地方院校表面工程技術(shù)課程教學改革探討

張紅松，陳曉鴿

(河南工程學院，河南 鄭州 451191)

表面技術(shù)的基本內(nèi)容就是利用各種表面涂鍍層及表面改性技術(shù)，賦予基體材料本身所不具備的特殊的機械、物理化學性能，諸如高硬度、高耐磨、耐蝕性等［1，2］。通過該課程的學習不僅能使學生掌握表面技術(shù)的相關(guān)知識，培養(yǎng)學生開拓創(chuàng)新的能力，而且為學習其他相關(guān)專業(yè)課程和將來從事實際工作打下良好的基礎(chǔ)，因此，本課程在材料類專業(yè)中地位非常重要［3］。然而，對于近幾年來新升本科的地方院校，由于歷史原因，在一定時間內(nèi)依然存在本科辦學理念相對落后、師資隊伍學歷職稱結(jié)構(gòu)不合理、辦學平臺偏低等一系列實際問題［5］。這樣，對于這類院校的材料類專業(yè)而言，如何在起點相對較低的前提下努力提高表面工程技術(shù)課程教學質(zhì)量就成為一個亟待解決的關(guān)鍵課題。本文從課程設(shè)置、教學方法、科學研究、實訓實踐等幾個方面就如何提高表面工程技術(shù)課程的教學效果進行了綜合分析。

一、合理制定培養(yǎng)方案，做好知識及能力鋪墊

1.優(yōu)化課程體系

現(xiàn)代表面技術(shù)是一門涉及表面物理、固體物理、表面化學、有機化學、電化學、冶金學、金屬材料學、高分子材料學、硅酸鹽材料學以及物質(zhì)的輸運、熱的傳遞等多門學科的邊緣學科，它融入了這些學科的理論和許多新的技術(shù)成果，是材料類專業(yè)開設(shè)的一門綜合性較強的專業(yè)基礎(chǔ)課［3］。該課程的學習無疑需要學生要有比較扎實的物理、化學、力學、材料科學基礎(chǔ)及材料研究方法等方面的知識［4，5］。否則，在學習過程中，學生很難理解、領(lǐng)會教材中所闡述的內(nèi)容，在課堂講授的過程中會逐步失去興趣，進而影響授課效果。

比如，在表面技術(shù)教材中，往往會列舉一些比較成功的案例。這些案例一般都會涉及到掃描電鏡、X射線衍射、電子能譜等材料類專業(yè)常用的分析測試手段，而這些正是《材料研究方法》的主要內(nèi)容之一［5］。如果沒有該課程的學習，學生很難看懂并接受教材中的知識點，其授課效果自然就會下降。這就要求在制定材料類專業(yè)培養(yǎng)方案的過程中，科學合理地設(shè)置物理、化學、材料科學基礎(chǔ)及材料研究方法等課程開設(shè)的先后順序、學時、教材的選擇、授課計劃等內(nèi)容。

2.加強學生自學及計算機應(yīng)用能力培養(yǎng)

在大學階段，除課堂授課等正常的教學環(huán)節(jié)之外，學生們獨立自主學習的空間更大。表面技術(shù)是一個不斷發(fā)展的新興學科，隨著新材料的不斷涌現(xiàn)，一些全新的表面工程技術(shù)方面的原理、概念、技術(shù)方法、設(shè)備也必將不斷出現(xiàn)。要使學生了解表面工程技術(shù)方面的最新成果，僅靠老師的課堂介紹是遠遠不夠的。這時，學生們獨立自主學習的能力就顯得尤為重要。如果能在老師的引導下，學生們能夠主動地去接觸、了解、學習到表面工程技術(shù)方面的最新發(fā)展成果，不僅能夠增強他們對表面工程技術(shù)課程的認識，更能增強對課程的興趣，這必然有助于提高表面工程技術(shù)課程的授課效果。當然，做到這一點離不開網(wǎng)絡(luò)上的各種數(shù)據(jù)庫資源，這就要求材料類專業(yè)的學生還要有較強的計算機應(yīng)用能力，這兩種能力是相輔相成的。而且，隨著計算機在材料學科中的應(yīng)用逐漸深入，加強學生計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)，已不僅僅是為了滿足表面工程技術(shù)課程學習的需要，計算機運用水平已經(jīng)成為衡量學生素質(zhì)的重要指標［6］。

