《金屬材料學(xué)》課程信息化教學(xué)改革探索

郭娜娜 方曉英 殷鳳仕 尹文紅

摘 要：《金屬材料學(xué)》課程是一門材料科學(xué)理論與材料在工程實際應(yīng)用中結(jié)合較強(qiáng)的專業(yè)主干課，為了實現(xiàn)該課程的信息化建設(shè)，筆者從教學(xué)內(nèi)容信息化、教學(xué)方法信息化、考核方式信息化和輔助教學(xué)方法信息化4個方面進(jìn)行了教學(xué)改革。這將對提高教學(xué)效果、調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力和提高學(xué)生的實踐應(yīng)用能力將具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：金屬材料學(xué) 課程信息化 教學(xué)改革

中圖分類號：TG14-4；G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）02（b）-0194-02

《國家教育事業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要》中指出：“加快教育信息化步伐，實現(xiàn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的有機(jī)結(jié)合”。信息技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用逐步提升了教學(xué)水平，打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，由課堂逐漸實現(xiàn)向“學(xué)堂”的轉(zhuǎn)變[1]。并且，高校的課程、教學(xué)手段、教學(xué)環(huán)境都在不斷地向信息化邁進(jìn)。信息化技術(shù)成為教學(xué)發(fā)展中的變革力量，顯著地推動了學(xué)校的發(fā)展，提高了教學(xué)的活躍性，豐富了學(xué)習(xí)資源，改變了教師與學(xué)生的關(guān)系，而這些都為教學(xué)水平的提升與創(chuàng)新奠定了良好的基礎(chǔ)。在信息技術(shù)與教育教學(xué)有機(jī)結(jié)合的過程中，課程信息化是信息技術(shù)在教育教學(xué)中應(yīng)用的一個重要方面，它是實現(xiàn)因材施教、因需施教，實現(xiàn)教育個性化的重要手段，也會提升教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的有力手段。

《金屬材料學(xué)》是一門材料科學(xué)理論與材料在工程實際應(yīng)用中結(jié)合較強(qiáng)的專業(yè)主干課，該課程系統(tǒng)地介紹金屬材料合金化的一般規(guī)律及各類主要金屬材料的成分、工藝、組織和性能之間的關(guān)系，同時也是學(xué)生在今后工作崗位上最具有實踐指導(dǎo)意義的一門課程。通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生能夠根據(jù)零件的服役條件，合理地選擇、使用金屬材料，并制定其熱加工工藝，根據(jù)現(xiàn)代科技和工藝的發(fā)展，了解新材料、新工藝和新技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，具有初步從事金屬材料研究和加工的能力和技術(shù)管理能力[2，3]。如何實現(xiàn)《金屬材料學(xué)》的課程信息化建設(shè)是該課程教學(xué)改革的重點。

1 學(xué)校金屬材料學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前筆者學(xué)?！督饘俨牧蠈W(xué)》的教學(xué)過程中以教師和教材為中心，以傳授知識為主要教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)方法主要采用教師課堂授課為主，輔以課程實驗，盡管在教學(xué)過程中使用了PPT、電子文檔及簡單的視頻動畫等信息化技術(shù)手段，但學(xué)生仍然主要是被動學(xué)習(xí)知識，不能有效激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維能力。這樣的教學(xué)方法一方面導(dǎo)致學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力不足，實際動手能力和解決問題能力欠佳，另一方面還導(dǎo)致與社會需求結(jié)合不緊密，學(xué)生在工作單位不能得到用人單位的認(rèn)可。

課程的信息化建設(shè)能形象、生動、直觀地顯示在傳統(tǒng)教學(xué)手段下很難表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容或無法觀察到的現(xiàn)象。課程信息化可以運(yùn)用視聽結(jié)合的方式表達(dá)學(xué)習(xí)內(nèi)容，為學(xué)生提供直觀、生動的感性認(rèn)識，可以調(diào)動學(xué)習(xí)的視覺、聽覺兩種功能化抽象為具體，化靜態(tài)為動態(tài)，提高學(xué)生的理解程度和記憶率。同時還可以讓學(xué)生查閱資料參與到教學(xué)過程中。利用視頻、動畫等向?qū)W生呈現(xiàn)生產(chǎn)實踐的具體實例，從而有效地解決以上教學(xué)存在的問題。因此，《金屬材料學(xué)》課程的信息化建設(shè)是極其重要且非常有必要的，且在建設(shè)過程中應(yīng)該將信息化設(shè)計并實施在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)中。

2 課程信息化的實施

為了完成《金屬材料學(xué)》課程的信息化建設(shè)，解決學(xué)生在目前課程教學(xué)中被動學(xué)習(xí)、創(chuàng)新能力與實踐能力不足的問題，筆者將課程信息化建設(shè)實施在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，其具體實施方案如圖1所示。我們將在教學(xué)內(nèi)容信息化、教學(xué)方法信息化、考核方式信息化以及輔助教學(xué)信息化4個方面實施。

