特种熔炼与冶金质量控制课程教学改革探索

潘昆明　徐流杰　韩 华

河南科技大学教育部摩擦学与材料防护工程研究中心　河南洛阳　471003

特种熔炼与冶金质量控制课程教学改革探索

潘昆明徐流杰韩 华

河南科技大学教育部摩擦学与材料防护工程研究中心河南洛阳471003

特种熔炼与冶金质量控制是冶金工程专业的一门重要的专业基础课，针对冶金工程专业的知识结构和教学特点，从优化教学内容、多样化教学形式及多媒体辅助教学、加强课外实验与具体实例应用、鼓励学生积极参与课堂讨论、穿插介绍课程相关研究前沿并展示优秀科研成果、鼓励学生亲自参与调研相关研究课程等六个方面探讨了课堂教学方法。

特种熔炼；冶金质量控制；教学大纲；教学方法

随着海洋开发、航空航天、信息工程及能源开发而出现的现代尖端技术的迅速发展，对特殊金属材料（高级合金钢及合金）的品种、质量提出了越来越高的要求。例如，航空发动机叶片及涡轮盘等关键部件使用的高温合金，除要求承受一定的高温作用外，还要能够在氧化性气氛下长期工作。为此，它们必须具有较高的强度、良好的高温蠕变抗力和氧化抗力、长期组织稳定性等。以等离子熔炼、电渣重熔等为代表特种熔炼方法，能够制备普通熔炼方法不能或难以熔炼的特殊金属材料。

因此，特种熔炼与冶金质量控制是冶金专业的一门重要必修课，课程内容主要包括不同特种熔炼方法的原理、特点、设备、适用范围、特种金属及冶金质量控制。目前，我校特种熔炼与冶金质量控制课程定为32学时。为了在有限的学时内达到最有效教和学的目的，不仅需要发挥教师在教学中的主导作用，还必须采取启发式教学法以调动学生的学习积极性。下面就如何在特种熔炼与冶金质量控制课堂教学中运用灵活的教学手段，通过启发式教学方法，提高课堂教学质量，谈几点体会。

1　优化教学内容　更新充实新内容

在确保特种熔炼与冶金质量控制课程体系相对完整的前提下，删减某些脱离实际应用的知识点，而将重点转向培养学生掌握集中常见特种熔炼技术方法。促使学生能够准确分类特殊金属材料，根据特定环境下使用的特殊金属材料确定出不同的特种熔炼工艺，了解不同的工艺参数对材料的组织和性能可能产生的影响。根据培养目标，组织富有教学经验的教师重新修订特种熔炼与冶金质量控制课程的教学大纲，根据授课专业学生的专业定位，对特种熔炼与冶金质量控制课程的教学内容进行重新梳理，更新并充实新知识、新技术等内容；同时结合校内或实习基地特种熔炼设备的实际情况而整合教学内容，力求学生在课堂上学到的熔炼方法 “摸得着”和“看得见”。

2　多样化教学形式　多媒体辅助教学提升学生对知识的感知和理解能力

特种熔炼与冶金质量控制课程是一门与生产实践密切结合的课程，教学内容中涉及很多生产设备。对于设备的内部结构与工作原理等知识点的理解，是这门课程教学中的重点和难点。采用多媒体课件教学能够很好地解决这些难题。在PPT中利用三维立体彩色画面展示熔炼设备，比如真空电弧熔炼设备结晶器内部结构，并利用动画演示物料在设备内的进出路线和熔体状态等。不仅熔炼炉、结晶器等典型设备可用动画演示其内部的熔体流动状况。另外，通过改变电流大小、真空度、自耗电极尺寸等参数，观察流体流动状况的变化。动画的演示，增强了学生对设备内部构造、工作原理的感性的认知，了解如何控制冶金质量，提高了学生对所学知识的理解程度。

3　加强课外试验与具体实例应用　提升学生的参与度

特种熔炼与冶金质量控制课程知识点多，如果只是一味地照书讲解，势必会使学生产生听觉疲劳。实例教学却能很好地解决理论课讲解枯燥的问题，理论教学中因为穿插引入结合各自专业特点的实例分析，可以有效解决书本知识与生活实际的脱节现象，使学生认识到特种熔炼知识是切实有用的，从而极大地激发学生学习特种熔炼技术的热情。另外，特种熔炼与冶金质量控制是一门专门介绍特种金属材料制备工艺与组织控制的学科，设备的认知和实际操作是该课程的重要内容。通过指导教师的现场讲授，学生对设备的基本结构、工作原理、工艺流程、运行过程进行观测、调查、讨论、分析，并完成实习报告。亲临实际生产现场使学生在巩固书本上学到的理论知识的同时，获得在书本上无法获得、不易掌握的现场观测和实际调研的技能，锻炼学生动手能力，提升学生独立思考并解决问题的能力。

