熱處理工藝與設(shè)備課程教學(xué)改革探討

夏鵬成等

【摘 要】本文結(jié)合《熱處理工藝與設(shè)備》課程的特點(diǎn)，對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革，使其更適應(yīng)現(xiàn)代化教學(xué)。依靠多媒體教學(xué)已經(jīng)達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果，實(shí)踐證明，把多媒體教學(xué)、傳統(tǒng)教學(xué)、啟發(fā)討論式教學(xué)等多種教學(xué)方式相結(jié)合，才能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)有更深刻的印象和認(rèn)識(shí)，加深對(duì)課程的的理解。對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量，強(qiáng)化學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力及今后對(duì)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)都具有較大促進(jìn)作用。

【關(guān)鍵詞】熱處理工藝與設(shè)備；教學(xué)改革；探討

【Abstract】Instructional contents and methods are reformed according to the characters of Technology and Equipment of Heat Treatment， which is adaptive to modern teaching. The teaching effect is poor only by media instruction. The alliances of media teaching， discussing teaching and heuristic teaching make the students interest of study and move them initiative. It makes students deeply understand and impress. It is helpful to improve teaching quality and enhance the ability of analyzing and solving questions. It is stimulative for the later teaching.

【Key words】Technology and equipment of heat treatment； Instructional reform； Discussion

《熱處理工藝與設(shè)備》是山東科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院對(duì)金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)主干課程，涉及許多相關(guān)知識(shí)，在前期《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《固態(tài)相變?cè)怼贰ⅰ恫牧狭W(xué)性能》等基礎(chǔ)課與后續(xù)專業(yè)課《金屬材料學(xué)》、《零件失效分析》等課程之間起到承上啟下的作用，也是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)課。該課程是全面提高工程技術(shù)人員工作素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要保證，是針對(duì)現(xiàn)代工程技術(shù)人員進(jìn)行素質(zhì)教育的必備環(huán)節(jié)和重要組成部分。開設(shè)這門課的主要目的就是使學(xué)生對(duì)熱處理工藝基礎(chǔ)知識(shí)以及設(shè)備有一個(gè)較全面的了解，掌握材料的熱處理工藝制定及熱處理設(shè)備的選擇。培養(yǎng)學(xué)生分析和解決金屬材料相變過(guò)程中的各種不同組織之間的辯證關(guān)系。通過(guò)工藝的靈活運(yùn)用和優(yōu)選，使深?yuàn)W的金屬學(xué)理論在實(shí)踐中融會(huì)貫通，為后續(xù)課程和畢業(yè)設(shè)計(jì)等打好正確地選擇材料合理地進(jìn)行熱處理的基礎(chǔ)。但在近幾年的教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了許多問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題我們相關(guān)教學(xué)老師積極采取一些措施，對(duì)教學(xué)方法和內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)改革，并取得一定效果。下面就該課程在教學(xué)中存在問(wèn)題及采取措施做一簡(jiǎn)要介紹。

1 教學(xué)過(guò)程中存在問(wèn)題

《熱處理工藝與設(shè)備》主要采用多媒體授課。教師利用多媒體，使一些抽象的概念和知識(shí)點(diǎn)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)更容易理解，對(duì)一些相對(duì)簡(jiǎn)單，理解比較困難的內(nèi)容和知識(shí)也比較容易理解和記憶[1]。通過(guò)對(duì)近3屆學(xué)生的教學(xué)及考核，發(fā)現(xiàn)在教學(xué)過(guò)程中存在很多問(wèn)題，其教學(xué)效果和考試成績(jī)不是太理想，學(xué)生考試成績(jī)與預(yù)期相差較大。通過(guò)與其他幾位授課老師和學(xué)習(xí)該課程學(xué)生交流，發(fā)現(xiàn)該課程教學(xué)過(guò)程中有以下幾方面問(wèn)題。

