浅谈“金属学及热处理”课程的教学改革

刘晖晖

摘 要 在應用型本科教学的环境下，应该重视专业课程的教学。本文针对课程本身和教学对象的特点，就如何提高该课程的教学效果谈一些体会。授课教师在教学中必须认真研究课程内容，钻研教材，同时不断改进教学手段，激发学生的学习兴趣。

关键词 金属学及热处理 教学 应用型人才

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.11.060

文华学院是培养本科应用型人才的民办高校，“金属学及热处理”是材料成型及控制工程专业的核心课程，该课程对后续几门的核心课程起到理论支撑作用。而该课程理论性强，概念抽象又比较难理解，学生学习该课程时积极性不高。①②因此，在课时少而教学内容多的情况下，提高学生对该课程的学习兴趣，培养学生的实践能力是一个比较重要的课题。本文根据本校生源特点及课程性质特点，结合笔者的教学经验，谈一些提高该课程教学效果的体会。

1 抓好课堂教学

“金属学及热处理”课程主要以课堂讲授为主，因此，抓好课堂教学质量是非常关键的。

笔者认为，任何一门课程的第一堂课比较重要。在第一堂课中，必须让学生明白该课程的重要性，同时激发学生的学习积极性。在第一堂课中，笔者往往会事先以生活中的实例让学生明白“化学成分—工艺—组织—性能”这一主线，找出它的内在规律，使学生后期对金属材料的学习能够条理化、系统化。各种金属材料的性能不同，主要是因为它的内部组织结构不同。而有的材料虽然化学成分相同，但由于结构不同性能也不同，比如金刚石和石墨。因此要想改变材料性能，就从化学成分、工艺和组织三方面出发，普通的热处理是通过不改变化学成分，改变加工工艺来改变组织从而达到改变性能的目的，也就是“工艺—组织—性能”，可以说这条主线贯穿于整个课程当中。而同一种材料经过不同的工艺而性能也会不同，例如3个相同45钢试样同时加热到810℃，经过相同的保温时间，然后分别以不同的冷却方式冷却随炉冷却、空冷、水冷，最后测量硬度，发现他们的硬度不一样，并且硬度逐渐增加。因而，在讲课过程中不仅要抓住这条主线，而且应贯穿于每一章节、每个工艺这样条理就比较清楚了。而在讲热处理的概念时，一定要让学生了解要选择好热处理工艺，一定要先清楚这个零件的作用及它的性能来选择热处理工艺，要不然学生在选择热处理工艺时不知从何处下手。

这门课程教学内容比较多，教师应该认真钻研教材，提炼出重点、难点。例如，在讲述材料的力学性能时，结合学生之前在“材料力学”中所做拉伸试验，帮助学生正确理解屈服强度和抗拉强度的概念，充分认识“屈强比”在工程实践中的重要意义。在讲述“铁碳合金相图”时应重点详解分析铁碳合金的成份、组织与性能的关系，这是本课程的重点内容，该相图与本课程其它很多内容都有关联。对于重难点内容，需要反复讲解，使学生能够理解并且掌握这一规律，能够举一反三。

2 改进教学方法

教学方法是教学改革的关键，因此应灵活采用多种教学方法，比如启发式、讨论式教学法，来调动学生的学习积极性。金属学及热处理课程涉及的知识点多而分散、基本术语、概念多且抽象，图片多，工艺方法也多。③若仅用课件来简单讲授，学生很难理解，并且感到枯燥无味，所以可以在课堂教学过程中采取以下措施：

（1）可以采用现代教育技术，在教学过程中加入动画效果，有助于学生更好地理解知识，激发学生的学习兴趣，从而提高教学效果。例如在讲解“金属的晶体结构”时，涉及晶体空间结构，由于学生对晶体的抽象的空间结构感到无从想象，难以理解，教师就可以将比较难讲清楚的教学内容，通过多媒体形象生动立体地表现出来，可以增强教学过程的趣味性，从而提高教学效果。

（2）组织课堂讨论，激发学生的学习积极性。为了不使学生过分依赖教师讲解，可以开展课堂讨论，充分发挥学生的主观能动性，使学生成为教学活动中的主体。通过在课堂内开展教学讨论，先要让学生学会独立思考，然后教师再对学生讨论过程中的问题进行讲解并加以总结。这样一来，可使整个课堂讨论教学气氛活跃。比如讲到热处理部分，就可以让学生讨论他们金工实习所用的最熟悉的锯条，应该用什么材料以及用什么热处理方法，最后教师再进行总结。每个学生都能参与其中并积极思考，改善了教学氛围，提高了教学效果。

