其中的關(guān)鍵一環(huán)。

通過熱處理實踐促使學(xué)生對抽象問題的理解，通過基本原理的運(yùn)用詮釋實踐過程的各種現(xiàn)象。因此，在該課程的教學(xué)中必須加大實踐教學(xué)的力度，對傳統(tǒng)的實踐教學(xué)模式進(jìn)行改革。筆者結(jié)合我院《熱處理原理與工藝》課程實踐教學(xué)開展的情況，提出了實驗教學(xué)改革與實踐的幾點體會。

一、《熱處理原理與工藝》實踐教學(xué)存在的問題

1.教學(xué)內(nèi)容陳舊，學(xué)生自主實驗訓(xùn)練不足。由于受重視程度或?qū)嶒灄l件的限制，大多數(shù)熱處理實驗內(nèi)容沒有隨著實驗技術(shù)手段的進(jìn)步進(jìn)行改進(jìn)，這些很多年不變的實驗內(nèi)容難以具有挑戰(zhàn)性，學(xué)生難以發(fā)生興趣或產(chǎn)生求索的欲望，從而不重視實驗，達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)。而且，傳統(tǒng)的熱處理實驗側(cè)重于學(xué)生單項技能和對知識的驗證為主，綜合性、設(shè)計性實驗比重較輕，尤其是學(xué)生自主的開放性實驗訓(xùn)練很少。這樣就不能將熱處理課程中的不同熱處理工藝串聯(lián)起來進(jìn)行實驗訓(xùn)練，缺乏讓學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)地綜合運(yùn)用所學(xué)知識與技能的主線。

2.教學(xué)模式單一，學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)缺乏。材料專業(yè)涉及熱處理實踐的環(huán)節(jié)主要有課程實驗、實習(xí)實踐和畢業(yè)論文階段。在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，教師詳細(xì)講解實驗原理、實驗步驟、注意事項等，學(xué)生根據(jù)流程進(jìn)行實際操作；在實習(xí)實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生在企業(yè)主要看生產(chǎn)過程和聽師傅講解，動手機(jī)會很少；在畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，教師擬定題目，下達(dá)任務(wù)書，學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行實驗。在這些實踐環(huán)節(jié)，教師是教學(xué)的主體，學(xué)生根本沒有獨立思考，只要按照教師的要求“照單抓藥”即可。這種實踐教學(xué)模式難以提高學(xué)生的動手能力和分析問題、解決問題的能力，缺乏對學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.教學(xué)資源匱乏，實踐教學(xué)質(zhì)量難以保證。隨著學(xué)生規(guī)模的急劇增加，材料專業(yè)實踐教學(xué)過程中不同程度的存在教學(xué)資源匱乏的問題。一方面，學(xué)生的擴(kuò)招造成硬件設(shè)施的相對不足，導(dǎo)致實驗任務(wù)安排與落實困難，造成實驗安排在時間上相對集中，實驗過程給學(xué)生參與動手的機(jī)會少，等等問題，使得實驗教學(xué)匆匆走過場。同時，學(xué)生人數(shù)的增多也增加了實習(xí)實踐的困難，企業(yè)不能接納更多的學(xué)生進(jìn)行實習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生實習(xí)時間變短，實習(xí)過程走馬觀花。這些原因?qū)е聼崽幚韺嵺`教學(xué)流于形式，實踐教學(xué)改革難以落到實處，實踐教學(xué)質(zhì)量自然難以保證。

二、《熱處理原理與工藝》實踐教學(xué)改革的措施

1.優(yōu)化實踐教學(xué)內(nèi)容，增加學(xué)生自主性綜設(shè)實驗的比重。將大部分驗證性實驗項目整合成適合于使用仿真實驗或多媒體教學(xué)軟件教學(xué)，增加綜設(shè)性實驗比重，要求學(xué)生根據(jù)實驗條件自主選材，自己設(shè)計熱處理工藝方案并實施操作，獨立觀察顯微組織和測試力學(xué)性能，鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；更新實驗內(nèi)容，創(chuàng)新實驗項目，確保實驗教學(xué)內(nèi)容科學(xué)前沿，注重傳統(tǒng)與現(xiàn)代的結(jié)合、學(xué)與用的結(jié)合，在此基礎(chǔ)上建立熱處理相關(guān)的開放性實驗項目庫，鼓勵學(xué)生在課外根據(jù)個人興趣自主選擇實驗項目進(jìn)行探索研究，培養(yǎng)學(xué)生的自主實踐能力和科研興趣。

