金屬學(xué)與熱處理教學(xué)方法探討

陳子潘 孫建

摘要：金屬學(xué)與熱處理是一門理論、工程實(shí)踐兼重的學(xué)科，根據(jù)當(dāng)前對金屬材料專業(yè)人才培養(yǎng)的要求，本文根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、側(cè)重實(shí)驗(yàn)教學(xué)和改變考試模式等方面，對金屬學(xué)與熱處理教學(xué)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：金屬學(xué)；教學(xué)；自學(xué)能力；考試模式

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）14-0177-02

金屬學(xué)與熱處理課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)最重要的專業(yè)核心課之一，既是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入本專業(yè)領(lǐng)域的入門課程，又是使學(xué)生掌握材料科學(xué)基本原理的理論課程。本課程的概念較抽象，例如柏氏矢量、異分結(jié)晶等；全書內(nèi)容多，涉及面廣，初學(xué)者很難在短時(shí)間內(nèi)理解并掌握這些基本概念。作為財(cái)經(jīng)類高校“冷門”專業(yè)中的課程，對學(xué)生的吸引力較小。學(xué)生們學(xué)習(xí)起來感到枯燥乏味，教學(xué)難度相對較大。所以，作為一名金屬材料專業(yè)的高校教師必須深入研究，不斷地改進(jìn)教學(xué)方法，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。本文結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)本校學(xué)生的基本情況，總結(jié)出一些教學(xué)方法如下。

一、教學(xué)內(nèi)容緊跟前沿科技

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，近年來，金屬材料品種及各種新加工工藝迅速發(fā)展。人們在傳統(tǒng)材料的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)代科技的研究成果，開發(fā)出多種新材料，例如高熵合金、非晶態(tài)合金、多孔合金等。因此，在教學(xué)過程中，及時(shí)將這些概念貫穿于課程的學(xué)習(xí)中，讓學(xué)生了解材料最新的發(fā)展動(dòng)態(tài)。教學(xué)過程中，應(yīng)做到抓住主線，突出重點(diǎn)，對于過時(shí)內(nèi)容，可以簡明扼要，一語帶過。為了充分提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，畢業(yè)后盡快適應(yīng)崗位發(fā)展需要，在保留傳統(tǒng)知識理論的同時(shí)，要跟上新材料發(fā)展的步伐，對新材料、新工藝、新技術(shù)需要在課堂上適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充教學(xué)，這樣既能調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性又能滿足新時(shí)代人才培養(yǎng)的要求。

二、改進(jìn)課堂教學(xué)方法

（一）講授內(nèi)容和實(shí)際相聯(lián)系

在教學(xué)過程中，遇到一些知識概念，教師可選擇生活中學(xué)生接觸且熟悉的實(shí)例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生們都愿意參與到課堂教學(xué)中，從而提高教學(xué)質(zhì)量。例如，老師講解晶體材料和非晶體材料時(shí)，可以讓學(xué)生們參與討論，說出生活中我們接觸到的材料有哪些是晶體材料，有哪些是非晶體材料。教室窗戶上的玻璃、蠟燭以及蘋果手機(jī)背部那個(gè)蘋果標(biāo)志等都是非晶體結(jié)構(gòu)，而鑄鐵制作的鐵鍋、黃銅制作的彈殼、金銀做的戒指，手鐲等都是晶體結(jié)構(gòu)，盡量增加學(xué)生對金屬材料的感性認(rèn)識。在講鋼的熱處理原理與工藝時(shí)，教師可將一根細(xì)鋼絲截成兩段，通過加熱，然后放在空氣中和水中進(jìn)行冷卻，現(xiàn)場讓學(xué)生對這兩段鋼絲進(jìn)行彎曲對比其力學(xué)性能。通過這樣的試驗(yàn)讓學(xué)生改變本課程抽象難懂的印象，確立知識來源于實(shí)踐的觀念。在講解疲勞強(qiáng)度時(shí)，教師可以事先準(zhǔn)備好一根鐵絲，學(xué)生通過一次彎曲并不能折斷，而后通過反復(fù)多次才能將鐵絲折斷，這種現(xiàn)象就是利用了材料的疲勞強(qiáng)度小于其屈服強(qiáng)度，通過現(xiàn)場演示及講解，學(xué)生們就會(huì)興趣盎然，很容易掌握不同的、一些難理解的基本概念。

（二）通過多媒體進(jìn)行直觀性教學(xué)

隨著現(xiàn)代化科技的迅猛發(fā)展，電腦多媒體教學(xué)已成為教學(xué)的重要手段。高校教師在進(jìn)行多媒體教學(xué)時(shí)，在課前要多花時(shí)間認(rèn)真?zhèn)湔n。通過網(wǎng)絡(luò)或者自己制作一些動(dòng)畫，視頻等信息，融入到課堂的教學(xué)過程中，通過直接看動(dòng)畫和視頻，學(xué)生可以更直觀地理解一些抽象的知識，例如，位錯(cuò)是一個(gè)十分抽象的概念，學(xué)生通過教材上的圖片和文字很難理解并掌握，所以在講解位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以將刃型位錯(cuò)的滑移和樊移，螺型位錯(cuò)的滑移制備成動(dòng)畫文件，一邊播放動(dòng)畫，一邊進(jìn)行講解，這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增進(jìn)學(xué)生對所學(xué)知識的理解程度。教學(xué)過程中可以將語言敘述不清的部分內(nèi)容采用圖文并茂的形式生動(dòng)形象地描述出來，可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。