2.1 教學(xué)內(nèi)容信息化

《金屬材料學(xué)》這門課程知識點廣泛、抽象，其內(nèi)容涉及鋼鐵材料、非鐵金屬材料如鋁合金材料、銅合金材料、鈦合金材料，金屬功能材料以及近代發(fā)發(fā)展的金屬間化合物和金屬基復(fù)合材料等諸多方面。為了更加直觀地介紹各類合金的生產(chǎn)加工過程以及在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，教師通過查閱大量的視頻和動畫更加直觀地呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。例如鋁合金具有密度低、可塑性強(qiáng)、耐腐蝕性強(qiáng)、強(qiáng)度高等特點，被廣泛應(yīng)用于航天、船舶、機(jī)械制造及化學(xué)工業(yè)中。因此在教學(xué)前可以查閱各種鋁合金應(yīng)用的實例，利用多媒體技術(shù)呈現(xiàn)各種鋁合金零部件及其應(yīng)用環(huán)境，由案例引入講述理論知識。此外，可以利用攝像機(jī)、照相機(jī)到生產(chǎn)實習(xí)現(xiàn)場跟蹤拍攝有關(guān)資料，制作成教學(xué)錄像片，根據(jù)課程教學(xué)需要，通過插播實習(xí)的視頻文件，把課堂講授和現(xiàn)場案例緊密結(jié)合起來。此外，還可以查閱最新科研成果，并將教學(xué)內(nèi)容與科研成果相結(jié)合，進(jìn)行案例教學(xué)、實例研討。為了讓學(xué)生也能參與到課程的信息化建設(shè)中，筆者對材控2015級熱處理專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行了分組，由各小組完成非鐵金屬材料或其他自己感興趣的材料的資料的搜集和整理，并在講述到該類合金時先由各小組上臺講述20min。在該過程中學(xué)生充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，通過小組協(xié)作完成提高了學(xué)生的團(tuán)隊合作能力，更為重要的是讓學(xué)生自己充分利用資源的信息化豐富了教學(xué)內(nèi)容。

2.2 教學(xué)方法信息化

以往的教學(xué)主要是以教師講授為主，在課程信息化建設(shè)過程中，我們改變以教師講授為主的方式，開展自主式、啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。除了上面采用的小組搜集整理并講述各合金的相關(guān)資料外，教師還可以按照該課程的主線“材料服役條件—成分設(shè)計—加工工藝—組織—性能—環(huán)境”設(shè)計多個材料設(shè)計案例，然后將學(xué)生進(jìn)行分組，指導(dǎo)學(xué)生利用圖書館和網(wǎng)絡(luò)等資源查閱資料，整合自己收集到的信息，之后學(xué)生制作成PPT或者簡短視頻并在課堂上講述，最后老師做評價及總結(jié)，指出存在的問題及在今后學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問題。

2.3 考核信息化

在之前的教學(xué)中，通常通過布置課后作業(yè)的手段達(dá)到鞏固知識的目的。然而在批閱作業(yè)中發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生直接從網(wǎng)絡(luò)搜索答案或者照抄他人作業(yè)，成效較低。而且，課后作業(yè)大部分為課本內(nèi)的知識，并不能擴(kuò)充學(xué)生的視野。因此教師預(yù)先設(shè)計好若干綜合性題目，學(xué)生自由選擇題目，查閱文獻(xiàn)資料撰寫小論文，這樣能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，同時培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和論文寫作能力。如針對某一機(jī)械零件給出具體的服役條件，學(xué)生查閱資料和理解文獻(xiàn)，相互討論，利用所學(xué)知識對服役條件、性能要求、材料選擇、熱處理工藝、組織結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析論證，同時要求論文規(guī)范格式。這個過程的完成對于學(xué)生在大四完成畢業(yè)論文將起到重要的輔助作用。

除了將作業(yè)的形式由完成課后作業(yè)變?yōu)闀鴮懶≌撐耐?，在計算平時成績時，我們還將課堂講述、小組討論部分等學(xué)生參與的所有環(huán)節(jié)全部計入平時成績的考核中。最后的小論文部分也由學(xué)生上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，讓所有學(xué)生參與到小論文的評分中，在這個過程中學(xué)生可以充分共享查閱到的資源，并分享自己的觀點與看法。

2.4 輔助教學(xué)方法的信息化

《金屬材料學(xué)》課程在該校開設(shè)學(xué)時僅有48學(xué)時，其中還包括6個學(xué)時的實驗教學(xué)，因此在42學(xué)時內(nèi)完成所有合金材料的講述時間是非常有限的，在以往的教學(xué)中只能有所重點地講述部分合金，在課程信息化建設(shè)的過程中，我們充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，將預(yù)習(xí)知識點、講課的重點內(nèi)容、PPT、講稿總結(jié)、拍攝的視頻等學(xué)習(xí)資料，放在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上供學(xué)生下載，隨時觀看學(xué)習(xí)，同時提前發(fā)布小論文題目等，擴(kuò)展學(xué)生知識面和了解合金的深度。此外，還可以利用學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的討論答疑區(qū)，讓學(xué)生之間互相答疑。同時利用電子郵件、QQ和微信等現(xiàn)代化學(xué)生喜愛的交流方式，隨時解答學(xué)生提出的問題，并分享與金屬材料學(xué)相關(guān)的專業(yè)知識和科學(xué)前沿。

3 結(jié)語

為了完成《金屬材料學(xué)》課程的信息化建設(shè)，我們從教學(xué)內(nèi)容信息化、教學(xué)方法信息化、考核方式信息化和輔助教學(xué)方法信息化4個方面開展，并在這個過程中我們將抽象的理論知識與實際生產(chǎn)視頻相融合，提高學(xué)生的生產(chǎn)實踐能力，更好地滿足社會對本專業(yè)學(xué)生的需求，同時督促學(xué)生由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨立分析問題及解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 國家教育部.國家教育事業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要[Z].2007.

[2] 戴啟勛.金屬材料學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014.

[3] 吳承建，陳國良，強(qiáng)文江.金屬材料學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2000.