2.充分挖掘校內(nèi)外資源，改善實踐教學(xué)條件。充分利用依托我院建設(shè)的國家復(fù)合改性聚合物工程技術(shù)研究中心、貴州省材料結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度重點實驗室、貴州省激光技術(shù)應(yīng)用工程研究中心、材料測試與結(jié)構(gòu)分析實驗中心等資源，建立儀器設(shè)備共享機(jī)制，為熱處理實踐教學(xué)創(chuàng)造良好的實驗條件。加強(qiáng)與中航工業(yè)143廠、183廠、154廠、標(biāo)準(zhǔn)件廠及西南工具集團(tuán)、貴州合潤鋁業(yè)、貴州金飛輪轂等建有熱處理生產(chǎn)線的大中型企業(yè)合作，聯(lián)合建立了學(xué)生實踐實訓(xùn)基地，加強(qiáng)熱處理實踐教學(xué)條件建設(shè)，讓學(xué)生在生產(chǎn)現(xiàn)場直接進(jìn)行熱處理實踐技能和創(chuàng)新能力的鍛煉和體驗。

3.改革實踐教學(xué)模式，建立多元化的實踐教學(xué)體系。利用我院每年舉辦的金相技能大賽和參加全國大學(xué)生金相技能大賽的機(jī)會，組織學(xué)生進(jìn)行制樣培訓(xùn)和比賽。在此過程中，學(xué)生通過不同熱處理狀態(tài)金相試樣的比較直觀了解到熱處理工藝對材料的組織性能的影響，能夠加深對熱處理的感性認(rèn)識。同時，向?qū)W生全面介紹本學(xué)院教師的科研方向、承擔(dān)的課題等信息，鼓勵學(xué)生聯(lián)系相關(guān)教師申請參與科研實驗，同時支持學(xué)生組成課題組申報國家級、省級和校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃，在教師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行金屬熱處理相關(guān)項目的研究，將熱處理的基本原理和工藝運(yùn)用到科研實踐中，進(jìn)一步提高學(xué)生利用所學(xué)知識解決實際問題的能力。此外，在實習(xí)過程中針對實習(xí)工廠生產(chǎn)的實際情況，設(shè)計相關(guān)的實踐項目，讓學(xué)生帶著項目、帶著問題進(jìn)行有針對性的實習(xí)并撰寫實踐報告，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實際問題的意識和能力。

4.完善網(wǎng)絡(luò)資源，建立網(wǎng)上實驗平臺。通過網(wǎng)頁、微博、QQ群等方式搭建網(wǎng)上實驗平臺，將實驗設(shè)備資料、實驗教學(xué)教案、儀器操作視頻、開放實驗項目等相關(guān)信息共享在平臺上。學(xué)生可以在網(wǎng)上了解儀器設(shè)備功能、實驗方案設(shè)計、基本操作過程等內(nèi)容，根據(jù)自己的興趣選擇實驗項目或自擬項目進(jìn)行網(wǎng)上預(yù)約實驗，并可通過網(wǎng)絡(luò)平臺提出問題、尋求幫助，教師可以在網(wǎng)絡(luò)平臺上及時進(jìn)行解答指導(dǎo)，增強(qiáng)教師和學(xué)生的互動。網(wǎng)絡(luò)平臺的建立不僅可以提高學(xué)生自主實驗的便利性，更可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。

5.改進(jìn)考評辦法，發(fā)揮正向引導(dǎo)作用。為了從制度上引導(dǎo)、督促學(xué)生重視實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的熱處理實驗積極性和學(xué)習(xí)興趣，改進(jìn)學(xué)生的考評辦法，將課程實驗成績、項目實踐成績納入本課程的綜合成績中去，且占總成績比重不低于20%。課程實驗考核主要從綜設(shè)性實驗方案擬定、實際操作、實驗分析、實驗報告等方面進(jìn)行綜合評定，按百分制給出分?jǐn)?shù)，重點考查學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力、實踐動手能力；項目實踐考核只針對部分對科研有興趣的學(xué)生，其成績作為平時成績的加分因素，主要從科研項目的創(chuàng)新性和先進(jìn)性、實驗方案的合理性、實驗結(jié)果的正確性、論文的規(guī)范性等方面綜合評定。通過加大實踐環(huán)節(jié)在總成績中所占的比例，提高學(xué)生對熱處理實踐環(huán)節(jié)的重視程度，培養(yǎng)學(xué)生理論知識應(yīng)用于實踐的能力。

三、結(jié)語

《熱處理原理與工藝》課程的教學(xué)內(nèi)容是材料專業(yè)中理論和實踐緊密結(jié)合的一次集中體現(xiàn)，實踐教學(xué)是其中的關(guān)鍵一環(huán)。通過優(yōu)化實踐教學(xué)內(nèi)容、增加學(xué)生自主性綜設(shè)實驗的比重、改善實踐教學(xué)條件、建立多元化的實踐教學(xué)體系、改進(jìn)考評辦法等措施對該課程的實踐教學(xué)進(jìn)行綜合改革，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，加強(qiáng)學(xué)生對固態(tài)相變理論的理解和應(yīng)用，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的發(fā)展。實踐表明，這些改革措施較好地適應(yīng)了該課程實踐教學(xué)的特點，提升了學(xué)生的專業(yè)綜合素養(yǎng)，并取得了良好的成效。

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