《金属材料学》教改和实践思考（一）

杨文朋，郭学锋，崔红保，曹新鑫，王海燕

摘要：《金属材料学》是金属材料专业学生的核心专业课，课程特点决定了其讲授和学习都存在较大难度，笔者在教学内容和教学方法方面进行了教改实践。教学内容围绕课程主线及脉络设置，按需补充基础知识，着重知识点的连贯和衔接，优化授课内容，丰富课件表现形式；教学方法上通过趣味问题、提问和讨论等互动方式，激发了学生的兴趣和热情。实践表明，增强知识点的连贯性并优化教学内容，使学生更容易理解新知识，可显著提高教学质量。

关键词：金属材料学；教改；教学内容；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）47-0087-02

一、课程特点

《金属材料学》是金属材料专业的核心课程，是培养方案中最后一门专业主干课。该课程讲授的专业知识是学生走上工作岗位后能直接使用且使用最多的。本课程具有综合性、应用性、经验性和更新性的特点。课程特点决定其讲授和学习都有较大难度。从学生角度来看，难度主要表现在知识面广、概念抽象不好理解、繁杂零散抓不住重点，同时又缺乏逻辑性、难记忆，容易感到枯燥乏味。从教师角度来看，需要教师在传统授课方式上进行革新，不但要把课程知识讲清楚，而且要把枯燥的知识讲得生动有趣，引发学生的学习兴趣，调动其学习积极性，加深对问题的理解，培养学生研究开发和合理应用金属材料的能力。

笔者针对本课程的特点和授课学习难点，在知识连贯性、优化授课内容和增加课堂互动等方面进行教学改革，并对实践结果进行总结和探讨。

二、教改实践和思考

1.首堂课要强调课程重要性。本课程学习有诸多难点，因此必须强调本课程的重要性。在课程介绍中，要通过简单的实例说明本课程的综合性、应用性、实践性、更新性等特点，使学生在潜意识中重视本门课程。说明本课程的学习难度和学习方法。多数学生认为大学课程在生活和工作中用处不大，所以以应付考试为目的进行学习，这种填鸭式的教学方法学生能吸收的知识很少，大部分是死记硬背。因此，让学生了解本课程所学知识在工作和生活中的用途十分重要。通过引导式的具体实例讲解，增加学生的兴趣，调动学习的积极性，加深对本课程的重视程度，对后续教学进展起到关键作用。

2.注重知识连贯性及基础知识补充。《金属材料学》讲授的理论知识涉及《材料科学基础》、《固态相变》、《金属热处理原理与工艺》和《材料力学性能》、《材料热力学》等基础课程。学生本来对已经学习的知识掌握就不牢固，之前的課程部分学生考前突击复习，考完就忘，若直接讲授新知识学生难以理解。所以课程讲授过程中要注意知识体系的过渡和衔接，在回顾已学知识基础上引入新知识，使学生更容易跟上讲解思维，对新知识更容易接受和消化理解。

在讲解钢知识前，借助复习Fe-Fe3C相图来说明C元素在钢作用以及对组织、性能的影响规律，之后自然将学生带入钢铁相关内容。同样，在后续讲解铸铁时，仍需要通过巩固相图，一方面可以对钢的相关知识进行总结，另一方面将引导学生进入铸铁知识。

笔者经过教学实践和调查发现，部分学生对热处理相关基础知识掌握不牢固、概念模糊，而热处理工艺对钢铁组织和性能有重要的影响，在讲解涉及材料热处理方面的知识时存在较大理解难度，所以结合相关章节回顾热处理相关知识是非常有必要的。

如果讲解的新知识点与已学知识没有联系，则需要补充关联知识。例如，在第一章合金化概论的“钢中的元素”一节，书本上概括性地说明了常存杂质元素有Mn、Si、Al和偶存杂质Cu、Sn、Pb、Ni、Cr等元素，然而后面提及常用的合金元素时又出现了这些的元素。授课时如果照本宣科地说明钢中的元素，就让学生感觉莫名其妙，所以在讲解这部分内容之前，需要通过引入铁矿石和钢铁冶炼相关知识来说明钢中各杂质元素的来源，之后自然过渡到钢中合金元素一节。这样一方面能使学生形成完整的知识体系，另一方面也有助于后续相关内容的讲解。所以，在课程讲解设计时，要考虑知识体系完整性以及各知识点的过渡与衔接，这样才能做到教师讲得清楚，学生听得明白。

