“應(yīng)用”為導(dǎo)向的《金屬材料學(xué)》課程教學(xué)改革探索

王松林

（銅陵學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，安徽 銅陵 244061）

我國(guó)當(dāng)前正處于工業(yè)化的重要階段，社會(huì)的發(fā)展離不開“研究型”人才，但更需要大量直接面對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的“應(yīng)用型”人才.傳統(tǒng)高等教育偏重專業(yè)基礎(chǔ)理論，而對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)不足，畢業(yè)生“眼高手低”現(xiàn)象普遍存在，特別是一些實(shí)踐性很強(qiáng)的工科類專業(yè)，就業(yè)單位還要花大量精力對(duì)其進(jìn)行再培訓(xùn)才能適應(yīng)崗位需求，企業(yè)和畢業(yè)生均有怨言.這個(gè)現(xiàn)象現(xiàn)在已引起我國(guó)高等教育界的高度重視.國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)在2014年2月26日主持召開的國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議上，做出了加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的戰(zhàn)略部署，堅(jiān)持以“提高質(zhì)量、促進(jìn)就業(yè)、服務(wù)發(fā)展”為導(dǎo)向，加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育，要“引導(dǎo)一批普通本科高校向應(yīng)用技術(shù)型高校轉(zhuǎn)型”.

銅陵學(xué)院是安徽省重點(diǎn)建設(shè)的五所“應(yīng)用型”新建本科高校之一，早在2008年就發(fā)起創(chuàng)立了“安徽省應(yīng)用型本科高校聯(lián)盟”.學(xué)校以此為契機(jī)，要求各專業(yè)均以培養(yǎng)“應(yīng)用型”人才為目標(biāo)積極進(jìn)行改革和探索.《金屬材料學(xué)》是金屬材料工程專業(yè)最重要的專業(yè)核心課程之一，既包含豐富的專業(yè)理論知識(shí)，又包含很多生產(chǎn)或科研中使用的技術(shù)，是學(xué)生走上工作崗位后運(yùn)用最多、最直接的課程，教學(xué)難度大[1-4].金屬材料教研室以“應(yīng)用”為導(dǎo)向，在課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)踐環(huán)節(jié)上大膽創(chuàng)新，努力鍛煉培養(yǎng)學(xué)生的綜合工程素質(zhì)，取得良好成效.

1 突出學(xué)科特色，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

金屬材料工程是銅陵學(xué)院于2007年新開設(shè)的本科專業(yè)，開設(shè)之初培養(yǎng)方案和課程設(shè)置參考了本省一些老牌工科學(xué)校的做法，并未形成自己的特色.通過對(duì)畢業(yè)生就業(yè)情況的連續(xù)跟蹤調(diào)查表明，學(xué)生主要就業(yè)方向是在本省和江浙一帶的鋼鐵企業(yè)、有色金屬企業(yè)及機(jī)械加工制造企業(yè)從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝制定、質(zhì)量控制等技術(shù)工作.銅陵學(xué)院另外一個(gè)與金屬材料相近的專業(yè)—材料加工及控制工程（材控）是本校的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)專業(yè)，經(jīng)過三十多年的積累，在金屬塑性加工領(lǐng)域具有了一定的特色及優(yōu)勢(shì).金屬材料工程的專業(yè)方向定位是以市場(chǎng)需要為導(dǎo)向，結(jié)合材控專業(yè)在塑性加工方面的學(xué)科優(yōu)勢(shì)及銅陵地區(qū)有色金屬冶煉加工的地方特色，通過對(duì)專業(yè)主干課程的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié)等進(jìn)行改造整合，突出“應(yīng)用”，逐漸形成了自己的特色.

《金屬材料學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容制定要依據(jù)專業(yè)定位，突出自身特色.概況起來，就是“一個(gè)基礎(chǔ)，一條主線，五個(gè)突出”，即以合金化原理為基礎(chǔ)，材料設(shè)計(jì)為主線，重點(diǎn)突出金屬材料的強(qiáng)韌化機(jī)理，塑性的本質(zhì)和影響因素，有色金屬（特別是鋁、銅合金）的性能及強(qiáng)化機(jī)理，各種加工工藝（鑄、鍛、焊）對(duì)金屬組織性能的影響，以及新型金屬材料[1,2].具體措施是以金屬材料合金化基本理論為核心，闡明各種材料成分與處理工藝的特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)材料組織、性能及應(yīng)用之間關(guān)系,使學(xué)生掌握各類材料成分設(shè)計(jì)和加工工藝制訂依據(jù)，培養(yǎng)分析問題和解決工程問題的能力.材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，具有廣泛應(yīng)用前景的新材料、新技術(shù)和新工藝等必須在課程教學(xué)中有所體現(xiàn)，如耐候鋼、超高強(qiáng)度鋼、新型金屬基復(fù)合材料、控扎控冷技術(shù)、形變熱處理等.有些教學(xué)內(nèi)容需要及時(shí)更新，如新國(guó)標(biāo)及鋼種牌號(hào)等；有些內(nèi)容則需要結(jié)合專業(yè)特色進(jìn)行強(qiáng)化，如塑性變形與組織性能的關(guān)系，銅合金、新型銅基材料等.

