以行业标准应用为基础的《材料腐蚀与防护》课程改革*

田文明，陈芳芳，李忠磊，李艳霞，王 倩，李冲冲

(北华航天工业学院材料工程学院，河北 廊坊 065000)

《材料腐蚀与防护》是针对金属材料类专业学生开设的一门以工程实践及应用为基础，理论性较强的课程。课程内容主要涉及金属材料腐蚀现象、失效模式及机理，并介绍腐蚀评价、防护控制及相关新技术，用于指导学生就业后从事材料腐蚀失效原因及机理分析、材料环境适应性评价以及耐蚀材料及工艺开发的工程实践工作。该课程主要服务于工程机械设计制造、化学及食品工业设备运行维护，以及航空航天制造等高技术领域[1]。

传统的《材料腐蚀与防护》课程教学，比较注重抽象概念、理论知识的传授及讲解，学生需要记忆的知识点、原则较为庞杂，信息量大，学生对知识的消化吸收比较困难，易于遗忘，毕业后从事具体工作时，所学知识已经遗忘的所剩无几。而实际工程中涉及到材料腐蚀评价、性能测试、防腐蚀工艺设计开发时，无一例外地均要以国家或行业标准为依据，可以说具体标准贯穿材料腐蚀与防护具体工程实践的每一个步骤，是判据是准绳是标尺[2]。传统的教学中忽略了国家及行业标准的引入、分析及应用，造成培养的学生难以快速适应工程实践的需要，未培养起应用标准、尊重标准、一切从标准出发的工程实践思维，这与我国提出的应用型大学培养应用型人才的原则是相悖的[3-5]。

因此，将材料腐蚀与防护相关的国家及行业标准与具体的教学模块及章节对接，引入到教学工作中，优化教学内容、教学手段及考核方式，对于加强学生的实践能力，提前形成工业生产标准先行的意识具有重要意义，能够促使学生更快地上手具体工作，更好地为国家和行业培养应用型技术人才。

1 目前教学中存在的问题与挑战

1.1 理论知识与实际标准应用场景脱节，难以指导工业实践

以往教学中，《材料腐蚀与防护》的理论知识涉及较多的数学、物理及化学运算内容，重理论机理而轻现实应用，特别是对实际场景考虑不足，造成学生理论学习和实践过程难以无缝衔接。例如，用于评价耐蚀性应用最广泛的国家准标GB/T10125《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》中对盐雾试验的溶液浓度、气氛温度、药品等级及喷淋量等腐蚀影响因素做了非常具体的规定[6]，而以往的教学中对于腐蚀的影响因素总是一带而过，所用篇幅很小，但对腐蚀背后的电化学机理着重强调，造成理论教学内容与实践需求的错位。

1.2 应用标准时已忘记理论知识，对标准原则及要点把握不准

图1 电化学测试三电极体系Fig.1 Three-electrode system used to electrochemical testing

图2 不同电位扫描速率下的动电位极化曲线Fig.2 Potentiodynamic polarization curves obtained at different potential scan rate

材料腐蚀与防护类的国家及行业标准，其特点是内容具体，信息量大，对具体的技术细节要求非常细致严谨，这背后都涉及到腐蚀防护的基础理论知识，深刻理解掌握标准内容及理论知识的内在联系，是正确运用标准解决工程问题的基础。但传统的理论教学，只注重讲授内在机理及相关的物理化学知识，而忽略了理论对标准内容的指导与衔接，造成学生走上工作岗位后，对标准中的规定及技术状态的选择把握不准。例如国标GB/T12967《铝及铝合金阳极氧化膜检测方法》中针对不同严酷度要求的环境规定了不同的盐雾试验类型：中性加速盐雾试验、铜离子加速盐雾试验及铜离子加速乙酸盐雾试验，其严酷程度是依次增加的，这里就涉及到基础的腐蚀电化学机理；又例如行业标准HY/T192《海水环境中金属材料动电位极化电阻测试方法》就规定了使用如图1所示典型三电极体系进行测试，而在传统课程中很少规定电化学测试体系，测试体系可以是三电极也可以是两电极和四电极体系；此外HY/T192对动电位扫描的速度进行了规定，而传统教学中极少关注动电位扫描速率对极化曲线的影响，而扫速的不同，极化曲线的形状及对结果的判读就会产生偏差，如图2所示为不同动电位扫速下的极化曲线，不同扫速下的结果可比性极差[6]。以上提到的标准中关注的技术要点恰恰是传统理论课忽略省略的部分。如果学生学习时将标准和理论知识割裂，理论知识的抽象会加速遗忘，当接触到具体标准时，难以把握技术要点和细节，从而选择错误的技术参数，造成难以挽回的损失。

