金屬材料及熱處理課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

王漢林

(江漢大學(xué)智能制造學(xué)院，湖北 武漢 430056)

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性

在本科教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為很關(guān)鍵的組成部分之一，十分強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐之間的緊密聯(lián)系[1]。通過實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生便可以逐步增強(qiáng)動(dòng)手以及問題分析、解決等方面的能力，進(jìn)而還能形成創(chuàng)新意識(shí)、探究思維。在本科有關(guān)金屬材料學(xué)之類的專業(yè)中，均以金屬材料與熱處理為一門基礎(chǔ)課。其中的課程學(xué)習(xí)任務(wù)主要就是立足金屬材料的推廣與應(yīng)用，分析熱處理整個(gè)工藝過程的理論與金屬材料成分、結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系等。通過實(shí)驗(yàn)課的設(shè)立，則有助于學(xué)生在實(shí)踐探索中，逐步熟練掌握熱處理金屬材料的基礎(chǔ)理論知識(shí)，并掌握實(shí)踐操作步驟。

2 金屬材料及熱處理課程當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)問題

2.1 實(shí)驗(yàn)相似度高

考慮到實(shí)驗(yàn)材料相對較少的情況，以往在熱處理實(shí)驗(yàn)中，均基于同種材料，來展開小組實(shí)驗(yàn)[2]。加之實(shí)驗(yàn)器材也十分有限，所以各組學(xué)生自主設(shè)置的保溫時(shí)長、熱處理溫度等實(shí)驗(yàn)參數(shù)大致一樣。這么一來，實(shí)驗(yàn)課程就無甚差別，很難得出實(shí)驗(yàn)參數(shù)具體影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的情況。最后出具的實(shí)驗(yàn)報(bào)告也幾乎一樣，嚴(yán)重背離了實(shí)驗(yàn)教學(xué)深化探究的初衷。久而久之，學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中，也變得不夠積極。

2.2 材料類別局限

經(jīng)由專業(yè)本質(zhì)角度上看，在金屬材料與熱處理中，主要就是基于熱處理技術(shù)，來優(yōu)化、改善金屬原材料的基礎(chǔ)性能[3]。其中的對象主要就是低中高碳鋼等，按原材料成分、各項(xiàng)性能，規(guī)劃可行的熱處理技術(shù)。當(dāng)熟知熱處理的工藝操作步驟方法后，便能夠開始著手實(shí)驗(yàn)。但在諸多因素的綜合影響下，盡管學(xué)生能夠明確熱處理流程，有所了解微觀組織，但是卻不能比較同種合金內(nèi)部成分具體影響組織性能的差異。

2.3 分組不當(dāng)且效果不夠好

在實(shí)驗(yàn)設(shè)備十分有限、參加學(xué)生數(shù)太多的情況下，為了明顯加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，一般就會(huì)在各小組內(nèi)納入很多成員，并控制小組數(shù)量少，以至于學(xué)生自主承擔(dān)的內(nèi)容很少，甚或還會(huì)出現(xiàn)多組學(xué)生共同完成某任務(wù)的狀況。這么一來，學(xué)生便很少有自主動(dòng)手的機(jī)會(huì)，也不能體會(huì)到實(shí)驗(yàn)各個(gè)流程步驟內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)效果不夠好。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的改革與實(shí)踐

