本科金屬熱處理原理及工藝教學(xué)研究范文

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摘要：在強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“新工科”發(fā)展背景下，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等方面改革和創(chuàng)新金屬熱處理原理及工藝課程教學(xué)，提升教學(xué)效果是非常有意義和有必要的。教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式上不斷創(chuàng)新，有利于培養(yǎng)具有強(qiáng)烈創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的人才。

關(guān)鍵詞：新工科；創(chuàng)新；金屬熱處理

在國(guó)家實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、“中國(guó)制造2025”、“一帶一路”等重大戰(zhàn)略和倡議的新形勢(shì)下[1]，中國(guó)企業(yè)掌握行業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)，才能不被人掣肘，才能在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，迫切需要培養(yǎng)大批創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)能力和應(yīng)用實(shí)踐能力強(qiáng)、敢想、敢試、思維靈活的新型工程技術(shù)人才。為適應(yīng)社會(huì)需求的變化，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見(jiàn)》，明確指出大學(xué)教育要著重引導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)化創(chuàng)新精神，培育創(chuàng)業(yè)意識(shí)，訓(xùn)練創(chuàng)造能力，不斷更新教育觀念，把創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展理念融入到人才培養(yǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量[2]。2017年，教育部高教司為高等工程教育改革指明了方向，即實(shí)施“新工科”教育，提出了包括工程教育新理念、學(xué)科專(zhuān)業(yè)新結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)新模式、教育教學(xué)新質(zhì)量、分類(lèi)發(fā)展新體系等方面為主要內(nèi)容的具體要求[3-4]。制造業(yè)的核心是創(chuàng)新，是掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，必須靠自力更生奮斗，靠自主創(chuàng)新?tīng)?zhēng)取?！靶鹿た啤苯逃哪康氖沁m應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要，與中國(guó)各項(xiàng)重大發(fā)展戰(zhàn)略相協(xié)調(diào)的，培養(yǎng)能夠適應(yīng)甚至引領(lǐng)未來(lái)工業(yè)化發(fā)展的人才[5]。應(yīng)用型本科的專(zhuān)業(yè)課程教育教學(xué)必須為培養(yǎng)緊跟時(shí)代步伐、適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的新型人才服務(wù)。熱處理工藝是改善金屬材料性能，提高金屬材料利用率，提高工程結(jié)構(gòu)效率，節(jié)約資源的重要手段。金屬熱處理原理及工藝是材料科學(xué)與工程及金屬材料工程等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的核心專(zhuān)業(yè)課程，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法正受到“新工科”發(fā)展理念的挑戰(zhàn)。不斷更新、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教育教學(xué)方法，對(duì)于提升教學(xué)效果，提高培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)量，從而提升學(xué)生的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。

一、教學(xué)現(xiàn)狀

金屬熱處理原理及工藝涵蓋兩大類(lèi)教學(xué)內(nèi)容。原理部分，包括固態(tài)相變條件及控制、金屬加熱和冷卻轉(zhuǎn)變條件、類(lèi)型、組織特點(diǎn)、相應(yīng)性能等。對(duì)于這部分內(nèi)容，學(xué)生理解起來(lái)通常沒(méi)有太大的困難，即使少數(shù)學(xué)生課堂上沒(méi)有完全理解，通過(guò)后續(xù)針對(duì)性的深入交流，也基本能理解。熱處理工藝部分具有極強(qiáng)的實(shí)踐性，工程應(yīng)用能力要求更高，學(xué)生往往不能充分掌握，對(duì)于利用不同金屬材料、不同熱處理工藝實(shí)現(xiàn)相似性能比較困惑；對(duì)于同一種零件在不同服役條件下熱處理工藝選擇及控制重點(diǎn)把握不準(zhǔn)；面對(duì)一些工業(yè)上實(shí)際零件的熱處理工藝?yán)斫獠簧?，或是無(wú)法將熱處理原理應(yīng)用到實(shí)際工業(yè)零件的工藝編制及優(yōu)化上。出現(xiàn)這些問(wèn)題的主要原因與教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新不夠、教學(xué)手段和模式過(guò)于傳統(tǒng)、學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高等有關(guān)。

