劉文娟，朱承飛

（南京工業(yè)大學 材料科學與工程學院，江蘇 南京 211816）

金屬腐蝕問題遍及所有行業(yè)，造成的損失巨大［1］。中國腐蝕調(diào)查報告（The Cost of Corrosion in China）指出，2015年，我國腐蝕成本為21278.2億元人民幣，約占當年國內(nèi)生產(chǎn)總值的3.34%，因此開展腐蝕防護技術(shù)及相關(guān)課程教學至關(guān)重要［2］?！案g防護技術(shù)”融合了多門專業(yè)基礎(chǔ)課程知識，圍繞電化學保護技術(shù)和緩蝕劑技術(shù)，是進行金屬材料腐蝕防護設(shè)計的一門重要的綜合性專業(yè)課。金屬材料種類繁多、性質(zhì)各異，在工程實際應(yīng)用環(huán)境多樣性和服役嚴苛性的要求下，腐蝕防護設(shè)計的重要性不言而喻，金屬的選材、腐蝕防護方案制定、介質(zhì)和條件選擇至關(guān)重要。因而培養(yǎng)學生面對復(fù)雜的金屬材料腐蝕工況，能正確和合理地制定腐蝕防護措施、進行腐蝕保護設(shè)計是提高學生工程應(yīng)用能力的關(guān)鍵。

一、“腐蝕防護技術(shù)”課程概況

2017年，金屬材料工程專業(yè)開始按照工程教育認證的標準，基于OBE理念進行本科教學課程的整體改革。工程教育認證注重對學生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，突出畢業(yè)生掌握、分析和解決工程中復(fù)雜問題的能力［3-4］，這就意味著專業(yè)在課程教學過程中需要突出體現(xiàn)復(fù)雜工程問題的專業(yè)性和具體性，同時在理論課程的授課過程中要將工程實際問題引入課程教學中，從而進一步實現(xiàn)從“知識導(dǎo)向”向“產(chǎn)出導(dǎo)向”轉(zhuǎn)換。同時，工程教育認證也要求學生能夠就復(fù)雜工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進行溝通和交流。因此，為了接軌國際，培養(yǎng)具有國際意識和國際競爭能力人才，2017年“腐蝕防護技術(shù)”課程開始進行雙語教學。課程將中文教學與英文教學相融合，以雙語教學為手段、教學內(nèi)容為載體，培養(yǎng)學生的國際合作意識、國際交流和競爭能力，探索實用型雙語教學模式，激發(fā)學生的學習熱情。

二、“腐蝕防護技術(shù)”課程教學現(xiàn)狀

通過工程教育認證、雙語課程等建設(shè)，學生的綜合能力有了一定提高，但是，面對金屬材料工程專業(yè)工程應(yīng)用性強的特點，“腐蝕防護技術(shù)”課程教學仍面臨著一系列挑戰(zhàn)：（1）課程綜合性強，知識面跨度大，結(jié)合了金屬腐蝕理論、電化學基礎(chǔ)、表面工程設(shè)備及設(shè)計、先進金屬材料等課程知識，涉及金屬的選材、金屬腐蝕機制、電化學保護原理及物理化學等專業(yè)知識，而專業(yè)課程教學分散在大三和大四兩學年，部分學生沒有定期鞏固強化專業(yè)知識，從而導(dǎo)致專業(yè)基礎(chǔ)不夠扎實，不能分析和判斷復(fù)雜問題產(chǎn)生的緣由。（2）課程內(nèi)容實踐性強，不同行業(yè)和不同環(huán)境下金屬腐蝕防護的需求不同，學生目前主要偏重于課堂學習，側(cè)重于知識訓(xùn)練，工程素養(yǎng)及人文素養(yǎng)培養(yǎng)欠缺，缺乏針對具體工況解決實際問題的能力。需要培養(yǎng)學生針對具體的腐蝕失效問題進行合理選材的能力；使學生能夠綜合運用電化學保護和緩蝕劑的具體腐蝕防護技術(shù)的基本原理、影響因素和技術(shù)特點，針對具體環(huán)境介質(zhì)和應(yīng)用范疇制定和實施正確的腐蝕防護方案。（3）課程雖然采用了雙語教學，但學生目前大部分僅通過了全國大學生英語四級或六級，對于英文專業(yè)術(shù)語的詞匯量掌握較少，專業(yè)英文閱讀和理解能力有限，國際交流的能力有待提高。

三、“腐蝕防護技術(shù)”課程教學創(chuàng)新

為貫徹落實《中國教育現(xiàn)代化2035》精神，本課程秉承“以學生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向”的理念，面向工程應(yīng)用能力培養(yǎng)，遵循“兩性一度”的標準，開展了“腐蝕防護技術(shù)”的教學創(chuàng)新。

