以赛促学践行金相实验技术课程的教学改革方法

张秋阳

【摘 要】结合金相实验技术课程的重要性与目前金相实验技术课程的教学现状，通过鼓励学生参加全国金相技能大赛的方式，探索并实践了金相实验技术课程教学改革的方法。通过教学改革，激发学生对金相知识与技能的学习兴趣，总体提高学生的实践与创新能力，提升本科专业教学质量。

【关键词】金相大赛；金相技能；教学改革

【Abstract】Combining the importance with the teaching present situation of metallography experimental technology course， the teaching method has been explored and practiced through encouraging the students of metal materials to participate in the metallographic competition. Through the teaching reform， the interests of students to learn the metallographic knowledge and skill were stimulated， the ability of students to practice and innovate was improved， and the teaching quality of undergraduate was promoted.

【Key words】Metallographic Competition； Metallographic Skill； Teaching Reform

0 前言

金相技术最初是由索拜（Sorby）在十九世纪六十年代利用光学显微镜来检查、研究金属内部组织而发展起来的。二十世纪初，美国材料与试验学会（ASTM）正式认定，基于光学显微镜的金相技术是研究和检测金属材料组织的有效手段[1]。此后，金相技术进一步发展。目前，金相技术作为重要的物理检验项目类别，已被列入各国和ISO标准[2]，并广泛应用于各行各业金属制品的研究与检验，成为当今世界金属材料产品研发、质量检验、零部件失效分析等的重要手段。由此可见，金相技术在材料研究与企业生产中占据十分重要的地位。对于应用型的本科院校而言，金相实验技术也是金属材料专业的基础实验课程，是该专业学生必需掌握的重要技能。

1 金相实验技术课程的特点

金相技术是将材料成分、显微组织、加工工艺、力学性能等方面的有机关联，并为调整材料成分、改善加工工艺、最终提高材料性能提供可靠的技术支撑[3-4]。金相技术包含金相试样的制备、显微组织的观察与分析、金相摄影三部分。金相试样的制备又包括磨样、抛光、腐蚀等基本工序，其中每个工序都要求学生具有較强的动手能力。对于动手能力较差或者初学者而言，样品表面在磨样过程中很有可能出现交叉划痕、平面被磨成多个面，抛光过程时出现飞样、水膜，腐蚀过程出现腐蚀不均匀、腐蚀不够、腐蚀太深等问题，干扰后续的观察与分析。显微观察与分析的过程，不仅考验学生的动手能力，而且需要学生在理解科学理论知识的同时具有较强的分析能力，能够准确识别样品中的组织类别，掌握各种组织对应的性能。此外，还需要学生足够了解显微镜的构造与成像原理，并能熟练运用显微镜与电脑软件拍摄美观的金相照片。相比较其他实验而言，金相实验技术既要求学生先牢牢掌握《材料科学基础》、《金属学与热处理》、《金相学》等专业基础知识，又要求学生具有较强的分析能力和实践能力。

我校作为淮安地区的应用型本科院校，在早期办学时就已开设金相实验课程，经过长期的发展，已成为金属材料类的重要专业课程。该课程的对象为已先修专业基础课程的中年级的学生。其目的是使学生掌握金相分析的基本知识与方法，加深对相关理论科学知识的进一步理解，同时锻炼学生的动手能力与分析能力，在实验教学过程中，培养学生创新能力，为学生走向企业解决实际问题奠定基础。

2 金相实验课程的教学现状

金属专业的课程非常抽象难懂，金相实验课程的教学效果又直接影响学生对教学内容的理解。金相实验课程的传统教学模式是学生先听老师讲授理论知识和操作技巧，然后再分批进入实验室学习操作技能。在目前的金相实验课程教学中，有些高校及教师过分看重理论教学，而对于实验教学的重视程度不够。有些教师则认为金相技能实验技术含量低，不能发表高水平论文，没有绩效奖励，对职称评定没有帮助，从而忽视金相实验教学，使学生不能系统地学习、掌握金相技术。

对于学生而言，有的学生在大学入学之初就放松对自己的要求，对理论课程不感兴趣，学习没有压力，状态不佳，学习不深入，基础不扎实，知识理解不透彻，考试六十分万岁。在实验过程中又对实验过程、实验技巧完全应付，有的学生则是有样学样，知其然而不知其所以然。在金相组织观察的实验过程中，许多人连组织都分不清，如珠光体球墨铸铁中，根本分不清哪些是珠光体，哪些是石墨；再如，观察亚共晶白口铁时，有些学生甚至认为黑色区域就是石墨。这样的学而不识，比比皆是。由于课堂学时有限，学生的学习不够全面和深入，但课外又不愿意花时间探索，严重影响学习的效果，毕业后到工作岗位上再现学现卖，延长了成为熟练工作者的过渡期。