材料設(shè)計(jì)（選材）是金屬材料核心內(nèi)容，學(xué)生的掌握程度直接影響對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和應(yīng)用[3,4].教學(xué)思路是以合金化理論為基礎(chǔ)，緊緊抓住“材料（部件）服役條件-性能-組織設(shè)計(jì)-合金化-加工工藝-性能驗(yàn)證”這條主線，詳見圖1所示.以各種不同性能材料設(shè)計(jì)為實(shí)例，將材料合金化設(shè)計(jì)、加工工藝設(shè)計(jì)、組織、性能及實(shí)際工程應(yīng)用有機(jī)融合，體現(xiàn)課程綜合性、應(yīng)用性特點(diǎn).

2 教學(xué)方法創(chuàng)新

《金屬材料學(xué)》內(nèi)容廣泛涉及《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《熱處理原理及工藝》、《材料力學(xué)性能》等已學(xué)過的相關(guān)專業(yè)課程知識(shí)，又涵蓋一些《焊接原理及工藝》、《金屬凝固原理》、《金屬塑性變形理論》等后續(xù)專業(yè)課程的知識(shí)，需要融會(huì)貫通，教學(xué)難度大，學(xué)生往往難以理解透徹.為了改善教學(xué)效果，在優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上結(jié)合課程特點(diǎn)，緊緊把握工程“應(yīng)用”這個(gè)導(dǎo)向，大力推行案例教學(xué)法、項(xiàng)目教學(xué)法，采用動(dòng)畫、圖解等直觀方法和互動(dòng)式教學(xué)，有利于學(xué)生對(duì)抽象概念的理解和知識(shí)點(diǎn)的融會(huì)貫通.

2.1 重視上好緒論課

由于金屬材料學(xué)課程概念多，實(shí)踐性強(qiáng)，又與其他課程聯(lián)系緊密，學(xué)生往往把握不住重點(diǎn)和分析問題的方法，因此必須重視緒論課的教學(xué).首先讓學(xué)生了解該課程的特點(diǎn)和重要性，了解課程的邏輯主線和學(xué)習(xí)方法，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ).

2.2 案例式教學(xué)

在金屬材料學(xué)課堂教學(xué)中，除了傳授基礎(chǔ)理論外，更要強(qiáng)調(diào)材料設(shè)計(jì)、加工、組織、性能及應(yīng)用之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)的能力.案例教學(xué)法具有明確的工程實(shí)踐性和趣味性，將枯燥抽象的理論具體化、形象化，便于學(xué)生理解和把握.案例可以選自金屬材料的最新研究進(jìn)展、生產(chǎn)實(shí)習(xí)企業(yè)的工程實(shí)踐、教師科研項(xiàng)目等，要具有明確的“應(yīng)用”性.案例式教學(xué)的具體流程見圖2所示.該教學(xué)法注重課堂討論與教師指導(dǎo)相結(jié)合，理論分析與實(shí)踐驗(yàn)證相結(jié)合，形成認(rèn)知的閉環(huán)，將孤立的知識(shí)點(diǎn)串接成網(wǎng)狀，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合理解和把握.同時(shí)，案例式教學(xué)法對(duì)教師的綜合素質(zhì)也提出了更高的要求，教師只有通過不斷的自我“充電”，始終站在學(xué)科的前沿，才能上好這門課程.

2.3 動(dòng)畫、圖解法教學(xué)

課程中有很多概念原理復(fù)雜抽象，如合金元素對(duì)相圖和C曲線的影響、材料的強(qiáng)韌化機(jī)理、淬火回火過程中的組織性能轉(zhuǎn)變等，學(xué)生往往難以理解.教師首先要對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行濃縮提煉，找到問題關(guān)鍵所在和邏輯線索，再利用直觀的多媒體動(dòng)畫、圖解演示等現(xiàn)代教學(xué)手段，將復(fù)雜的原理直觀地表達(dá)出來，便于學(xué)生理解把握.

3 實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置和改革

實(shí)踐教學(xué)是對(duì)課堂理論知識(shí)的鍛煉和檢驗(yàn)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)具有非常重要的意義[5].實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置要根據(jù)學(xué)生對(duì)事物的認(rèn)知過程來科學(xué)設(shè)置.為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，獲得最佳的教學(xué)效果，實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置要與理論教學(xué)協(xié)調(diào)一致、相互促進(jìn).