（一）線上載體、雙語教學及互動式教學有機結(jié)合，培養(yǎng)學生的參與意識

多媒體教學內(nèi)容精練、深入淺出、形象生動，利用圖片、視頻、音頻等傳播手段，讓學生進一步認識和了解腐蝕的具體表現(xiàn)形式和腐蝕防護方法類型，如各種陰極保護設(shè)備、保護涂層的微觀結(jié)構(gòu)、緩蝕劑的實際應(yīng)用場所等。同時利用線上載體、網(wǎng)絡(luò)平臺如中國大學MOOC等，結(jié)合教師雙語教學加強對學生英語專業(yè)術(shù)語的培養(yǎng)；采取小組作業(yè)、小組報告等形式培養(yǎng)學生的團隊意識，加強師生互動。

（二）優(yōu)化教學內(nèi)容，挖掘典型案例，融合課程思政，實現(xiàn)工程教育與德育統(tǒng)一

在課程目標指導(dǎo)下，對教學內(nèi)容進行優(yōu)化設(shè)計，挖掘典型案例作為講授內(nèi)容，在案例講授過程中對專業(yè)基礎(chǔ)知識進行穿插回顧，采取以點帶面、輻射課堂全過程的基礎(chǔ)理論重溫模式，強化學生對基礎(chǔ)知識的回憶和再認識，夯實專業(yè)基礎(chǔ)。同時大量案例成為腐蝕防護專業(yè)形象化的渠道，搭建了學生認識專業(yè)的橋梁。如通過影視、新聞等手段，介紹腐蝕危害的具體案例，引入日本福島核泄漏等由腐蝕失效造成的重大災(zāi)難事故，強調(diào)腐蝕防護的重要性，使學生理解金屬腐蝕防護的行業(yè)價值。深入挖掘“腐蝕防護技術(shù)”課程中的思政元素，結(jié)合時事新聞、大國重器、中華文明等使思想政治教育如春風化雨、如鹽入水般融入專業(yè)教育中，如在綠色緩蝕劑的開發(fā)中引入“綠水青山就是金山銀山”的環(huán)保教育，實現(xiàn)工程教育與德育統(tǒng)一。

（三）基于前沿性和工程性，結(jié)合學科熱點，以豐富的案例為媒介，創(chuàng)建翻轉(zhuǎn)課堂

針對金屬材料工程專業(yè)的特點，重點挖掘腐蝕防護技術(shù)的學科前沿及工程應(yīng)用案例，以學生耳熟能詳或者親自參與的科研實例，如南京長江大橋的腐蝕防護方法、南京工業(yè)大學（原南京化工大學）與南京博物院聯(lián)合開發(fā)的青銅器緩蝕劑等為媒介，增加課程的趣味性、知識性、新穎性，激發(fā)學生的探索熱情。在翻轉(zhuǎn)課堂的形式下，將實際問題如某油田的儲罐、某石化公司的碼頭等電化學保護的保護方法的選擇、保護裝置的設(shè)計等問題帶入課堂，以學生為中心創(chuàng)建討論小組，在具體的案例分析中，啟發(fā)和誘導(dǎo)學生認真探討“未知世界”，陳述個人觀點，鼓勵學生勇于發(fā)現(xiàn)問題，培養(yǎng)學生對于具體腐蝕問題的思考和解決能力，強化學生對基礎(chǔ)理論的理解，提升學生解決復(fù)雜工程問題的能力，同時鍛煉英文交流和表達能力，增強國際合作能力和競爭力。

（四）強化實踐教學，以專業(yè)案例為載體，重視工程能力及創(chuàng)新能力培養(yǎng)

以大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、專業(yè)實踐、產(chǎn)學融合項目為支撐，打破課程藩籬，整合和貫通金屬材料工程專業(yè)知識，在專業(yè)實驗案例中融合腐蝕防護知識。例如將一純鐵塊、Q235碳鋼、316不銹鋼放到油田污水溶液中進行陰極極化曲線的測量，學生充分理解在進行陰極保護設(shè)計時電流密度的取得需要根據(jù)材質(zhì)、環(huán)境的不同而不同，以及腐蝕實驗在陰極保護設(shè)計中的作用。另外在大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目中設(shè)計腐蝕防護專業(yè)案例，如在大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目中開展“海洋環(huán)境下316L不銹鋼緩蝕劑的篩選”，從而使學生熟悉和了解實際腐蝕問題，能夠根據(jù)實際應(yīng)用場景分析腐蝕因素，正確地制定腐蝕防護措施，強化學生理論聯(lián)系實際、解決復(fù)雜工程問題的能力，提升教學質(zhì)量。

