電化教學(xué)在《材料腐蝕與防護(hù)》教學(xué)改革中的作用

李遠(yuǎn)會(huì)等

摘要：本文探討電化教學(xué)在《材料腐蝕與防護(hù)》教學(xué)改革中的作用。結(jié)果表明，電化教學(xué)有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，啟迪思維，拓寬渠道，獲取更多知識(shí)，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，有力地提高《材料腐蝕與防護(hù)》教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：電化教學(xué)；材料腐蝕與防護(hù)；改革；作用

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-0568（2013）29-0041-02

作者簡(jiǎn)介：李遠(yuǎn)會(huì)，男，副教授，研究方向?yàn)椴牧媳砻娓男浴?/p>

《材料腐蝕與防護(hù)》是一門以物理化學(xué)為基礎(chǔ)、與材料學(xué)、電化學(xué)、冶金，化學(xué)、物理、力學(xué)、環(huán)境學(xué)等多門學(xué)科交叉滲透的新興學(xué)科。主要介紹材料各類腐蝕的定義、機(jī)理、影響因素以及對(duì)應(yīng)的防腐措施等內(nèi)容。課程理論性、實(shí)踐性、應(yīng)用性、綜合性強(qiáng)，要求學(xué)生既要掌握扎實(shí)的電化學(xué)腐蝕理論基礎(chǔ)，又有較強(qiáng)的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力，以適應(yīng)社會(huì)的需求。[1，2]該課程大三下學(xué)期開(kāi)設(shè)，講授課時(shí)數(shù)少，內(nèi)容復(fù)雜、陳舊，理論性強(qiáng)，模糊抽象，理解困難。有的學(xué)生面臨考研準(zhǔn)備階段，對(duì)課程學(xué)習(xí)不重視。電化教學(xué)具有知識(shí)表達(dá)的多樣性、交互科學(xué)性、反饋性、以及教學(xué)管理的開(kāi)放性、靈活性等突出的特點(diǎn)。[3，4]在這種背景下，電化教學(xué)對(duì)《材料腐蝕與防護(hù)》教學(xué)改革有著積極創(chuàng)新的作用。

一、運(yùn)用電化學(xué)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

電化教學(xué)能創(chuàng)設(shè)生動(dòng)、形象、直觀、視聽(tīng)結(jié)合的教學(xué)環(huán)境，尤其是新穎性、多樣性、生動(dòng)性、趣味性易吸引住學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。[5]精心篩選日常生活中的鐵銹、銅綠、塑料脆斷等腐蝕現(xiàn)象，以形象、直觀、生動(dòng)的“看圖識(shí)知”方式向?qū)W生介紹材料腐蝕現(xiàn)象無(wú)所不有，無(wú)所不在。學(xué)生通過(guò)全球著名的腐蝕事件、損失概況圖表，腐蝕科技前沿的授課內(nèi)容，感受到“材料腐蝕現(xiàn)象與社會(huì)生活息息相關(guān)”，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。近幾年，本專業(yè)教師也涉及材料腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域課題研究，如鋁合金微弧氧化、鈦合金、不銹鋼陽(yáng)極氧化，不銹鋼在磷酸實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，等等，在課堂上演示一些研究成果圖片。學(xué)生明白材料腐蝕與防護(hù)課程的重要性，樹(shù)立學(xué)好、用好《材料腐蝕與防護(hù)》課程內(nèi)容的信心和決心，從而激發(fā)對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。

二、利用電化學(xué)教學(xué)，增設(shè)課程教學(xué)內(nèi)容，突出重點(diǎn)難點(diǎn)

電化教學(xué)能克服時(shí)空限制，圖形并茂，有聲有色，生動(dòng)形象，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。[6]將圖像、文字、聲音、動(dòng)畫(huà)等信息有機(jī)融合，形象生動(dòng)直觀地突出重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)，注重材料學(xué)、物理化學(xué)等內(nèi)容有機(jī)糅合，不斷優(yōu)化充實(shí)教學(xué)內(nèi)容。以用途為目的，按照成分——結(jié)構(gòu)——腐蝕性能主線，將多學(xué)科零散的知識(shí)點(diǎn)連貫熔融起來(lái)，化靜為動(dòng)，化虛為實(shí)，化抽象為直觀，由表及內(nèi)，深入淺出，解釋疑惑。在講解典型陽(yáng)極氧化曲線時(shí)，用鈦合金陽(yáng)極氧化實(shí)驗(yàn)為例，用虛構(gòu)不同色彩的球形化分子、原子、離子解釋陽(yáng)極的電化學(xué)作用機(jī)理，合理解釋不同的成分材料會(huì)有不同的極化曲線線段，也會(huì)表現(xiàn)出不同的宏觀腐蝕性能，解決了傳統(tǒng)課堂教學(xué)無(wú)法講清、難以理解的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容，也與金屬鈍化概念、原理很好地區(qū)分開(kāi)來(lái)。在測(cè)試金屬腐蝕速率實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生能舉一反三，抓住重點(diǎn)、難點(diǎn)，由易到難，步步深入，能合理地解釋鈦合金、鋁合金陽(yáng)極氧化前后在中性溶液中腐蝕速率差異的原因。