此外，目前金属材料类理论教学课本及学习资料中，均以碳钢、铸铁为主要教学素材，而对于有色金属则粗泛概括。实验教学中，更是以20、45、GCr15、灰铸铁、球墨铸铁等为主，几乎不涉及有色金属。然而，当今的世界正向轻量化大步迈进，从个人汽车到航天飞行器，从家用产品到及精密仪器仪表，小密度的有色金属（如铝、镁、钛）正被广泛应用。如果学校再按古老而一成不变的教学材料进行教学，培养的学生势必将脱节于社会，学生走上工作岗位后将花费大量的时间重新学习。endprint

因此，鉴于金相实验课程的教学现状，有必要对金相实验技术课程金相改革，提高教师和学生对金相技能实验教学的重视，改变教学内容与方式，适当加大学生的学习压力，激发学生的学习兴趣，提升学生对金相技能的掌握程度及实践创新能力。

3 以赛促学践行教学方法改革

金相大赛是全国性的赛事，旨在引导高等学校强化材料类专业基础知识、激发材料类专业大学生的学习兴趣，激励学生掌握材料专业基本技能的积极性，促进学生对材料类专业基础知识、科学内涵的掌握，培养学生的基础技能和实践动手能力。

金相大赛分为两项赛事，其一是由教育部高等学校材料类专业教学指导委员会主办的全国大学生金相技能大赛，该赛事已在北京科技大学、东南大学、北方民族大学、昆明理工大学、清华大学、南昌大学和南昌航空大学连续举办了六届；其二是由中国体视学学会金相与显微分析分会主办的“蔡司·金相学会杯”全国高校大学生金相大赛，该赛事也在辽宁科技大学、重庆科技学院、西南交通大学、武汉科技大学、南京理工大学等成功举办了五届。两项赛事相互补充，扩大了金属材料类专业学生的参与人数，调动了各高校、学生参与教学的积极性，成功吸引了国内近百所高校的参与。

我校积极鼓励金属材料专业学生参加金相大赛，并为本科学生毕业设置了关于实践创新能力的必修学分。这为大学生毕业设置了一定的门槛，也增加了一定的压力，迫使学生积极参加这类活动与赛事。金相大赛的比赛内容包括理论考试和金相试样制备两个部分。参赛学生要想获得一定的奖项，修满实践创新能力学分，需努力提升自身的理论知识与金相实验技能。此外，我校对参赛并获奖的学生给予丰厚的奖励，让他们在参赛的同时，获得足够的荣誉感与满足感，充分调动了学生的积极性，提升他们的自信心，鼓励他们努力提高理论与实践技能。

此外，学校为参赛的学生配备了资深的指导教师，在实验过程中讲授理论知识，识别金属材料中的物相、组织，提升了学生的分析能力，手把手指导学生磨样、抛光以及腐蚀的手法与技巧，让学生学到更多的实验技能，从而提升学生的实践创新能力。为了激励指导教师的主动性，学校给予指导学生并获奖的教师丰厚的奖励，并将学生获奖与教师职称的评定挂钩，从而极大地激发了教师的积极性。

此外，全国金相技能大赛的内容并不仅仅局限于所学教材中的钢、铁等材料，也开始尝试性组织学生认识目前更加贴近企业生产和工业应用的有色金属。例如，在南京理工大学成功举办的“第五届蔡司·金相学会杯全国大学生金相大赛”中，主办方在决赛部分设置了制备压铸铝合金金相样品的环节。参赛学生、指导教师要想获得奖项，必须进一步学习铝合金等有关理论知识与制样技巧，这为学生知识面的扩展提供了有效的途径，为学生走向工作岗位获得了很好的学习机会。

总体而言，通过参加全国金相大赛，激发学生对金相知识与技能的学习兴趣，充分调动了学生与教师的积极性，总体提高学生的实践与创新能力，提升了本科专业教学质量。

【参考文献】

[1]王岚，杨平，李长荣.金相实验技术（第2版）[M].北京： 冶金工業出版社，2010.5.

[2]周兵，李越胜，邵春文，等.金相检验在承压类设备检验中的应用[J].中国科技信息，2012（10）：66.

[3]马杰，王长征，黄宝旭，陈辉，赵性川.金相实验教学改革及实验技术能力提升探索[J].考试周刊，2015（77）：11.

[4]金迪.金相实验技术在金属材料研究中的应用[J].科技视界，2015（13）：305.endprint