四、“腐蝕防護技術(shù)”課程創(chuàng)新成效

自實施以學生為中心、面向工程應(yīng)用能力和產(chǎn)出導(dǎo)向的案例式教學以來，“腐蝕防護技術(shù)”課程教學創(chuàng)新取得了一系列成效。

（一）激發(fā)學生的學習熱情和探索欲，全面提升學生自主學習和工程應(yīng)用能力

在課程案例教學過程中，構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂教學，教師提前將討論案例推送給學生，與學生進行課外互動。課中，教師從內(nèi)容的呈現(xiàn)者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W習的教練，學生成為學習的主導(dǎo)者。學生自主創(chuàng)建學習小組，對案例進行討論，通過討論、發(fā)言、提問、練習、答疑、辯論的形式自主研究和解決問題。翻轉(zhuǎn)課程的教學方式激發(fā)了學生的學習熱情，增強了學生自主探索的意愿。同時，針對不同案例的訓(xùn)練，如某海上鉆井平臺防腐蝕案例，學生提前查閱資料，自主學習，能夠有效分辨和分析不同工況下的腐蝕因素，根據(jù)實際需求，選擇合理的腐蝕防護技術(shù)，全面提升自主學習和工程應(yīng)用能力。

（二）強化思想政治教育，培養(yǎng)學生的愛國精神和大國工匠精神

課程思政是我國教育事業(yè)的重要內(nèi)容［5-6］，“腐蝕防護技術(shù)”課程的專業(yè)性強、精準度高，在長期理工科思維模式下學生邏輯思維能力極強，但對抽象的社會理論認識較為淺薄。因此在課程教學中，緊密圍繞價值塑造、能力培養(yǎng)和知識傳授“三位一體”的目標，對“腐蝕防護技術(shù)”的課程思政進行了系統(tǒng)化的設(shè)計。在課程教學中布局了腐蝕學科的開創(chuàng)、《大國重器——布局海洋》：海洋工程材料的開發(fā)和防腐蝕新要求、“一帶一路”建設(shè)與社會主義核心價值觀、新時代的工匠精神等思政主題，以典型的正面案例和先進事跡為載體，將思想政治教育融入專業(yè)課程的教學過程中，如講授思想腐蝕的危害、海洋工程材料的腐蝕防護技術(shù)、中國制造等案例，激發(fā)學生的愛國熱情，引導(dǎo)學生樹立科技強國理念，培養(yǎng)學生不畏困難、勇于承擔的大國工匠精神。

（三）提升了人才培養(yǎng)質(zhì)量，學生工程實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力不斷增強

基于OBE理念，通過案例教學，極大提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量。近三年學生獲得了多項國家級和省部級獎勵；畢業(yè)本科生一次平均就業(yè)率大于90%。畢業(yè)生綜合素質(zhì)高、工程實踐能力強，服務(wù)于國有大型企業(yè)，石油化工企業(yè)，化工、冶金、金屬材料類的研究所，設(shè)計院等，并迅速成長為技術(shù)骨干。

（四）賦予了教學團隊新的教學活力，促進了教師的發(fā)展和進步

案例式教學要求教師對學科前沿和工程實踐有非常敏銳的感知能力，能夠把抽象的專業(yè)知識轉(zhuǎn)化為形象的案例［7-8］。結(jié)合教師科研課題和企業(yè)需求，在大量案例的收集和設(shè)置過程中，有效提高了教師的科研能力、產(chǎn)研結(jié)合能力。同時翻轉(zhuǎn)課堂教學構(gòu)建要求教師因時制宜、合理運用教學方法，對教學內(nèi)容具有整合能力，善于將學科知識轉(zhuǎn)化為學生易于接受理解的教學形式及表達方式，還需要準確把握備課重點，根據(jù)學生訴求與存在的薄弱點來解決問題和難點。這些要求都促使教師必須提升教學和研究能力，才能不斷去改進、完善和提升。同時，教師通過科學研究和指導(dǎo)競賽獲得的實踐成果，來提高自身的研創(chuàng)能力，并反哺教學，促進教研能力的提高。

結(jié)語

“腐蝕防護技術(shù)”課程的案例教學改革切實提高了金屬材料工程專業(yè)學生的人才培養(yǎng)質(zhì)量，學生工程實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力不斷增強。以學生為中心的翻轉(zhuǎn)課堂案例討論深受學生歡迎，并能全面提高教師的教學研創(chuàng)能力，促進教學進步，可推廣至金屬材料工程其他專業(yè)課程建設(shè)中。