省級精品課《金屬學》課程教學改革與實踐

馮運莉+魏英立++田亞強++楊海麗++李運剛

《金屬學》課程組有計劃地培養(yǎng)和提高教師的業(yè)務(wù)能力和水平，形成了一支年齡、職稱、學位結(jié)構(gòu)合理、梯隊組成趨于完善的教師隊伍，在教學內(nèi)容、教學手段方面，充分發(fā)揮現(xiàn)代化教學的優(yōu)勢和特長，創(chuàng)建了有學科特色的教學內(nèi)容和方法，綜合考慮理論教學和實驗教學的互補和相互促進，加大了實驗設(shè)備的投入和實驗教學的力度，努力將《金屬學》課程建設(shè)成符合教育規(guī)律，體系完備、具有科學性、先進性，特色明顯的省內(nèi)和國內(nèi)知名的精品課程。

教學內(nèi)容改革師資隊伍建設(shè)實踐性教學教學方法教學手段《金屬學》是金屬材料工程、材料成型與控制工程專業(yè)本科的專業(yè)基礎(chǔ)課，對該課程掌握的好壞直接影響著后續(xù)專業(yè)課程的學習質(zhì)量。這門課程理論性強、概念多、微觀理論多、宏觀知識面少且很抽象、難學。為了使學生理解和掌握材料材料科學與工程的基礎(chǔ)理論，在學習本課程之前安排一次認識實習課，使學生對金屬冶煉、加工及熱處理有一個概括的認識。通過對本課程的學習，使學生系統(tǒng)掌握《金屬學》基本理論和基礎(chǔ)知識，運用所學知識分析問題、解決問題，提高學生綜合能力與素質(zhì)，并為后續(xù)有關(guān)專業(yè)課程的學習打好基礎(chǔ)；使學生在金屬學基礎(chǔ)理論方面具備閱讀專業(yè)文獻及進一步提高自學的能力；使學生具備運用金相光學顯微分析方法分析金屬及合金的組織、性能的能力。

河北聯(lián)合大學冶金與能源學院自1958年以來，為當時的煉鋼專業(yè)、煉鐵專業(yè)、軋鋼專業(yè)、有色專業(yè)、機械專業(yè)和礦機專業(yè)開設(shè)《金屬學》《金屬材料及熱處理》等課程。課程學時不等，側(cè)重點不同，但是都由河北聯(lián)合大學冶金與能源學院金屬材料及加工工程系《金屬學》教研室開課，授課量為每年不少于180人，最多時340人。教學面廣，教學效果顯著。自2004年，我校增加了材料成型與控制工程專業(yè)，也以《金屬學》課程作為專業(yè)主干課，授課對象又有所增加。因此，本課程組全體教師應(yīng)該加強對該課程的建設(shè)目標、師資隊伍建設(shè)、教學內(nèi)容及教學方法等教學實踐與討論，著重培養(yǎng)學生的自學能力、動手能力、分析問題和解決問題的能力。

一、課程建設(shè)目標、內(nèi)容

1.課程建設(shè)目標

按照教育部高等工程教育思想對課程進行整體規(guī)劃和設(shè)計，用信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)教學的現(xiàn)代手段和現(xiàn)代成果對課程內(nèi)容進行提高和完善；將《金屬學》課程建設(shè)成符合教育規(guī)律，體系完備、具有科學性、先進性，特色明顯的省內(nèi)和國內(nèi)知名的精品課程。教學過程中注重教學理論的完整性、教學內(nèi)容的適用性、教學水平的與時俱進性和培養(yǎng)人才的社會適應(yīng)性，以人為本、因材施教、突出特點、面向未來、服務(wù)社會是該課程的教學理念。

2.課程建設(shè)內(nèi)容

（1）建設(shè)一支高水平的教師隊伍

擁有一支高水平的理論教學教師隊伍和實驗教師隊伍，是保證課程教學質(zhì)量的基礎(chǔ)和最主要環(huán)節(jié)。在教學隊伍建設(shè)方面，采用主講教授負責、青年教師參與、實驗教師配合、研究生輔導的方式，注重培養(yǎng)青年教師，形成一支結(jié)構(gòu)合理、人員穩(wěn)定的高水平教師和實驗教師梯隊。