1.1 教材內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)多，學(xué)時(shí)較少

《熱處理工藝與設(shè)備》是由山東科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院前期開設(shè)《金屬固態(tài)相變》課程分離而來(lái)的?！督饘俟虘B(tài)相變》包含固態(tài)相變?cè)砑盁崽幚砉に噧蓚€(gè)模塊。然而隨著社會(huì)對(duì)熱處理工藝要求越來(lái)越高，熱處理新工藝不斷出現(xiàn)。要想實(shí)現(xiàn)新型熱處理工藝，需要先進(jìn)的熱處理設(shè)備最為保障。因此熱處理設(shè)備在課程中的地位越來(lái)越重要。本學(xué)院根據(jù)實(shí)際教學(xué)需要及學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間安排，將《金屬固態(tài)相變》課程一分為二：《金屬固態(tài)相變?cè)怼?、《熱處理工藝與設(shè)備》?！稛崽幚砉に嚺c設(shè)備》課程選用哈爾濱工業(yè)大學(xué)夏立芳主編的《金屬熱處理工藝學(xué)》及機(jī)械工業(yè)出版社徐斌主編的《熱處理設(shè)備》作為主要參考教材。學(xué)時(shí)沒(méi)有增加，但是增加了熱處理設(shè)備的有關(guān)知識(shí)。由于兩本教材知識(shí)點(diǎn)較多，但授課學(xué)時(shí)少。教師在講課的時(shí)候，很多知識(shí)點(diǎn)講的不十分詳細(xì)，特別是對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)講解，不透徹。對(duì)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的理解帶來(lái)較大的困難，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)越來(lái)越困難，這嚴(yán)重影響學(xué)生對(duì)該課程以后篇章的學(xué)習(xí)產(chǎn)，并因此形成惡性循環(huán)。對(duì)此現(xiàn)象，教師在隨后教學(xué)中逐漸重視起來(lái)，對(duì)一些難點(diǎn)內(nèi)容詳細(xì)講解，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和考試成績(jī)都有一定程度提高，但效果還是不理想。

1.2 教學(xué)與實(shí)驗(yàn)連接性較差

針對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，開設(shè)了較多熱處理實(shí)驗(yàn)，如常規(guī)熱處理（退火、正火、淬火和回火）、末端淬火法、滲碳等。但由于實(shí)驗(yàn)課屬于單獨(dú)設(shè)課，因此教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺少連接性。有時(shí)候相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程講授完了，由于實(shí)驗(yàn)室課程安排不合理，需要等到很長(zhǎng)時(shí)間才能做實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生理論知識(shí)掌握了，但是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，又變的模糊起來(lái)，在做實(shí)驗(yàn)，效果也不是太好。如果在學(xué)生學(xué)完該課程相關(guān)內(nèi)容后，接著做實(shí)驗(yàn)，可以理論聯(lián)系實(shí)際，加深學(xué)生印象。

1.3 理論和實(shí)踐缺少結(jié)合

由于熱處理新工藝、新技術(shù)、新的熱處理設(shè)備不斷出現(xiàn)和發(fā)展，使現(xiàn)在教材顯得比較滯后。該課程偏重于實(shí)踐，因此單靠教師在課堂上講解，很多時(shí)候顯得枯燥無(wú)味，學(xué)生印象也不深刻，學(xué)時(shí)也難于參與到教學(xué)中來(lái)，理論和實(shí)踐難以結(jié)合，學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力較差，學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)進(jìn)行和能動(dòng)性差。由于學(xué)時(shí)少，很多學(xué)生在課堂上學(xué)到難點(diǎn)或重點(diǎn)沒(méi)有聽(tīng)明白，有時(shí)有許多新的觀點(diǎn)或想法，由于缺乏教師和學(xué)生的交流平臺(tái)，來(lái)不及和教師交流，嚴(yán)重影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。這些都嚴(yán)重影響了學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)。

2 教學(xué)改革方法

由于在教學(xué)過(guò)程中存在以上各種原因，使教學(xué)效果和學(xué)生成績(jī)與預(yù)期有一定差距。依據(jù)存在的問(wèn)題，授課教師協(xié)商后，采取一下措施來(lái)提高教學(xué)效果和質(zhì)量。