二、更新教學模式

1.啟發(fā)式授課，調(diào)動學生學習積極性

目前，課堂授課仍然是教學的主要方式。傳統(tǒng)的課堂授課主要是教師在教，而廣大學生則被動的接受，即所謂的“滿堂灌”。這種方式授課效果往往不理想。在教學過程中，教師的主要作用在于引導和啟發(fā)學生積極思考。在授課過程中，適時的啟發(fā)學生去思考問題的來龍去脈，教會學生科學的思維方法，往往能達到事半功倍的效果［7］。比如，氧乙炔火焰噴涂主要用于噴涂金屬材料，相比之下，大氣等離子噴涂的溫度要比氧乙炔火焰高得多，其噴涂的材料種類就很多。即使噴涂同一種材料，由于熱源溫度的差別，材料熔化的程度也相差很大，對應(yīng)的涂層結(jié)合強度也有明顯差別。根據(jù)熱噴涂的原理，結(jié)合熱源溫度的差別，可以推測出涂層結(jié)合強度的高低。如果能在老師的啟發(fā)下，由學生自己來解決這些問題，相信學生對知識點的理解比較容易，而且會掌握的很牢靠。

2.教與學的互動

教學過程不是一個單純的傳授知識的單向過程，而是教師和學生互動的過程。傳統(tǒng)的教學模式是教師一言堂，老師在課堂上從頭表演到尾。結(jié)果常常是老師講得津津有味，學生聽得昏昏欲睡。對于表面工程技術(shù)這種知識面比較寬廣的課程，師生在課堂上要有更多的互動?；拥姆绞胶芏啵梢允沁m時的提問，也可以是抽出專門的答疑時間實行小組討論，也可以在一次課講完之后，老師把下次課要講解的內(nèi)容分解為若干個小問題，把分解后的若干個小問題劃分到不同的學生小組，并提出若干個講解的方式，在下次上課時讓學生們以競賽的方式來講解。這樣不僅培養(yǎng)了自學能力，鍛煉了膽量，也在一定程度上激發(fā)了學習的激情，其授課效果自然會好很多。

三、加強實踐環(huán)節(jié)

合格的材料類專業(yè)人才，不僅要有較寬厚系統(tǒng)的材料專業(yè)基礎(chǔ)知識，還要接受較強的工程技術(shù)和研究技能的訓練，使知識在實踐中不斷內(nèi)化為自身素質(zhì)，增強分析問題和解決問題的能力。因此，加強實踐環(huán)節(jié)也很重要。在表面工程技術(shù)課程的實踐環(huán)節(jié)，應(yīng)該從以下幾個方面著手。

1.加強校內(nèi)實驗教學平臺建設(shè)

現(xiàn)代表面技術(shù)課程是一門理論性與實踐性相結(jié)合的課程，涉及的表面處理工藝種類多，主要有熱噴涂技術(shù)、堆焊技術(shù)、電鍍和化學鍍、化學轉(zhuǎn)化膜技術(shù)、表面彩色化技術(shù)、氣相沉積技術(shù)。每一種表面技術(shù)都有其特點，而且相互獨立。尤其對于地方性院校，若能根據(jù)學校自身的財力及其所在地區(qū)表面工程技術(shù)的市場行情，適當?shù)赝度胭Y金購買一些典型且符合本地區(qū)市場需求的表面技術(shù)裝備，建立起相應(yīng)的實驗平臺，不僅能滿足教學需要，而且還能對外服務(wù)。這樣，不僅使學生對大多數(shù)工藝與設(shè)備有較深入的了解，并能進行操作，為今后從事相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ)，而且還能極大地促進學生對課堂所授知識點的掌握，其對授課效果的提高不容小覷。