1.3 传统教学中学生难以形成敬畏标准、标准先行的工作理念

国家及行业标准的特点是普适性、严谨性、科学性及经济性。工业生产中的一切程序，大到工艺流程小到包装外观，国家标准都做了细致的规定，相关标准是腐蚀防护工业领域的行为准则和通行证，流程、质量及复验均符合标准规定的要求，产品及设计才能在行业内顺利流转，否则就有被退货甚至报废的风险[7-8]。但传统的《材料腐蚀与防护》教学中，涉及具体标准介绍的内容很少，对标准重要性的认识也严重不足，造成学生对国家及行业标准缺乏认知，不够重视，没有形成敬畏标准、一切行动从标准出发的意识，在与其他技术人员及厂商的接触中不适应，上手慢，认识过程漫长且代价较大，可能造成技术事故，不利于应用型人才的快速培养。

2 对《材料腐蚀与防护》课程的教学优化

2.1 针对行业标准对课程教学内容进行优化

对现有教学内容进行优化，根据腐蚀行为机理→失效原因分析→材料耐蚀能力评价→耐蚀材料、结构及工艺设计的相关路线图，将教学内容分为若干教学模块，建立不同模块间的承接关系；将与各教学模块内容相关的国家标准、行业标准及国家军用标准等引入到教学内容中，将基础理论知识寓于标准的制定、应用及使用范围分析中，加深学生对基础理论知识的理解，并掌握相关标准的查询与应用，促进知行合一，能在以后的工作实践中形成标准先行、尊重标准的思维原则[3]。

2.2 对课程教学方法及手段进行优化

采用讨论式、案例式、启发式教学方案，引入翻转课堂、慕课等教学手段。针对工程标准的制定、应用及局限性，结合具体的理论知识采用讨论式、案例式、启发式教学，既加深了学生对相关标准的认识又加深了对理论知识的理解；对于耐蚀材料选用、耐蚀工艺设计等知识模块采用案例教学，引入翻转课堂、慕课等手段，先由学生自主设计工艺流程，再对比实际工业生产中的相关标准，剖析每一步骤的设计原理及标准要求。

加强线上资源的建设与运用，借助现有成熟的网络教学平台，针对《材料腐蚀与防护》课程的内容，将相关国家、行业及国家军用标准上传云端，形成腐蚀防护测试、评估及工艺标准全文数据库，便于随时查阅学习。课堂主要用于标准分析、案例解读及机理探讨等内容，合理运用课上及课下时间，提高学习效率[5]。

2.3 优化课程考核内容和方式

将相关标准应用及实际工艺路线设计等综合工程问题作为课程考试的内容，考察学生们对工程实践问题的决策、解决能力；将学生在线上、线下学习参与教学的所有活动纳入课程评价中，加大平时作业、阶段测验、课程实验的考核比例，重点加强对行业标准应用能力的考核。

3 结 语

将腐蚀防护领域相关的国家及行业标准与《材料腐蚀与防护》课程相结合，将其引入到理论知识教学中，优化教学内容，促进学生对理论知识的理解、记忆、应用；优化教学方法，引入多样化教学手段，便于学生学习、运用标准解决实际问题；优化考核内容，更注重工程标准运用及对实际工艺路线规范化设计的考核；通过以上教学改革，破除学生理论知识学习与行业实践间的藩篱，更好更快地培养应用型人才。