特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程教學(xué)改革探索

潘昆明　徐流杰　韓 華

河南科技大學(xué)教育部摩擦學(xué)與材料防護(hù)工程研究中心　河南洛陽　471003

特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程教學(xué)改革探索

潘昆明徐流杰韓 華

河南科技大學(xué)教育部摩擦學(xué)與材料防護(hù)工程研究中心河南洛陽471003

特種熔煉與冶金質(zhì)量控制是冶金工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，針對(duì)冶金工程專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和教學(xué)特點(diǎn)，從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、多樣化教學(xué)形式及多媒體輔助教學(xué)、加強(qiáng)課外實(shí)驗(yàn)與具體實(shí)例應(yīng)用、鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂討論、穿插介紹課程相關(guān)研究前沿并展示優(yōu)秀科研成果、鼓勵(lì)學(xué)生親自參與調(diào)研相關(guān)研究課程等六個(gè)方面探討了課堂教學(xué)方法。

特種熔煉；冶金質(zhì)量控制；教學(xué)大綱；教學(xué)方法

隨著海洋開發(fā)、航空航天、信息工程及能源開發(fā)而出現(xiàn)的現(xiàn)代尖端技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)特殊金屬材料（高級(jí)合金鋼及合金）的品種、質(zhì)量提出了越來越高的要求。例如，航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片及渦輪盤等關(guān)鍵部件使用的高溫合金，除要求承受一定的高溫作用外，還要能夠在氧化性氣氛下長期工作。為此，它們必須具有較高的強(qiáng)度、良好的高溫蠕變抗力和氧化抗力、長期組織穩(wěn)定性等。以等離子熔煉、電渣重熔等為代表特種熔煉方法，能夠制備普通熔煉方法不能或難以熔煉的特殊金屬材料。

因此，特種熔煉與冶金質(zhì)量控制是冶金專業(yè)的一門重要必修課，課程內(nèi)容主要包括不同特種熔煉方法的原理、特點(diǎn)、設(shè)備、適用范圍、特種金屬及冶金質(zhì)量控制。目前，我校特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程定為32學(xué)時(shí)。為了在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)達(dá)到最有效教和學(xué)的目的，不僅需要發(fā)揮教師在教學(xué)中的主導(dǎo)作用，還必須采取啟發(fā)式教學(xué)法以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。下面就如何在特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課堂教學(xué)中運(yùn)用靈活的教學(xué)手段，通過啟發(fā)式教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，談幾點(diǎn)體會(huì)。

1　優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容　更新充實(shí)新內(nèi)容

在確保特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程體系相對(duì)完整的前提下，刪減某些脫離實(shí)際應(yīng)用的知識(shí)點(diǎn)，而將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向培養(yǎng)學(xué)生掌握集中常見特種熔煉技術(shù)方法。促使學(xué)生能夠準(zhǔn)確分類特殊金屬材料，根據(jù)特定環(huán)境下使用的特殊金屬材料確定出不同的特種熔煉工藝，了解不同的工藝參數(shù)對(duì)材料的組織和性能可能產(chǎn)生的影響。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，組織富有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師重新修訂特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程的教學(xué)大綱，根據(jù)授課專業(yè)學(xué)生的專業(yè)定位，對(duì)特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新梳理，更新并充實(shí)新知識(shí)、新技術(shù)等內(nèi)容；同時(shí)結(jié)合校內(nèi)或?qū)嵙?xí)基地特種熔煉設(shè)備的實(shí)際情況而整合教學(xué)內(nèi)容，力求學(xué)生在課堂上學(xué)到的熔煉方法 “摸得著”和“看得見”。

2　多樣化教學(xué)形式　多媒體輔助教學(xué)提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的感知和理解能力