2.加強校企合作，積極構(gòu)建校外合作基地

地方院校由于財力所限，即使投入一定的資金用于構(gòu)建校內(nèi)的實驗教學平臺，也會十分有限。而社會上從事表面技術(shù)生產(chǎn)的企業(yè)很多，在加強校內(nèi)實習實訓基地建設(shè)的同時，必須主動出擊，加強校企合作，并積極探索建立集實習、實訓、就業(yè)、合作研發(fā)、技術(shù)攻關(guān)、企業(yè)培訓等為一體的多功能的校外實習實訓基地，使其成為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)應(yīng)用型人才實戰(zhàn)能力培養(yǎng)培訓的最佳平臺。比如在河南鄭州地區(qū)，從事熱噴涂的企業(yè)比較多，對于河南工程學院這樣新升本的地方院校而言，如果想方設(shè)法與這些從事熱噴涂的企業(yè)建立良好的校企合作關(guān)系，使之成為學生實習的基地，使學生在參觀實習、生產(chǎn)實習和畢業(yè)實習中有機會接觸到企業(yè)的生產(chǎn)實踐，不但可以增強對表面技術(shù)課程知識的了解與認同，同時也更加直接地了解社會，接觸社會，對其將來的就業(yè)及人生均有極大的幫助。

3.教學與科研相結(jié)合

高校中教學與科研是相輔相成、密不可分的統(tǒng)一體。教學是高?？蒲械幕A(chǔ)和依托，是科研不斷走向深入的驅(qū)動力;科研是革新教學內(nèi)容、返哺教學、提高教學質(zhì)量的催化劑。作為高校老師，在從事好教學工作的同時，應(yīng)該根據(jù)實際情況適當?shù)亻_展科學研究，全面把握國內(nèi)外本學科的學術(shù)動態(tài)，準確認識所授課程在整個學科中的地位以及課程內(nèi)部的邏輯聯(lián)系。在課堂教學過程中，及時地將表面技術(shù)領(lǐng)域的新動態(tài)、新技術(shù)和新工藝充實到教學內(nèi)容中［7］。比如，納米材料科技是現(xiàn)今的一個熱門話題，教師在講授表面工程技術(shù)的過程中，可以把制備納米涂層(或納米薄膜)的一些新工藝，納米涂層的應(yīng)用及前景等方面的知識講解給同學們。又比如，在講解熱噴涂技術(shù)相關(guān)知識時，可以把等離子噴涂技術(shù)的原理及應(yīng)用講解給同學們，并啟發(fā)同學們思考等離子噴涂與傳統(tǒng)的大氣等離子噴涂的區(qū)別。此外，在授課時老師也可在適當?shù)恼鹿?jié)介紹一下本校老師在表面工程技術(shù)方面的研究成果，比如，我校紡織學院部分老師開展的紡織纖維表面改性研究等。這些貼近實際的例子使學生對所學知識有更深刻的理解，激發(fā)了學生的好奇心和求知欲。還可采用適當?shù)姆绞焦膭罨A(chǔ)較好的學生主動參與到老師的科研項目中，作教師的科研助手，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神以及分析問題和解決問題的能力。

4.積極開展科技活動

課外科技活動是檢驗學生綜合運用課本知識解決實際問題，培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力的有效途徑。在科技活動中，教師精心設(shè)計有關(guān)研究課題，并對參加的學生視其理論基礎(chǔ)和興趣愛好分層次進行指導。學生通過查閱文獻、設(shè)計實驗方案、開展實驗、交流討論以及分析數(shù)據(jù)等實踐，熟悉了科學研究的環(huán)節(jié)，加深對科學研究的認識。通過課外科技活動，學生們將所學理論知識運用到實踐中，激發(fā)了從事科研的熱情。

四、結(jié)束語

表面工程技術(shù)是材料類專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，可以通過制定合理的培養(yǎng)方案、加強實踐環(huán)節(jié)等幾個方面，提高學生對表面工程技術(shù)課程的興趣，加深對課本知識的理解與掌握。在專業(yè)課學習與實踐中培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，提高了教學質(zhì)量?，F(xiàn)代表面技術(shù)課程的改革是一項科學性強、涉及面廣、任務(wù)艱巨的系統(tǒng)工程，需要教師堅持以學生為主體，勇于進行教學方法和手段的革新與實踐。

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