工程認(rèn)證背景下冶金工程專(zhuān)業(yè)金屬學(xué)及熱處理課程教學(xué)改革思考

張婧 辛文彬 羅果萍 王藝慈 王瑞芬

摘要：文章分析當(dāng)前金屬學(xué)及熱處理課程教學(xué)中存在的主要問(wèn)題，并從合理安排選修時(shí)機(jī)及選任主講教師、利用現(xiàn)代化教學(xué)手段生動(dòng)形象展示抽象概念、增設(shè)實(shí)踐環(huán)節(jié)、豐富考核方式四個(gè)方面著手改進(jìn)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。同時(shí)，滿足工程認(rèn)證背景下對(duì)培養(yǎng)冶金工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才的要求。

關(guān)鍵詞：冶金工程；金屬學(xué)及熱處理；工程教育認(rèn)證；教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）28-0076-02

《金屬學(xué)及熱處理》是我校冶金工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)不可或缺的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。該課程是以金屬學(xué)基本原理、熱處理原理揭示常見(jiàn)工程材料的化學(xué)成分、工藝、組織及力學(xué)性能之間的關(guān)系與變化規(guī)律的[1]。目前，我校冶金工程專(zhuān)業(yè)認(rèn)證已經(jīng)順利通過(guò)，而工程認(rèn)證強(qiáng)調(diào)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。如，培養(yǎng)學(xué)生初步具備利用該課程的理論知識(shí)分析冶金生產(chǎn)中出現(xiàn)的工藝流程、關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量等復(fù)雜工程問(wèn)題能力[2]。如何實(shí)現(xiàn)工程教育認(rèn)證培養(yǎng)的宗旨是該課程的致力的方向。現(xiàn)階段該課程在教學(xué)過(guò)程中存在一些亟待解決的問(wèn)題。如何有效解決這一問(wèn)題，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)工程教育背景下應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)是當(dāng)前必須要思考的問(wèn)題。

一、合理安排選修時(shí)機(jī)及選任主講教師

《金屬學(xué)及熱處理》課程涉及的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)繁多、知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系緊密、概念抽象[3，4]，因而學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)的難度大。目前，該課程為冶金工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生大二學(xué)年春學(xué)期開(kāi)設(shè)。截至此學(xué)期，學(xué)生主修公共基礎(chǔ)課，對(duì)專(zhuān)業(yè)課的接觸甚少，對(duì)鋼的成分、組織、性能概念等尚未建立。因此，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生缺乏積極性和主動(dòng)性，對(duì)教學(xué)內(nèi)容不能牢固掌握，影響了課程教學(xué)效果。從教學(xué)內(nèi)容上看，該課程與冶金工程專(zhuān)業(yè)的其他專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課聯(lián)系似乎不是很緊密，但實(shí)際上如果學(xué)生在理解鋼鐵冶煉、精煉及連鑄的基礎(chǔ)上再學(xué)習(xí)該課程，將會(huì)收到事半功倍的效果。換言之，在鋼鐵冶煉—精煉—連鑄—熱處理—組織性能檢測(cè)的學(xué)習(xí)路線上循序漸進(jìn)能夠改善教學(xué)效果。該課程的選修可以安排大三學(xué)年春學(xué)期，待學(xué)生具備鋼鐵冶煉—精煉—連鑄的基本原理及工藝情況下學(xué)習(xí)該課程。這不僅利于培養(yǎng)學(xué)生全流程的工藝思維，還利于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程的興趣及提高學(xué)生工程意識(shí)。

目前，我?！督饘賹W(xué)及熱處理》課程聘請(qǐng)金屬材料工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)任教師講授。無(wú)論是從知識(shí)點(diǎn)系統(tǒng)化、條理化還是教學(xué)方法上來(lái)說(shuō)，相信專(zhuān)任教師都能很好地完成該課程的教學(xué)目標(biāo)。但金屬材料工程專(zhuān)業(yè)教師對(duì)于鋼鐵冶金方面的知識(shí)還是有欠缺。這樣，在實(shí)際的教學(xué)中，專(zhuān)任教師引入鋼鐵冶煉與金屬材料組織性能關(guān)系的能力尚且不足。因此，在有條件的情況下，可以選任兼具冶金工程專(zhuān)業(yè)與金屬材料工程專(zhuān)業(yè)交叉研究背景的教師進(jìn)行此課程的講授。這利于促使學(xué)生理解該課程所處鋼鐵生產(chǎn)環(huán)節(jié)的地位和意義，以增強(qiáng)學(xué)生積極主動(dòng)性，提高課程的教學(xué)效果。