3.优化授课内容。《金属材料学》主要包括钢铁材料、有色合金和新型金属材料三大部分，课程内容繁多，体系庞杂。教学实践证明，只要抓住“服役条件—性能要求—组织结构—材料成分—强化工艺—组织结构—使用性能”这条学习主线，找出内在规律和联系，内容很容易条理化。笔者在教学中，依据学习主线整理每个章节的教学重点和难点确定需要精讲的内容，分析与已学知识点的关联，设计新知识点的切入方式。对于难度较低和一般易拓展性的内容让学生课后自学，对于需要讨论的内容列出提纲，进行课堂讨论。做到强化重点，弱化非核心内容。

在授课内容设计上要具有新颖性，有机地结合教学内容，给学生讲授国内外新材料和新技术、工艺的发展及应用。讲到具体材料时，紧密联系工业实际应用，尽可能举一些材料在工程上应用的实例，激发学生的学习兴趣。遵照“教师精讲、引导学习、分组讨论”的互动启发式教学方式，改变灌输式教育，加强师生之间的互动。实践发现，教学内容和方式革新后，在激发学生学习的积极性和主动性、锻炼其科学思维方面取得了显著效果。

4.丰富课件表现形式。近年来，多媒体讲授方法逐渐代替了传统板书形式的教学方法。然而，现在的多媒体教学课件大多质量不高，课件内容主要以文字和非动画图片为主，缺少声音和动画等其他表现形式。高质量的多媒体课件教学应该集文字、声音、图像、视频等于一体，设计风格上应该现代化，不仅要求教学内容完整、重点突出、画面友好，而且要符合认知规律，具有渐进性和科学性。具体可以按照以下几点进行课件设计：（1）将重点、难点进行高度简洁地总结并突出显示，可以部分弥补听力困难带来的障碍，使学生顺利获取课堂信息，节省宝贵的课堂教学时间，提高学习进度；（2）对于课程中涉及的图表和公式等，通过多媒体动画、过程演示等手段，将课程复杂枯燥的内容以直观、形象的形态展示出来；（3）课程中涉及许多机制性问题，将相关转变机制通过动画模拟手段表现出来，更加直观并富有动感，辅以精讲。总之，配合丰富的多媒体教学手段，这样可以克服概念抽象的缺点，增强学生的学习兴趣，收到良好的教学效果。

5.增加课堂互动。《金属材料学》学期内容枯燥，大部分知识点需要理解和记忆，第一章内容是后续章节的学习基础，对记忆要求更高。如果教师讲课平淡无奇，容易使课堂气氛沉闷，不能发挥学生主观积极性。因此，教学环节设计上应该考虑采取师生互动的教学方法，能活跃课堂气氛，使学生真正学到知识技能。例如，每章的引导可以设计若干学生感兴趣的话题，通过提问或者讨论的方式引起学习热情。笔者设计问题考虑以下因素：（1）建立在已学知识的认识之上，但是能颠覆个人想法，例如“合金元素能改变Fe-Fe3C相图吗？”（2）大部分学生熟悉的且与生活相关的问题，例如：“能不能用磁铁鉴别不锈钢锅？”（3）如果问题大家不熟悉，但是能引起大家兴趣的问题，例如：“铸铁基体的性能与钢接近时，是否替代钢来使用？”通过对兴趣问题的提问或者讨论，增加课堂互动，充分调动学生的求知欲，让学生不再感觉枯燥乏味，带着问题学习新知识，这样更能牢固掌握所学内容，大大提高教学效果和教学质量。

由于《金属材料学》课程本身特点，课程的讲授和学习都存在一定难度，不但要求教师讲解方法得当，还需要学生积极热情地配合，各高校也都在不断地探索新的教学方法。笔者在授课初期就强调课程重要性和实用性，授课围绕课程主线及脉络设置，按需补充基础知识，着重内容的连贯和衔接，优化授课内容，丰富课件表现形式。课堂上通过趣味问题、提问和讨论等互动方式，提高学生的学习兴趣和热情。通过不断努力改进和完善，显著提高了教学质量，更好地完成了教学任务。

参考文献：

[1]李惠，焦雷，芦笙，等.《金属材料学》创新性课程的建设与实践改革[J].产业与科技论坛，2014，13（21）：140–141.

[2]章文献，胡业奇，李月婵.金属材料工程专业应用型人才培养模式的探索[J].教育教学论坛，2013，（32）：215–217.