（2）創(chuàng)建有學科特色的教學內(nèi)容和方法

進一步完善所提出的“五結(jié)合的金屬學課程教學”模式。借鑒兄弟院校和兄弟單位先進做法和經(jīng)驗，按照創(chuàng)造性人才培養(yǎng)思路，建立以學生為主體、教師為主導的基于探索和研究的教學模式，探索與課程特點相適應(yīng)的教學方法與手段，探索在專業(yè)基礎(chǔ)課中開展研究型、體驗型教學的可能性，鼓勵學生參與教師科研，形成具有學科特色的教學內(nèi)容和方法。

（3）開展雙語教學

培養(yǎng)和鼓勵青年教師開展雙語教學，選擇或自編一本優(yōu)秀雙語教材（目前我們已經(jīng)從清華大學購進“材料科學與工程基礎(chǔ)（英語）”教材一本，光盤一部，計劃擴展雙語教學）；加強與省內(nèi)、國內(nèi)同行間的交流與合作，力爭將本課程建設(shè)成為一門省內(nèi)先進、國內(nèi)知名的精品課程。

（4）開設(shè)大型綜合實驗

將金相分析技術(shù)、熱處理工藝基礎(chǔ)、金屬性能檢測、成分對于性能的影響、失效分析技術(shù)等內(nèi)容組合為幾個典型綜合試驗，鍛煉學生動手能力和分析能力。保證實驗室對學生全面開放的條件，不局限于實驗開出率這個數(shù)字概念。

二、教學改革與實踐

1.教師隊伍建設(shè)

課程組有計劃地培養(yǎng)和提高教師的業(yè)務(wù)能力和水平。2004年～2006年，馮運莉老師在中國礦業(yè)大學學習獲得博士學位；2006～2010年，楊海麗老師到燕山大學學習并獲得博士學位；2007年，學校派出李杰老師在燕山大學攻讀博士學位；2011年，學校引進華南理工大學博士鄭小平老師；2012年，引進德國KIT博士后寧江立老師，其它暫時不能出去進修的青年教師在承擔教學任務(wù)的同時，利用一切機會跟老教師學習。課程組逐步養(yǎng)成了尋求一切機會學習和討論教學內(nèi)容和教學方法、手段的良好風氣。

現(xiàn)在，《金屬學》課程組共有專任教師7人，分別來自中國礦業(yè)大學、中科院沈陽金屬所、華南理工大學、燕山大學、哈爾濱工業(yè)大學等，并在教學實踐過程中各自發(fā)揮了各個學校的優(yōu)勢和特長。從年齡結(jié)構(gòu)來看：40歲以上3人，30歲以上4人。從職稱結(jié)構(gòu)來看：教授2人，副教授3人，講師1人，實驗師1人。從學位結(jié)構(gòu)來看：博士學位6人，碩士1人。教師隊伍年齡、職稱、學位結(jié)構(gòu)合理、梯隊組成趨于完善。

2.教學內(nèi)容改革與研究

《金屬學》課程在我院具有專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)主干課的雙重性質(zhì)。現(xiàn)在隨著教學改革的不斷深入和科學技術(shù)的不斷發(fā)展，《金屬學》課程教學內(nèi)容含蓋了過去的《金屬學》《金屬材料學》《金屬材料及熱處理》《工程材料》《材料科學導論》《材料科學基礎(chǔ)》等課程。按照教學計劃的要求，該課程以理論教學為主（多媒體教學和課外輔導），輔以習題課、綜合實驗等多種方式。老師輔導在每學期開學時公布給學生具體的時間和地點，作業(yè)全批全判，記錄成績，記入期末總成績中。根據(jù)本課程教學內(nèi)容中有數(shù)以百計的教學模型、成千的教學圖片、幻燈片，針對專業(yè)特點和需求分別制作了適合不同專業(yè)的（鋼鐵冶金、材料加工工程、材料成型與控制工程、熱能與動力工程）多媒體教學課件（有Authwaer軟件制作的、VB軟件制作的、PPt軟件制作的，等等）。