三、利用電化教學(xué)，提高課程教學(xué)質(zhì)量

電化教學(xué)使微觀世界宏觀化，抽象內(nèi)容具體形象化，強(qiáng)化鞏固所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，增加課堂教學(xué)感染力，有利于提高課程教學(xué)質(zhì)量。講解不銹鋼晶間腐蝕內(nèi)容時(shí)，用電化教學(xué)演示材料熔煉——凝固、固溶——敏化熱處理、腐蝕、檢測(cè)過(guò)程。在對(duì)應(yīng)的程序里巧妙地串聯(lián)冶煉——凝固、熱處理、制樣、拋光、腐蝕、檢測(cè)設(shè)備以及相關(guān)操作步驟和方法內(nèi)容，用不同色彩的虛構(gòu)球形化分子、原子或離子間的物理化學(xué)作用機(jī)理融解于凝固、固溶組織演變、碳化物晶間析出、電化學(xué)溶解、破壞過(guò)程等重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容，讓人一目了然。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)材料成分、組織結(jié)構(gòu)、熱處理工藝過(guò)程等與腐蝕性能之間的關(guān)系，鞏固所學(xué)過(guò)《物理化學(xué)》、《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《固態(tài)相變及熱處理工藝》、《現(xiàn)代材料測(cè)試分析方法》課程等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，還獲取大量無(wú)法從課程中直接獲取的設(shè)備操作方面的知識(shí)。學(xué)生步步深入，廣泛了解腐蝕性能與材料成分——組織——應(yīng)用內(nèi)在聯(lián)系，清晰地認(rèn)識(shí)材料腐蝕與防護(hù)跟材料學(xué)、物理化學(xué)、電化學(xué)、冶金學(xué)等學(xué)科的密切相關(guān)，多角度綜合分析加以吸取與課程相關(guān)學(xué)科知識(shí)。

四、利用電化教學(xué)，全面提高學(xué)生的素質(zhì)

電化教學(xué)平臺(tái)與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)相通，加深理解和驗(yàn)證腐蝕與防護(hù)的理論知識(shí)，逐步培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦思考，自己解決問(wèn)題的能力。[7]要培養(yǎng)應(yīng)用研究型的人才，必須在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)其動(dòng)手能力，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。[8]材料科學(xué)與工程專業(yè)結(jié)合教師科研課題，也相繼開(kāi)放《測(cè)試金屬腐蝕速率》、《不銹鋼晶間腐蝕》等綜合性實(shí)驗(yàn)。還抽調(diào)2008、2009級(jí)優(yōu)秀學(xué)生參與了不銹鋼在含鹵素離子磷酸中應(yīng)用、鋁合金、鈦合金陽(yáng)極氧化科研課題。學(xué)生能用在電化教學(xué)平臺(tái)上獲取的交叉學(xué)科知識(shí)綜合分析電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并在教師指導(dǎo)下，通過(guò)查閱文獻(xiàn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)成分，冶煉、中間處理，選用新型耐蝕材料，在實(shí)踐中取得不錯(cuò)的效果。培養(yǎng)了學(xué)生用物質(zhì)運(yùn)動(dòng)、變化、發(fā)展的觀點(diǎn)，主動(dòng)積極地去獲取交叉學(xué)科知識(shí)和發(fā)展智力，有力地培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、思維辨證能力、分析解決問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力。也為學(xué)生將來(lái)學(xué)習(xí)、就業(yè)、工作增添了自信心和競(jìng)爭(zhēng)力，已有多名學(xué)生考入西北工業(yè)大學(xué)、貴州大學(xué)等211高校材料腐蝕與防護(hù)方向的研究生。

通過(guò)《材料腐蝕與防護(hù)》課程電化教學(xué)改革，學(xué)生能在學(xué)時(shí)數(shù)少的情況下，掌握材料腐蝕概念、機(jī)理等重點(diǎn)、難點(diǎn)，開(kāi)拓獲知渠道，吸收消化，發(fā)展智力，提高了《材料腐蝕與防護(hù)》課程教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，促進(jìn)了電化教學(xué)在課程教學(xué)改革中創(chuàng)新發(fā)展。

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