特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程是一門與生產(chǎn)實(shí)踐密切結(jié)合的課程，教學(xué)內(nèi)容中涉及很多生產(chǎn)設(shè)備。對(duì)于設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理等知識(shí)點(diǎn)的理解，是這門課程教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。采用多媒體課件教學(xué)能夠很好地解決這些難題。在PPT中利用三維立體彩色畫面展示熔煉設(shè)備，比如真空電弧熔煉設(shè)備結(jié)晶器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并利用動(dòng)畫演示物料在設(shè)備內(nèi)的進(jìn)出路線和熔體狀態(tài)等。不僅熔煉爐、結(jié)晶器等典型設(shè)備可用動(dòng)畫演示其內(nèi)部的熔體流動(dòng)狀況。另外，通過改變電流大小、真空度、自耗電極尺寸等參數(shù)，觀察流體流動(dòng)狀況的變化。動(dòng)畫的演示，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造、工作原理的感性的認(rèn)知，了解如何控制冶金質(zhì)量，提高了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解程度。

3　加強(qiáng)課外試驗(yàn)與具體實(shí)例應(yīng)用　提升學(xué)生的參與度

特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程知識(shí)點(diǎn)多，如果只是一味地照書講解，勢必會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生聽覺疲勞。實(shí)例教學(xué)卻能很好地解決理論課講解枯燥的問題，理論教學(xué)中因?yàn)榇┎逡虢Y(jié)合各自專業(yè)特點(diǎn)的實(shí)例分析，可以有效解決書本知識(shí)與生活實(shí)際的脫節(jié)現(xiàn)象，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到特種熔煉知識(shí)是切實(shí)有用的，從而極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)特種熔煉技術(shù)的熱情。另外，特種熔煉與冶金質(zhì)量控制是一門專門介紹特種金屬材料制備工藝與組織控制的學(xué)科，設(shè)備的認(rèn)知和實(shí)際操作是該課程的重要內(nèi)容。通過指導(dǎo)教師的現(xiàn)場講授，學(xué)生對(duì)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、工藝流程、運(yùn)行過程進(jìn)行觀測、調(diào)查、討論、分析，并完成實(shí)習(xí)報(bào)告。親臨實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場使學(xué)生在鞏固書本上學(xué)到的理論知識(shí)的同時(shí)，獲得在書本上無法獲得、不易掌握的現(xiàn)場觀測和實(shí)際調(diào)研的技能，鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力，提升學(xué)生獨(dú)立思考并解決問題的能力。

4　鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂討論　提高對(duì)課程知識(shí)的深層次理解能力

課堂討論可以活躍氣氛，促進(jìn)學(xué)生開動(dòng)腦筋解決問題。為此，就要為該課程增加課堂討論這一重要環(huán)節(jié)。課堂討論要取得明顯的效果，要讓學(xué)生愿意開口，并根據(jù)自己的語言方式表述，這需要教師設(shè)計(jì)可啟發(fā)性的話題和探討方式，誘導(dǎo)學(xué)生積極參與到討論中來，這非常重要。鼓勵(lì)學(xué)生用自己的語言表達(dá)既可以使教師準(zhǔn)確地了解學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解和把握能力，又能讓學(xué)生更加清楚是否掌握了教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生有時(shí)覺得懂了教師課堂上講解的內(nèi)容，但不見得完全掌握。課堂討論可以讓學(xué)生檢驗(yàn)自己對(duì)知識(shí)的認(rèn)知度，及時(shí)糾正不正確的認(rèn)識(shí)。通過討論，學(xué)生們不僅能夠獲得問題的最終結(jié)果，還有可能達(dá)到一個(gè)新的認(rèn)識(shí)高度：即使同一事物在不同條件下也可能呈現(xiàn)不同的運(yùn)行規(guī)律，應(yīng)加以區(qū)別對(duì)待分析。

5　穿插介紹課程相關(guān)研究前沿　展示優(yōu)秀科研成果

我國學(xué)生開始接觸科學(xué)研究的時(shí)間開始于大學(xué)四年級(jí)做畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，明顯晚于美國學(xué)生的高中時(shí)代，并非中國學(xué)生不喜歡科學(xué)試驗(yàn)，而是現(xiàn)有的教育體系所限。通常，大學(xué)教師一邊授課的同時(shí)大多從事課題研究。為了進(jìn)一步鞏固和擴(kuò)展課堂知識(shí)，授課教師可以把與課程相關(guān)的前沿研究方向和最新科研成果介紹給學(xué)生。授課教師在講授課堂知識(shí)的過程中，也可以穿插一些與該課程內(nèi)容相關(guān)的自己最新研究成果?？赡苓@些成果還不成熟，或者尚存爭議，但可以讓學(xué)生了解學(xué)科的前沿知識(shí)內(nèi)容，滿足學(xué)生獵奇心理，感興趣的點(diǎn)也許成為學(xué)生今后工作的努力方向。例如，依據(jù)自己從事的鎢鉬合金制備方面的研究，在講授完課堂知識(shí)后抽出些許時(shí)間介紹近些年來自己在這方面的研究成果。由于鎢鉬合金屬于難熔金屬，正是特種熔煉方法適用的范圍，對(duì)學(xué)生介紹這方面的知識(shí)恰好呼應(yīng)特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程內(nèi)容，促使學(xué)生加深對(duì)特種熔煉方法的理解。