2.1 重新整合教材，精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容，突出重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)

如前所述，《熱處理工藝與設(shè)備》課程教材采用的是由哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社夏立芳主編的《熱處理工藝學(xué)》（修訂版）和機(jī)械工業(yè)出版社徐斌主編的《熱處理設(shè)備》。該課程只有32學(xué)時(shí)，因此，參考教材內(nèi)容章節(jié)多，知識(shí)面比較廣，加之課程教學(xué)學(xué)時(shí)比較緊張，教師在講解一些重點(diǎn)特別是難點(diǎn)時(shí)，不是十分詳細(xì)及透徹，這就給學(xué)生的理解帶來(lái)困難，降低他們學(xué)習(xí)的積極性。這嚴(yán)重影響學(xué)生對(duì)以后章節(jié)的學(xué)習(xí)。因此，需要對(duì)教材的內(nèi)容進(jìn)行精簡(jiǎn)，重新整合。突出重點(diǎn)、難點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的熱處理工藝、技術(shù)不斷出現(xiàn)，在今后講解時(shí)，適當(dāng)穿插一些新的熱處理工藝和技術(shù)，豐富授課內(nèi)容，拓寬學(xué)術(shù)視野。

2.2 教學(xué)和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，加深學(xué)生認(rèn)識(shí)和知識(shí)掌握

本課程是一門以理論為基礎(chǔ)應(yīng)用性課程，主要通過(guò)學(xué)生在學(xué)習(xí)完金屬固態(tài)相變?cè)砗蟾鶕?jù)合金在熱處理過(guò)程中在組織變化來(lái)制定熱處理工藝，通過(guò)熱處理工藝來(lái)檢驗(yàn)所制定熱處理工藝的正確性。針對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，設(shè)定了幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，如常規(guī)熱處理（正火、退火、淬火和回火）、末端淬火法、滲碳等。由于實(shí)驗(yàn)課程與本課程雖然在同一個(gè)學(xué)期開設(shè)，但兩者結(jié)合性較差。教師在講解完相應(yīng)熱處理工藝后，及時(shí)和實(shí)驗(yàn)室工作人員溝通，及時(shí)開展相關(guān)工藝的實(shí)驗(yàn)，如在講解完末端淬火發(fā)后，及時(shí)進(jìn)行末端淬火發(fā)的實(shí)驗(yàn)，這樣能夠加深學(xué)生的印象及學(xué)習(xí)興趣，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握比較好。

2.3 采用啟發(fā)式和討論式教學(xué)方法相結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析和解決能力

通過(guò)教學(xué)發(fā)現(xiàn)，采用啟發(fā)式教學(xué)和討論式教學(xué)，通過(guò)和學(xué)生互動(dòng)，使學(xué)生參與到教學(xué)中來(lái)，才能更好的發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣[2]。如在講解淬火應(yīng)力時(shí)，熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的產(chǎn)生過(guò)程是一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)，但兩者變化過(guò)程正好相反。教師在詳細(xì)講解完熱應(yīng)力產(chǎn)生過(guò)程后，采用啟發(fā)式教學(xué)，應(yīng)到學(xué)生分析組織應(yīng)力產(chǎn)生過(guò)程，這樣既能引導(dǎo)學(xué)生參與到教學(xué)中來(lái)，又能激發(fā)學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，起到較好的教學(xué)效果。由于該課程屬于熱處理工藝制定和設(shè)備設(shè)計(jì)的課程，因此討論式教學(xué)，通過(guò)討論，提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，提高學(xué)生利用學(xué)到的理論知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，更能起到事半功倍的效果。該課程的許多內(nèi)容適合討論式教學(xué)，如在講解完金屬材料熱處理工藝時(shí)，可以給學(xué)生一個(gè)零件圖，比如變速箱齒輪，并給出其用途及工藝、性能要求，讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)齒輪的制備及熱處理工藝?？梢园褜W(xué)生分成幾個(gè)小組，先給他們一些時(shí)間討論對(duì)該齒輪選用怎樣的制備工藝及熱處理工藝，選擇依據(jù)是什么？不同的研究小組，會(huì)有不同的制備和熱處理工藝。每個(gè)小組選派一名代表發(fā)言。老師和其他同學(xué)根據(jù)學(xué)生選用的工藝，可以進(jìn)行補(bǔ)充，也可以提出問(wèn)題。通過(guò)老師和學(xué)生最后的的討論，最終確定齒輪較佳的制備和熱處理工藝。學(xué)生在討論式教學(xué)中能夠主動(dòng)參與到教學(xué)中，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性性和想象力，學(xué)生能夠主動(dòng)提出一些問(wèn)題并開拓他們視野，有利于實(shí)際問(wèn)題的解決，這對(duì)于今后的工作或深造具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

