“表面工程技术”的教学改革初探

董志红 冯威 朱晓东

摘 要 表面工程技术课程内容丰富，理论性和实践性结合紧密，涉及学科领域范围广，教学难度大。本文针对成都大学材料成型与控制工程专业开设的表面工程技术课程，明确教学目标，加强学生专业知识培养，与社会需求为主导，优化教学改革，提高学生对“表面工程技术”的课程的兴趣，激发学生独立自主的创新探讨模式。

关键词 表面工程技术 教学改革 创新培养模式

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.06.042

Abstract For the surface engineering technology curriculum， which content is rich combining with theory and practice and involving a wide range of disciplines， so there is some teaching difficulties. In this paper， surface engineering technology curriculum was opened at material formation and control engineering department in Chengdu University. It is discussed about teaching objectives and strengthen students' professional knowledge training. At the meet of social demand， to optimize the teaching reform and to improve the students interest for "surface engineering" course， to stimulate students' independent innovation model.

Key words surface engineering technology； teaching reformation； innovation culture model

0 前言

人类很早就掌握了表面技术为自己的生存和发展服务，从最原始的使用树叶来抵御寒冷到古代的干将莫邪打造的宝剑，使表面的渗碳技术发挥到极致。在漫长的人类发展中，中国人为表面工程技术的发展做出了卓越的贡献。随着人类的进步，科技的快速发展，表面工程技术的需求和改进日益凸显。现代，宇宙飞船的发射成功，标志着中国的表面工程技术走向太空，因为没有抗高温的涂层技术，载人飞船不可能穿过大气层安全返航；没有抗辐射的薄膜技术，太阳能电池不可能在太空正常工作。20世纪80年代，电子、信息、海洋、航天、先进制造等高科技的急剧发展和对传统工业改造的迫切需要，表面工程技术将成为21世纪工业发展的主导关键技术。仅材料表面失效，如腐蚀一项年损失就超过水灾、火灾、地震和台风飓风加上恐怖分子所造成的损失之和。

因此，提高表面技术的应用技能，掌握瞬息万变的材料表面处理，提高材料的使用寿命，减少能源的损耗及维护成本，是本门课程在教学中核心所在。

1 明确表面工程的特点，加强教学改革

表面工程技术按照工艺特点，可分为13类，每一类里又包含很多的不同工艺方法，如图1所示，涉及的表面技术领域有机械、电子、汽车与船舶、航空航天、能源动力、生物医疗器械等。表面工程技术是交叉的多学科新兴技术，它与材料学的发展密不可分，同时跨越了物理、化学、生物学等多个学科领域，这对教材的内容要求就更加高，但目前教材更新内容较慢，单一的教材不能满足学生对本学科的掌握，且这门课程在我们学校的材料成型与控制工程专业中，课时仅有32学时，对于课程内容的扩展和学时的减少形成明显反差，满足不了学生对专业知识的认识和领悟，在较短的时间内完成本课程的教学，这对教师的教学提出了较高的要求。本课程要增加学生对本知识的掌握，在教学中必须优化课程教学体系，着重培养学生对各种工艺在实际中的应用研究，解决表面工程技术在生产中出现的问题，培养学生分析和解决问题的能力。

图1 表面工程技术工艺方法

2 注重基本原理，提高实践教学

课时的减少，就需要学生在课堂上掌握基本原理的同时，结合教师的实践生产研究，在课堂上扩大同学的知识视野，采用“虚实结合”的形式，提高教学质量。即尽管学生不能亲自实践学习，但是课堂上通过教师的实践讲解，举实例形式，通过经验教学，如具体的工艺流程及参数的改进，提高表面处理技术等，当然这种经验，来自教师的课下实践总结及参观考察等。同时，培养学生的自学能力，鼓励学生多选修些与本课程相关的基础知识及实践教学，如本学院的汽车产业人才培养中心及实训技能培训中心，了解和本专业相关的实践专业知识，推进质量工程的建设，在教学过程中突出创新能力的培养特色。同时，学院也引进了“双师型”教师，即具有工程实践背景的高素质、高学历人才，材料成型与工程专业也向企业聘用高级技术人员担任学院兼职教授，通过这种方式，解决当前实践教学的能力短板。