6　鼓勵(lì)學(xué)生親自參與調(diào)研相關(guān)研究課題

本課程知識(shí)點(diǎn)瑣碎、內(nèi)容繁雜，包括特種金屬、設(shè)備、制備工藝、冶金質(zhì)量控制等多個(gè)知識(shí)，且與實(shí)踐緊密聯(lián)系，學(xué)生完全掌握課程的內(nèi)容具有一定難度。因此，面授每個(gè)完整的知識(shí)點(diǎn)后，隨即留下作業(yè)，促使學(xué)生課后梳理、透析和鞏固該知識(shí)點(diǎn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。經(jīng)批閱后，及時(shí)溫補(bǔ)和講解學(xué)生沒有掌握好的內(nèi)容。此外，圍繞著教材內(nèi)容，布置一些可啟發(fā)性課題，讓學(xué)生查閱近幾年國內(nèi)外最新研究動(dòng)向，撰寫該部分內(nèi)容的文獻(xiàn)綜述。例如，學(xué)習(xí)難熔金屬材料的制備，可讓學(xué)生撰寫“難熔金屬材料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀”的作業(yè)內(nèi)容，包括，難熔金屬材料的分類、適用范圍、制備工藝等。不僅讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何查閱資料，了解相關(guān)知識(shí)的研究現(xiàn)狀，而且也初步掌握一些的科研方法，開拓了思維，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

7　結(jié)束語

特種熔煉與冶金質(zhì)量控制是冶金專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，為了在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)達(dá)到最有效教和學(xué)的目的，須優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。在課堂教學(xué)中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、理出課程教學(xué)主線和介紹課程相關(guān)的前沿研究方向與展示科研成果能顯著提高課堂教學(xué)效果。

［1］ 傅杰.特種熔煉與冶金質(zhì)量控制［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1999.

［2］ 崔雅茹，王超.特種冶煉與金屬功能材料［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2010.

［3］ 唱鶴鳴，楊曉平，張德惠.感應(yīng)爐熔煉與特種鑄造技術(shù)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

［4］ 丁永昌.鋼與合金的特種熔煉［M］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1989.

［5］ 梁維，王振玲，黨振乾.材料成型原理課程改革探索［J］.鑄造工藝與設(shè)備，2009，12（6）：36-44.

［6］ 嚴(yán)莉，楊宗凱，劉三女牙.關(guān)于高校教師與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的研究綜述［J］.網(wǎng)絡(luò)教育，2009（4）：39-51.

［7］ 張軍紅，魯藝，何冶軍.冶金工程專業(yè)卓越工程師創(chuàng)新能力培養(yǎng)［J］.中國冶金教育，2015（3）：30-32.

Study on the Teaching Innovation of Special Melting and Metallurgical Quality Control

Pan Kunming， Xu Liujie， Han Hua
Ministry of Education Engineering Research Center of Tribology and Materials Protection， Henan University of Science and Technology， Luoyang， 471003， China

Special Melting and Metallurgical Quality is an important basic technical course for metallurgy major. According to the features of the knowledge and characteristics of teaching， the course syllabus for Special Melting and Metallurgical Quality was optimized. The classroom teaching methods were discussed， which related to the interests of stimulating student in studies， sorting out teaching main line，introducing frontier research feld and displaying their scientifc achievements.

special melting； metallurgical quality control； course syllabus； teaching methods

2016-05-04

潘昆明，博士，副教授。徐流杰，博士，副教授。

河南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)課題（2012-JKGHAB-0034），河南省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（編號(hào)：2012SJGLX140）。