（一）教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新不夠

現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容偏重于傳統(tǒng)“四把火”的講解和應(yīng)用，隨著整體制造業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展與提升，熱處理技術(shù)出現(xiàn)了大量改進(jìn)和創(chuàng)新，如超快速加熱和冷卻技術(shù)、新型材料特殊熱處理技術(shù)等[4]。及時(shí)向?qū)W生教授這類(lèi)新技術(shù)、新工藝，正是“新工科”發(fā)展的需要，也是應(yīng)用型本科院校學(xué)生適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和工程化需要所必須具備的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。選用教材由于出版周期的問(wèn)題，內(nèi)容不可能做到及時(shí)更新。如果只是根據(jù)已有教材施教，教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新度顯然是不夠的，會(huì)影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，影響教學(xué)效果。

（二）教學(xué)手段和模式過(guò)于傳統(tǒng)

現(xiàn)在的教學(xué)模式基本為PPT與板書(shū)相結(jié)合，雖然相比與傳統(tǒng)純板書(shū)教學(xué)方式有了很大改善，但仍然沒(méi)有從根本上體現(xiàn)多角度、全方位的特征。PPT展示內(nèi)容主要還是教材上的基本原理和與工藝相關(guān)的文字和圖片信息，工程實(shí)踐應(yīng)用視頻不多。課堂教學(xué)過(guò)程也主要是教師教、學(xué)生學(xué)，學(xué)生自主參與程度不高，學(xué)習(xí)興趣下降。對(duì)于有些零件的工況，如各類(lèi)大軸等，學(xué)生缺乏直觀、感性認(rèn)識(shí)，對(duì)零件工藝選擇及熱處理缺陷處理不能深刻理解。

（三）學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高

學(xué)生在學(xué)習(xí)金屬熱處理原理及工藝課程之前，很少有機(jī)會(huì)進(jìn)入各專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)了解各類(lèi)零件的加工、運(yùn)行條件，對(duì)于課堂上講解的大部分零件缺乏清晰、全面的認(rèn)識(shí)。加上熱處理工藝特點(diǎn)，很多金屬零件實(shí)施熱處理后外觀上不能讓人眼前一亮，學(xué)生從感性上不愿意對(duì)相關(guān)熱處理知識(shí)進(jìn)行深入思考，學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高。課程實(shí)踐性、應(yīng)用性極強(qiáng)，但所開(kāi)設(shè)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)還是偏向于基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性，由于學(xué)時(shí)較少，無(wú)法真正做到開(kāi)放性、綜合性訓(xùn)練。這也使得學(xué)生不愿意自主學(xué)習(xí)，很多時(shí)候覺(jué)得熱處理課內(nèi)實(shí)驗(yàn)只是跟著大家一起用爐子加熱零件，再冷卻即可。對(duì)于各個(gè)工藝參數(shù)的選擇及其對(duì)組織和性能的影響，不愿意自主思考，當(dāng)然不利于工程化教育的實(shí)施。

二、教學(xué)改革

（一）教學(xué)內(nèi)容

適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，加大實(shí)際工業(yè)零件熱處理工藝及問(wèn)題分析和熱處理新工藝、新技術(shù)教學(xué)時(shí)間。充分利用歷年學(xué)生在行業(yè)相關(guān)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)、企業(yè)走訪時(shí)搜集的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)視頻資料進(jìn)行工藝分析和講解，重點(diǎn)分析幾個(gè)典型工業(yè)零件，如汽車(chē)主軸、進(jìn)氣閥門(mén)、摩托車(chē)鏈條片等熱處理特點(diǎn)、工藝選擇、技術(shù)要點(diǎn)等。同時(shí)，在課堂教學(xué)中的舉例注意引入學(xué)生在日常生活中常見(jiàn)的零件或結(jié)構(gòu)件熱處理選擇和分析，如老虎鉗、銼刀、不銹鋼餐具、自行車(chē)座椅彈簧等。貼近生活、貼近應(yīng)用，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣才能明顯提高；多角度對(duì)比分析一個(gè)零件的熱處理工藝優(yōu)劣，激發(fā)學(xué)生的自主思考和創(chuàng)新性思維。在熱處理工藝對(duì)比和熱處理質(zhì)量控制方面的教學(xué)過(guò)程中，結(jié)合大材料專(zhuān)業(yè)的熱處理工程師培訓(xùn)相關(guān)知識(shí)要求進(jìn)行教學(xué)。學(xué)生從所學(xué)知識(shí)的實(shí)用性角度考慮，學(xué)習(xí)主動(dòng)性明顯提高。