3.1 課程實(shí)驗(yàn)

課程實(shí)驗(yàn)是對(duì)理論教學(xué)的總結(jié)提高，是實(shí)踐性教學(xué)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié).課程實(shí)驗(yàn)要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度適時(shí)安排，適當(dāng)減少演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加部分綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn).綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖桥囵B(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、數(shù)據(jù)處理能力及文獻(xiàn)資料的搜集閱讀能力；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虺浞职l(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，鍛煉邏輯思維，有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決工程問題的能力、探索創(chuàng)新能力及組織管理能力[6].

3.2 開放實(shí)驗(yàn)室

由于課時(shí)限制，金屬材料學(xué)只能安排8-10課時(shí)的課程實(shí)驗(yàn).為進(jìn)一步鍛煉培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求，我院在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件基礎(chǔ)上進(jìn)行了金屬材料工程綜合開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè).各實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備對(duì)大三以上學(xué)生全天候開放，學(xué)生可以參考實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，根據(jù)自己的興趣來主導(dǎo)完成實(shí)驗(yàn)，也可以結(jié)合省級(jí)高?！百|(zhì)量工程”的大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃或教師的科研項(xiàng)目來開展相關(guān)研究，有相應(yīng)指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)安全和技術(shù)指導(dǎo)工作.目前開放實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)已基本完成，學(xué)生參與的積極性很高，初步運(yùn)行效果良好.

3.3 課程設(shè)計(jì)

為及時(shí)鞏固教學(xué)效果，在《金屬材料學(xué)》課程教學(xué)結(jié)束后即安排2周的課程設(shè)計(jì).課程設(shè)計(jì)選題均來源于工程實(shí)踐，給出具體的零部件，要求按照以下步驟來完成設(shè)計(jì)：服役條件分析—合金化思路與選材—確定具體加工工藝流程—討論關(guān)鍵工藝參數(shù)—組織性能特點(diǎn)—質(zhì)量控制要點(diǎn)—設(shè)計(jì)布置生產(chǎn)線.選材設(shè)計(jì)要求要有3個(gè)以上的備選方案，并進(jìn)行討論比較，給出最佳方案.每2-3人組成一個(gè)設(shè)計(jì)小組共同完成一個(gè)課題，要求通過查資料、討論，撰寫出不少于一萬字的完整課程設(shè)計(jì)報(bào)告，教師全程給予指導(dǎo).課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和創(chuàng)新能力.

3.4 生產(chǎn)實(shí)踐

《金屬材料學(xué)》課程教學(xué)和課程設(shè)計(jì)在大三上學(xué)期完成，在大三下學(xué)期安排3周的企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí).通過對(duì)相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)工藝流程、質(zhì)量檢驗(yàn)控制進(jìn)行近距離的觀察分析、討論和動(dòng)手操作，深入了解企業(yè)文化和技術(shù)現(xiàn)狀，促使學(xué)生樹立以就業(yè)為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)目標(biāo)，提前進(jìn)行職業(yè)生涯謀劃.

4 結(jié)束語

在“示范應(yīng)用型高校建設(shè)”和“質(zhì)量工程項(xiàng)目”的推動(dòng)下，以“應(yīng)用”為導(dǎo)向，銅陵學(xué)院在《金屬材料學(xué)》課程設(shè)置和教學(xué)上進(jìn)行一系列改革和探索.在提煉學(xué)科特色，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，通過教學(xué)方法的不斷創(chuàng)新，建立和優(yōu)化設(shè)置與應(yīng)用型人才培養(yǎng)相適應(yīng)的的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，激發(fā)了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的把握和應(yīng)用，鍛煉工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，教學(xué)效果顯著.為應(yīng)用型高校的深化改革和轉(zhuǎn)型發(fā)展進(jìn)行了有益嘗試，具有一定的借鑒意義.

〔1〕范拓源，褚洪，孫雍君，等.美國(guó)金屬材料學(xué)科發(fā)展及啟示[J].材料導(dǎo)報(bào)，2007，11（21）：115-117.

〔2〕關(guān)春龍，畢曉琴，畢豫.論金屬材料學(xué)課程教學(xué)改革[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2008,4(1):137-138.

〔3〕馬景靈,李萬里,任風(fēng)章.《金屬材料學(xué)》教學(xué)改革探討[J].科技信息，2010（12）:14.

〔4〕李惠，焦雷，蘆笙，等.《金屬材料學(xué)》創(chuàng)新性課程的建設(shè)與實(shí)踐改革 [J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2014（21）：78.

〔5〕胡志豪.金屬材料熱處理教學(xué)實(shí)踐探討[J].實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，2005(7):13.

〔6〕王新彥，唐文獻(xiàn)，周宏根，等.基于“互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)”課程的學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力培養(yǎng)研究[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2012(20)：36.