二、利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，生動(dòng)形象展示抽象概念

《金屬學(xué)及熱處理》課程的特點(diǎn)之一是抽象概念多，如金屬材料的空間結(jié)構(gòu)、顯微組織中的結(jié)構(gòu)位錯(cuò)、孿晶、空洞等。學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中接觸到這些多且難理解的概念容易萌生退意。為盡量提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果，在課件中引入視頻及動(dòng)畫(huà)，通過(guò)直觀教學(xué)增強(qiáng)授課的生動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生對(duì)講授內(nèi)容理解，從而明顯提高教學(xué)的效果。如：利用晶體結(jié)構(gòu)展示工具diamond更為清晰直觀地展示鐵素體、奧氏體的空間結(jié)構(gòu)。此外，充分發(fā)揮“雨課堂”及相關(guān)熱處理網(wǎng)站也是一種新的教學(xué)方式，借助于網(wǎng)絡(luò)學(xué)生可以形象地掌握《金屬學(xué)與熱處理》學(xué)科中的抽象知識(shí)點(diǎn)等[5，6]。

三、實(shí)踐環(huán)節(jié)的增設(shè)

《金屬學(xué)及熱處理》涉及的內(nèi)容繁多、理論性強(qiáng)、學(xué)生接受困難[7]。目前，我校冶金工程專(zhuān)業(yè)《金屬學(xué)及熱處理》課程主要以課堂教學(xué)為主，這是課程教學(xué)效果不理想的原因之一。工程認(rèn)證背景下，合理協(xié)調(diào)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)，目的在于培養(yǎng)應(yīng)用型人才，使其具備知識(shí)的應(yīng)用能力[8]，因此，需要加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)。同時(shí)應(yīng)注意和冶金工程專(zhuān)業(yè)課的協(xié)調(diào)性，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

一方面兼具鋼鐵冶金與金屬材料雙重研究背景的專(zhuān)任教師結(jié)合自己的科研增設(shè)案例教學(xué)，如82B簾線鋼連鑄過(guò)程C、Cr、Mn的偏析對(duì)鋼種最終索氏體組織含量、馬氏體組織形成的影響。另一方面，可在冶金工程專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)中開(kāi)設(shè)鋼鐵冶煉—成分分析—軋制—熱處理—組織性能檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)，或?qū)摰臒崽幚砉に嚺c組織及硬度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)和識(shí)別鋼的金相組織實(shí)驗(yàn)等納入該課程的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)任務(wù)。此外，冶金工程專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)、生產(chǎn)及畢業(yè)實(shí)習(xí)不僅局限于熟悉轉(zhuǎn)爐煉鋼、精煉、連鑄等鋼鐵冶煉工藝，更應(yīng)拓展到后續(xù)軋制、熱處理工藝流程，促使學(xué)生切實(shí)體會(huì)冶金工程與金屬材料的交叉與滲透，提高學(xué)生的綜合技能及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

四、豐富課程考核方式

目前，課程傳統(tǒng)的一紙化考試已不適應(yīng)工程教育認(rèn)證培養(yǎng)學(xué)生綜合能力與解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的要求。課程考核的目的更應(yīng)趨向于培養(yǎng)學(xué)生掌握和運(yùn)用金屬學(xué)基本理論、基本知識(shí)和基本技能的能力[9]。在試卷考試的基礎(chǔ)上增加課程論文、課堂討論[10]，如針對(duì)不同用途鋼種的性能要求調(diào)研其成分、組織和熱處理工藝，通過(guò)此對(duì)比學(xué)習(xí)，能夠清楚理解鋼的成分、熱處理工藝路線與組織、性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，反映學(xué)生掌握課程的實(shí)際效果，同時(shí)將實(shí)踐環(huán)節(jié)考核的成績(jī)納入最終成績(jī)考核的范疇。這樣多元化的評(píng)價(jià)方式，在真實(shí)考查學(xué)生掌握課程基本原理、基礎(chǔ)知識(shí)同時(shí)達(dá)到培養(yǎng)具有工程應(yīng)用能力人才的目的。

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