（二）教學(xué)方式

改變單一教學(xué)形式，提高學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的參與程度。教學(xué)團(tuán)隊(duì)采取的嘗試手段是每周選取一名學(xué)生上講臺(tái)介紹自己最感興趣的熱處理小知識(shí)，或討論最感興趣的小零件的熱處理工藝，并提出問(wèn)題，師生一起討論。由于介紹的內(nèi)容是學(xué)生自己選定，討論起來(lái)比較積極，教師也可借此機(jī)會(huì)了解學(xué)生感興趣的地方。例如，有學(xué)生選擇名劍的熱處理工藝進(jìn)行討論時(shí)，臺(tái)上、臺(tái)下學(xué)生的參與熱情都比較高。教師參與討論、分析后，再引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比分析各類(lèi)工業(yè)用刃具的加工、熱處理要點(diǎn)和原理，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的研究性思維和對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的融匯貫通。學(xué)生對(duì)工、模具材料熱處理工藝的理解比較深刻，教學(xué)效果有所改善。

（三）考核方式

考核是為提高教學(xué)效果服務(wù)的，學(xué)生考核成績(jī)應(yīng)該能有效反映其專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握和運(yùn)用程度。改變過(guò)去重點(diǎn)依靠期末考試和課內(nèi)實(shí)驗(yàn)成績(jī)及作業(yè)成績(jī)作為考核標(biāo)準(zhǔn)的做法，尤其弱化作業(yè)成績(jī)，增加彈性加分部分。加分條件在學(xué)期伊始就與學(xué)生明確：積極主動(dòng)參與上講臺(tái)分享討論活動(dòng)，提交熱處理行業(yè)現(xiàn)狀分析報(bào)告，發(fā)現(xiàn)并指出教師在教學(xué)過(guò)程中的失誤或表述不嚴(yán)謹(jǐn)，與其他師生分享熱處理新工藝或新材料的熱處理工藝等，都可加分。改革的指導(dǎo)思想是遏制抄襲作業(yè)意愿，激發(fā)積極、主動(dòng)、深入思考課程相關(guān)專(zhuān)業(yè)問(wèn)題，從而幫助學(xué)生通過(guò)課程學(xué)習(xí)后提高自身專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，為后續(xù)學(xué)習(xí)深造或就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、結(jié)語(yǔ)

在“新工科”教育強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)性和應(yīng)用實(shí)踐性背景下，應(yīng)用型本科專(zhuān)業(yè)課程教育應(yīng)緊跟時(shí)代步伐，為培養(yǎng)卓越創(chuàng)新型人才不斷努力。金屬熱處理原理及工藝作為大材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)的典型工科課程，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等方面全面改革和創(chuàng)新教學(xué)過(guò)程，對(duì)于提升教學(xué)效果是非常有意義和必要的。如果教師的教學(xué)過(guò)程多年一成不變，不思創(chuàng)新與突破，就無(wú)法培養(yǎng)出具有強(qiáng)烈創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的學(xué)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]張海生.“新工科”的內(nèi)涵、主要特征與發(fā)展思路[J].山東高等教育，2018（1）：36-42.

[2]肖榮輝.新工科建設(shè)背景下大學(xué)生“三創(chuàng)”教育體系構(gòu)建[J].高等職業(yè)教育探索，2018，17（6）：44-47.

[3]張士輝，王穩(wěn)東.新工科建設(shè)的理念及實(shí)踐路向研究：來(lái)自大國(guó)工匠精神的啟示[J].蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，18（1）：38-42.

[4]汪志剛，齊亮，朱志云，等.“新工科”背景下《金屬材料及熱處理》課程改革探索[J].高教學(xué)刊，2018（10）：121-123.

[5]孫文鳳，楊佳奇，譚有為，等.新工科建設(shè)與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)綜述[J].科技視界，2018（7）：47-48.

作者：皮錦紅 周衡志 趙秀明 王玨 白允強(qiáng) 單位：南京工程學(xué)院 材料工程學(xué)院