4　鼓励学生积极参与课堂讨论　提高对课程知识的深层次理解能力

课堂讨论可以活跃气氛，促进学生开动脑筋解决问题。为此，就要为该课程增加课堂讨论这一重要环节。课堂讨论要取得明显的效果，要让学生愿意开口，并根据自己的语言方式表述，这需要教师设计可启发性的话题和探讨方式，诱导学生积极参与到讨论中来，这非常重要。鼓励学生用自己的语言表达既可以使教师准确地了解学生对学习内容的理解和把握能力，又能让学生更加清楚是否掌握了教学内容。学生有时觉得懂了教师课堂上讲解的内容，但不见得完全掌握。课堂讨论可以让学生检验自己对知识的认知度，及时纠正不正确的认识。通过讨论，学生们不仅能够获得问题的最终结果，还有可能达到一个新的认识高度：即使同一事物在不同条件下也可能呈现不同的运行规律，应加以区别对待分析。

5　穿插介绍课程相关研究前沿　展示优秀科研成果

我国学生开始接触科学研究的时间开始于大学四年级做毕业设计阶段，明显晚于美国学生的高中时代，并非中国学生不喜欢科学试验，而是现有的教育体系所限。通常，大学教师一边授课的同时大多从事课题研究。为了进一步巩固和扩展课堂知识，授课教师可以把与课程相关的前沿研究方向和最新科研成果介绍给学生。授课教师在讲授课堂知识的过程中，也可以穿插一些与该课程内容相关的自己最新研究成果。可能这些成果还不成熟，或者尚存争议，但可以让学生了解学科的前沿知识内容，满足学生猎奇心理，感兴趣的点也许成为学生今后工作的努力方向。例如，依据自己从事的钨钼合金制备方面的研究，在讲授完课堂知识后抽出些许时间介绍近些年来自己在这方面的研究成果。由于钨钼合金属于难熔金属，正是特种熔炼方法适用的范围，对学生介绍这方面的知识恰好呼应特种熔炼与冶金质量控制课程内容，促使学生加深对特种熔炼方法的理解。

6　鼓励学生亲自参与调研相关研究课题

本课程知识点琐碎、内容繁杂，包括特种金属、设备、制备工艺、冶金质量控制等多个知识，且与实践紧密联系，学生完全掌握课程的内容具有一定难度。因此，面授每个完整的知识点后，随即留下作业，促使学生课后梳理、透析和巩固该知识点的重点和难点。经批阅后，及时温补和讲解学生没有掌握好的内容。此外，围绕着教材内容，布置一些可启发性课题，让学生查阅近几年国内外最新研究动向，撰写该部分内容的文献综述。例如，学习难熔金属材料的制备，可让学生撰写“难熔金属材料的国内外研究现状”的作业内容，包括，难熔金属材料的分类、适用范围、制备工艺等。不仅让学生学会如何查阅资料，了解相关知识的研究现状，而且也初步掌握一些的科研方法，开拓了思维，增加了学生学习的积极性和主动性。

7　结束语

特种熔炼与冶金质量控制是冶金专业的一门专业基础课，为了在有限的学时内达到最有效教和学的目的，须优化教学内容。在课堂教学中，激发学生的学习兴趣、理出课程教学主线和介绍课程相关的前沿研究方向与展示科研成果能显著提高课堂教学效果。

［1］ 傅杰.特种熔炼与冶金质量控制［M］.北京：冶金工业出版社，1999.

［2］ 崔雅茹，王超.特种冶炼与金属功能材料［M］.北京：冶金工业出版社，2010.

［3］ 唱鹤鸣，杨晓平，张德惠.感应炉熔炼与特种铸造技术［M］.北京：冶金工业出版社，2005.

［4］ 丁永昌.钢与合金的特种熔炼［M］.武汉：中国地质大学出版社，1989.

［5］ 梁维，王振玲，党振乾.材料成型原理课程改革探索［J］.铸造工艺与设备，2009，12（6）：36-44.

［6］ 严莉，杨宗凯，刘三女牙.关于高校教师与网络教学的研究综述［J］.网络教育，2009（4）：39-51.

［7］ 张军红，鲁艺，何冶军.冶金工程专业卓越工程师创新能力培养［J］.中国冶金教育，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。

河南省教育科学“十二五”规划重点课题（2012-JKGHAB-0034），河南省高等教育教学改革研究项目（编号：2012SJGLX140）。