2.4 聘請(qǐng)專家講解實(shí)際產(chǎn)品案例，在條件成熟時(shí)，可以讓學(xué)生到相關(guān)企業(yè)短期實(shí)習(xí)，使理論和實(shí)踐相結(jié)合

該課程與實(shí)踐操作結(jié)合密切，也是與學(xué)生今后工作最為緊密的課程之一。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生印象及為今后工作打下較好的基礎(chǔ)，可以聘請(qǐng)與與學(xué)院具有較好關(guān)系的企業(yè)的專家到學(xué)院，通過(guò)企業(yè)對(duì)一些零件的實(shí)際熱處理制定、實(shí)施過(guò)程，詳細(xì)講解，使學(xué)生了解自己書本上學(xué)到的知識(shí)和實(shí)際生產(chǎn)有那些差別，同時(shí)也能調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和興趣。在條件和時(shí)機(jī)成熟時(shí)，組織學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行短時(shí)的實(shí)習(xí)，參觀企業(yè)實(shí)際熱處理設(shè)備及熱處理工藝，加深學(xué)生對(duì)課程的影響。

2.5 利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)建老師和學(xué)生交流平臺(tái)，教師可以和學(xué)生在網(wǎng)上交流，學(xué)生有問(wèn)題或者新的想法可以和老師溝通

由于學(xué)時(shí)有限，單純利用課堂時(shí)間和學(xué)生交流，是得不到良好的教學(xué)效果?？梢猿浞掷脤W(xué)生課后業(yè)余時(shí)間，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和學(xué)生進(jìn)行交流及答疑，回答學(xué)生在學(xué)習(xí)者遇到的問(wèn)題，學(xué)生可以指出老師上課時(shí)存在問(wèn)題，有利于老師在今后上課過(guò)程中及時(shí)改正和調(diào)整，提高教學(xué)效果。同時(shí)學(xué)生有一些新想法可以和老師交流溝通，讓教師及時(shí)了解學(xué)生對(duì)課程的掌握程度。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)該課程教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法的改革，取得較好的效果。學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣大大增加，在課堂上能夠踴躍發(fā)言，表現(xiàn)出較高的積極性和能動(dòng)性。學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)都有一定提高。學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析能力得到加強(qiáng)，對(duì)某些問(wèn)題能夠提出幾種解決方案?？梢?jiàn)，對(duì)于該課程的教學(xué)，僅采用多媒體教學(xué)，已不能滿足現(xiàn)代化教學(xué)要求，只有采用多種教學(xué)方法和手段相結(jié)合，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，加深學(xué)生對(duì)該課程的認(rèn)識(shí)和理解，提高教學(xué)質(zhì)量，對(duì)今后相關(guān)課程的學(xué)習(xí)具有較大的促進(jìn)作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張有錄，劉洪艷.多媒體教學(xué)設(shè)計(jì)理論[M].甘肅民族出版社，2003.

[2]曹梅青，崔洪芝，孫宏飛，宋強(qiáng).金屬固態(tài)相變?cè)斫虒W(xué)改革初探[J]. 科技視界，2012（28）.

[責(zé)任編輯：侯天宇]