本课程为很多高校材料考研复试专业课，因此可以将历年各校考研试题搜集汇总，形成考研习题库，供考研学生复习。同时建立本课程的教学网站，实现课件、考研习题库资源共享，方便学生随时自学本课程内容，并有利于兄弟院校交流互动。

3 加强实践教学和改革实践教学内容

此前，我院材料专业“金属学及热处理”课程并没有开设实验课，而“金属学及热处理”课程理论多，且实践性较强。在教学过程中适机安排实验，通过实验过程中学生自己动手操作、观察、分析，有助于学生掌握金属材料的本质及规律，使学生能够更好地理解基本概念和基本原理。因此，教学过程中应该加强两个实验项目：讲授“铁碳合金相图和碳钢”后及时安排一次金相制作及碳钢平衡组织观察实验，让学生掌握金相试样制备和显微镜操作技能，充分认识铁碳合金的平衡组织特征；讲授“钢的热处理”后安排一次钢的热处理及硬度测量实验，这样学生可以通过熟悉热处理工艺的操作过程和硬度计测量方法，充分认识化学成分、工艺对组织对性能的影响。为了达到实验教学目的，学生应该根据实验大纲及实验指导书和教材中的有关章节进行实验前的预习。而且学生在实验过程中，要认真做好数据记录，并对数据进行处理，分析实验结果，认真撰写实验报告。

上述实验都属于基础型验证性实验，虽然对学生的理论教学有很好的辅助性作用，但往往不利于充分发挥学生的主观能动性，因此在此基础上又增加了两个实验：

（1）钢的热处理的设计性实验。先让学生自主选择一简单产品为实验对象，确定实验目的，查阅相关资料后，确定预先热处理及最终热处理工艺，观察热处理前后的组织和检验其性能，并让学生对实验结果进行分析和讨论。

（2）金相看圖实验。该实验由实验指导教师按照大纲要求，先准备好各种碳钢经不同热处理后的金相试样及各种铸铁的金相试样，并且做好金相图谱。让学生通过观察分析和对比，来识别出材料及热处理方法。

由于新的实验教学模式建立在以学生为本的基础上，充分发挥了其主观能动性，极大地调动了他们的学习兴趣和积极性，形成良好的实验教学氛围。

4 改革考核方式

课程考核也是课程教学的重要部分，旨在督促学生能够系统地复习和巩固所学知识，以检查学生对基本知识、基本技能的掌握程度与运用能力。以往该课程的考核重点是基本知识的理解和掌握，考核内容、形式单一，主要采用闭卷考试（占70%）+平时成绩（占30%）的考核方式。

在教学过程中发现这样的问题，有的学生平常不认真学习，到考试前突击复习，最后也能通过考试。为了避免这种临时抱佛脚的复习方法，我们在考核方式上也做了必要的改革，考核成绩主要采用闭卷考试（占70%）+平时成绩（占20%）+实验（占10%）的考核方式。闭卷考试主要是考查学生对基本知识的掌握情况，试卷内容充分体现大纲的基本要求。平时成绩包括课后作业、课堂回答问题以及课堂测验，课后作业中有时会布置一些需要积极思考和讨论的开放型题目，让学生通过查阅各种文献资料，再到课堂上自由发言，提高学生对知识的综合应用能力。高等院校工科学生理应具有较强的实践能力，通过实验可以培养学生的动手实践能力，同时又能加深对所学知识的理解程度。为了真实反映学生的能力和素质、科学地评价学生的学习效果，新的考核方法中增加了考核内容，每个实验都要根据实验纪律、实验操作规范和实验报告等三部分进行评分，从而实现对实验过程和实验结果的综合考评。

通过推行考试方法改革，增强了学生平时学习的主动性，提高了学生分析问题和解决问题的能力。同时通过教师教学方法的改革，提高了教师的教学能力。

5 小结

民办独立高校的培养目标是打造优秀的本科应用型人才，课程教学具有相应的特点。因此，若要较好地完成金属学及热处理课程教学，教师不仅要搞好课堂教学，更要注重理论和实践紧密联系，始终坚持以学生为本，激发学生的学习积极性，提高课程教学效果，提高教学质量，培养具有扎实的理论基础和较强的实践能力、创新能力的应用型技术人才。

注释

① 崔忠圻.金属学与热处理[M].北京：机械工业出版社，2007.

② 仵海东，曹鹏军，刘筱威.金属学及热处理课程建设与改革探索[J].重庆科技学院学报：社会科学版，2009（12）：205-206.

③ 黄之德.金属学及热处理课程教学实践与探索[J].中国职业技术教育，2003（7）：38-39.