3 拓宽专业范围，强调多学科融合

表面工程技术是材料加工工程系或材料成型与控制工程系的一门专业课程，现有的教材多偏向于理论系统知识及基本原理，在培养学生的发散思维能力、创新意识和探索精神上较少。为了拓宽专业知识范围，教师在课堂上应引入最新的相关科研论文介绍，培养学生的创新意识和科研理念，在讲述表面技术的同时，也自然会涉及到相关的新材料、新方法、物理化学原理及机理探讨，达到更深层次的教学效果。如讲气相沉积技术教学内容时，介绍磁控溅射技术，以“磁控溅射-热处理两步法制备Cr2AlC图层及力学性能”，一文为例，从材料的角度讲述Cr-C化合物涂层的优点及用途，加入Al后可改善涂层的耐磨性等，形成了三元相结构，更加提高材料的抗高温性和抗腐蚀性能。这样学生不仅了解了材料的综合性能及优缺点，同时也进一步复习了三元结构相图，进而引入表面工程技术，从前人的研究采用磁控溅射技术存在的不足，如沉积层薄、沉积速度高、工艺复杂、大面积处理难度大等缺点，进行了技术的改进及参数的选择，对图层的硬度及弹性模量进行了分析，了解表面分析及性能测试，也会激发学生对测试仪器的兴趣。因此，通过对具体科技论文的讲授，让学生了解了多领域的专业知识，加深了对整体专业性的把握，为学生的自学能力提供了良好的基础。

4 全面实施质量工程，推进表面工程的改革和创新

成都大学在各学科发展中，注重交叉融合，以材料学中表面工程技术为代表，建立交叉学科研究中心，以表面分析及测试技术为平台，向多学科辐射，包括环境污水治理、临床医学、制造技术、数字信息化模拟等，以社会对人才的需求为导向，增强人才培养的社会适应性，建立主动适应经济社会发展要求的人才培养模式和机制。加强不同学科专业之间的相互交叉渗透与融合，培养复合型人才。在不断的创新能力和实践能力培养下，优化人才培养目标和人才培养模式，使人才培养从“专业对口”转变为特色和“广泛适应”。同时，努力探索并建立多样化的人才培养模式，不断探索和完善双学位、主辅修制等，为学生的个性发展和潜能发挥创建有利条件。

5 结束语

以“表面工程技术”课程为代表，积极推进教学内容、教学方法、教学手段的系列改革，构建新的充满活力的高质量的教学体系。教学内容改革要紧跟科技发展，从整体人才培养目标出发，更新教学内容，优化课程体系。进一步加强教材建设，建立科学的教材编写、评价和选用制度，大力提倡使用先进教材、大力推进使用原版教材和双语教学，不断提高教学质量。积极推进现代化教学手段进程。加快计算机辅助教学软件的研制开发与推广应用，积极引进适用课件，推进多媒体授课比例，提高教学效率和教学效果。加强以学分制为核心的教学管理制度建设和教学管理队伍建设。

鼓励学生自主学习自主发展。在学院内尝试引入“创新学分”制度，把创新教育作为学分制的重要内容列入培养计划，对学生在各级各类创新竞赛中取得优秀成绩，或取得发明、发表优秀论文等成果者，授予相应的创新学分。进一步建立健全专业实践教学体系，明确专业实践教学要求与规范。加强校企联系和合作，在校外建立一批相对稳定，具有产、学、研结合功能的科教基地，为各个学科的发展提供坚强有力的后盾。

参考文献

[1] 姜银方，王宏宇.现代表面工程技术.北京：化学工业出版社，2014.

[2] 曾晓雁.表面工程学.北京：清华大学出版社，2000.12.

[3] 徐滨士，朱绍华，刘世参.材料表面工程.哈尔滨工业大学出版社，2005.

[4] 屈钧娥，曹志勇，王海人.多元化教学方法在《材料表界面》教学中的应用.教育教学论坛，2012.38：73-75.

[5] 刘培，王振玉，柯培玲等.磁控溅射-热处理两步法制备Cr2AlC图层及力学性能.中国表面工程，2016.29（1）：64-72.