在教學內(nèi)容、教學手段方面，充分發(fā)揮現(xiàn)代化教學的優(yōu)勢和特長，編制和修改冶金工程、材料加工工程、材料成型與控制工程、熱能與動力工程專業(yè)《金屬學》課程大綱和多媒體課件應(yīng)用與教學，同時保持發(fā)揮多媒體教學和板書教學功能和特長。定期開展教學法研究討論會和相關(guān)活動，積極參加教學改革和教學研究項目，先后在學校承擔“理論與實踐結(jié)合的力學性能”“多元智力理論與教學”和“《金屬學》課程教學改革與實踐”等教改課題。

3.教學方法與手段革新

現(xiàn)代化教學是高校教學過程中必不可少的重要的教學手段?！督饘賹W》是冶金、材料、機械類各專業(yè)重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，涉及的理論知識十分廣泛又很抽象，學生在學習過程中往往感到抽象、難理解。針對本課程的特點，利用多媒體技術(shù)把文本、圖像、動畫、音頻、視頻等多種媒體綜合起來輔助教學，通過視覺聽覺對學生產(chǎn)生多重感官刺激，大大激發(fā)學生的學習興趣，提高主動性和積極性，（上接第95頁）并使學生在較短的時間內(nèi)獲得較多的信息量，彌補傳統(tǒng)教學的不足。《金屬學》教學過程采用自行編制的兩套多媒體教學軟件，應(yīng)用于教學得到很好的效果。教學方法多采用固定和靈活結(jié)合、群體和個別結(jié)合、考試和平時作業(yè)結(jié)合、理論教學和實驗結(jié)合多媒體和板書結(jié)合的五結(jié)合教學方法，教學實踐后效果比較好。4.加強實驗教學實踐環(huán)節(jié)《金屬學》課程是依賴于實驗的學科，在歐美叫做《物理冶金學》。有許多金屬組織、形貌、顯微特征必須借助光學顯微鏡、電子顯微鏡這樣的儀器設(shè)備才能夠看得到，因此，《金屬學》建設(shè)成精品課必須包括實驗環(huán)節(jié)。近5年來，學校和學院非常重視《金屬學》精品課建設(shè)和發(fā)展。實驗教學方面，新購進學生實驗課程使用的普通光學金相顯微鏡16臺，淘汰了部分陳舊設(shè)備，極大地提高了光學顯微分析試驗的質(zhì)量；投資30萬元新購進大型金相顯微鏡，用于畢業(yè)設(shè)計和研究生工作，使金相分析水平和能力得到顯著提高。投資9萬元，購進原子力顯微鏡。使金屬分析能力提高到原子分辨率水平。投資10萬元購置了高溫磨損試驗機，補充力學性能檢測手段和能力?！督饘賹W》課程在精品課設(shè)計時綜合考慮了理論教學和實驗教學的互補和相互促進。課題組無論在人員安排和整體布置上兼顧了教學人員和實驗室人員。整個思路成熟之后，《金屬學》教學借助實驗和理論教學的兩個方面，讓學生建立起了課堂理論教學離不開實驗環(huán)節(jié)的良好學習習慣。金屬材料及加工工程系實驗室對于《金屬學》課程完全開放，學生在什么時間到實驗室都能夠進行條件所允許的各種實驗。近年來，學生學習考研基礎(chǔ)課《金屬學》課程的效果良好，不僅僅體現(xiàn)在該課程學期末學習成績比較好，而且每年有數(shù)十名同學考上北京科技大學、東北大學、天津大學、北京理工大學、北京航空航天大學等全國名牌大學的碩士研究生，并且畢業(yè)生就業(yè)簽約率一直在我校名列前茅?；痦椖浚汉颖甭?lián)合大學教育教改研究課題：Y1121-05。（下轉(zhuǎn)第102頁）

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