（三）讓學(xué)生當(dāng)一次“老師”

大學(xué)教育不同于初高中的教育方式，其培養(yǎng)目的也不相同。大學(xué)側(cè)重于學(xué)生更具體的知識，以后可以很好地適應(yīng)社會(huì)的需要，而初高中的教育，通常是為了學(xué)生能考取一個(gè)好大學(xué)，所以在課堂上，教師的授課速度都比較慢，每門課程都會(huì)讓學(xué)生做大量的習(xí)題以鞏固所學(xué)的知識點(diǎn)。大學(xué)里教師的授課速度較快，要求學(xué)生的自學(xué)能力好，自學(xué)能力也是最基本、最重要的能力，大學(xué)課程需要培養(yǎng)學(xué)生的興趣，有興趣才會(huì)有學(xué)習(xí)的熱情。這里的自學(xué)方式不僅包括在課外自學(xué)，更包括在課堂自學(xué)。教師在課堂上應(yīng)適當(dāng)創(chuàng)造和提供學(xué)生自學(xué)的時(shí)間和空間。如講到有色金屬及合金這一章節(jié)時(shí)，這一章節(jié)內(nèi)容主要分為鋁及鋁合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金，相比于其他章節(jié)內(nèi)容，這一章內(nèi)容比較簡單，沒有復(fù)雜難理解的原理。此時(shí)可以組織學(xué)生進(jìn)行自學(xué)，具體做法是在讓學(xué)生在在課堂教學(xué)過程中，拿出2—4個(gè)課時(shí)，將學(xué)生分成若干個(gè)小組，每個(gè)小組的學(xué)生分別負(fù)責(zé)資料的搜集和整理，然后制作PPT，在課堂上輪流給學(xué)生上課，每個(gè)學(xué)生上課時(shí)間可以規(guī)定在10—15分鐘以內(nèi)，學(xué)生講完以后，其他學(xué)生可以提問進(jìn)行交流，然后教師可以做總結(jié)、點(diǎn)評和糾錯(cuò)。這種學(xué)生高度參與的自學(xué)+討論教學(xué)法可以在輕松的教學(xué)環(huán)境下收到良好的效果，值得推行，學(xué)生在講課前，需要做大量的準(zhǔn)備工作，所謂臺上一秒鐘，臺下十年功，學(xué)生在準(zhǔn)備過程中會(huì)學(xué)到很多知識，同時(shí)，通過在臺上講課，也鍛煉了學(xué)生的膽量和語言表達(dá)能力，為以后找工作進(jìn)行面試打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、增加實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)的比重，側(cè)重實(shí)踐應(yīng)用教學(xué)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高學(xué)生實(shí)踐能力，增強(qiáng)學(xué)生操作動(dòng)手能力，分析和解決實(shí)際應(yīng)用問題的重要組成部分。金屬學(xué)與熱處理這門課程的理論較多，通過實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生更好理解這些原理知識。現(xiàn)在學(xué)校金屬學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)只有8學(xué)時(shí)，提供給學(xué)生動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)太少。為提高學(xué)生的應(yīng)用技能，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的學(xué)時(shí)調(diào)整為12—16學(xué)時(shí)，加大實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)的比重。同時(shí)，將實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)增加至6-8個(gè)，在更多的層面上展開實(shí)驗(yàn)教學(xué)。讓學(xué)生都參加到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生主動(dòng)查閱資料、認(rèn)真思考，最終讓學(xué)生得到真正的鍛煉，提高應(yīng)用技能，達(dá)到教學(xué)的目的。

四、根據(jù)課程特點(diǎn)，改變考試模式

常規(guī)考試?yán)^承了初高中的模式，大多采用閉卷考試，考完后通過批閱試卷得到一個(gè)具體的分?jǐn)?shù)，從而來衡量判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。因此很多學(xué)生都會(huì)把精力放在死記硬背上，不管是否真正理解了那些知識，這樣并不利于學(xué)生真正掌握基礎(chǔ)知識，有可能還會(huì)出現(xiàn)理論成績較好、實(shí)際動(dòng)手能力較差的現(xiàn)象。為了達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)，可以對傳統(tǒng)的考試模式進(jìn)行改革：平時(shí)課堂上的表現(xiàn)、完成作業(yè)的情況以及出勤占綜合考試的20%，實(shí)驗(yàn)成績占綜合考試的20%；期末測試占綜合考試的60%。

總之，社會(huì)在前進(jìn)，科技在進(jìn)步，現(xiàn)代教學(xué)對教師的要求越來越高，教學(xué)理論和教學(xué)方法百家爭鳴，如何在眾多的資料中做好“篩選”工作是教師需要具備的素質(zhì)之一。本文僅對金屬學(xué)及熱處理這門課程的教學(xué)方法進(jìn)行了一些探討，主要介紹了從教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法，側(cè)重實(shí)驗(yàn)和考試模式等方面進(jìn)行了討論，在教學(xué)中需要考慮的因素很多，如理論實(shí)踐教育一體化、實(shí)踐教學(xué)、多媒體教學(xué)等，這些也需要在今后的教學(xué)研究與實(shí)踐中逐步探索。教改是一個(gè)永恒的話題，需要不斷的探索嘗試，不斷提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。

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