3.1 改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，計(jì)劃的提出就是基礎(chǔ)性內(nèi)容?；趯?shí)驗(yàn)內(nèi)容，在小組共同探究的模式下，提出來實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，確保順利實(shí)施實(shí)驗(yàn)，以便學(xué)生均有機(jī)會(huì)加入實(shí)驗(yàn)實(shí)踐過程。按教學(xué)新大綱，來適當(dāng)優(yōu)化改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在“學(xué)習(xí)、規(guī)劃、動(dòng)手、檢測、整合的思路下，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用與動(dòng)手操作等方面的綜合能力。在具體學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)時(shí)，還應(yīng)基于幾十種成分各異的鋼，并引導(dǎo)學(xué)生以手工據(jù)樣，按專業(yè)知識(shí)內(nèi)容，體會(huì)各種金屬元素在碳含量不一樣下具體影響鋼材的情況。在進(jìn)行規(guī)劃中，按標(biāo)準(zhǔn)熱處理信息、公式算出關(guān)鍵溫度點(diǎn)，并進(jìn)一步繪制出工藝圖。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了開啟學(xué)生的腦筋、調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀性，就應(yīng)以基于實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，在符合實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)條件下，自主設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，教師更多地在旁指導(dǎo)，萬不可刻意干預(yù)學(xué)生實(shí)施的實(shí)驗(yàn)。例如，在實(shí)驗(yàn)中針對Ac3加溫，各小組便可選取各自的溫度，控制不違背實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)便好。再通過小組觀察、科學(xué)測試，掌握實(shí)踐中適宜的正火溫度，并獲得最理想的方案。在操作步驟中，各組學(xué)生均應(yīng)按自身的方案展開操作，并比較多組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以更深入地理解熱處理影響材料組織基礎(chǔ)性能的情形。

3.2 修訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

在本科教育中，十分重視對學(xué)生問題分析與解決能力素養(yǎng)的培養(yǎng)。因此，為了打造出合格人才，便應(yīng)基于理論知識(shí)學(xué)習(xí)，展開實(shí)際行動(dòng)，以妥善處理現(xiàn)實(shí)中存在的問題。在熱處理實(shí)驗(yàn)中，并不僅僅關(guān)聯(lián)著某門課程，而關(guān)乎著多門課程。尤其是針對某些并不是材料專業(yè)的部分學(xué)生，為了科學(xué)、完整地展開實(shí)驗(yàn)教學(xué)，最基礎(chǔ)的途徑便是及時(shí)改革教學(xué)要求大綱。通過控制教學(xué)內(nèi)容逐一對應(yīng)要求、目的，方才可在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有針對性地規(guī)范操作，幫助學(xué)生更好地掌握實(shí)驗(yàn)技能，為后續(xù)開展類似的工作打好基礎(chǔ)。

3.3 考核的多元化

在考核實(shí)驗(yàn)課程中，大多數(shù)本科院校均按學(xué)生考勤結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容，來統(tǒng)一評價(jià)估計(jì)。而在工程認(rèn)證中，是從教學(xué)目標(biāo)具體達(dá)成畢業(yè)要求的程度來認(rèn)定學(xué)生成績。按各專業(yè)特征，可細(xì)分畢業(yè)要求為諸多項(xiàng)內(nèi)容。所以，在實(shí)驗(yàn)過程中，便要求考核評定各個(gè)步驟、工程和畢業(yè)關(guān)聯(lián)性等方面的因素。針對實(shí)驗(yàn)成績，其實(shí)便可以劃分成過程、答辯、報(bào)告這3項(xiàng)成績。為了防止報(bào)告雷同，便可基于小組出具報(bào)告的模式，來局部規(guī)范統(tǒng)一報(bào)告成績，也即一組內(nèi)的學(xué)生具有一樣的成績，并以此來培養(yǎng)學(xué)生的通力合作技能。倘若報(bào)告成績不夠好，便會(huì)波及整個(gè)小組。所以，各小組成員則均會(huì)合力出具優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。而其余的答辯、實(shí)驗(yàn)操作過程則歸屬于個(gè)人成績。針對實(shí)驗(yàn)操作步驟，均應(yīng)提出成績評定規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，以得出全過程的準(zhǔn)確綜合成績。除了能用以從客觀上判定學(xué)生成績外，還能改善課程達(dá)成度。透過計(jì)算達(dá)成度，便可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生具體的缺陷，提供給后續(xù)深化改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)必要的參考依據(jù)。

4 結(jié)語

綜上所述，從金屬材料與熱處理這門課程出發(fā)，針對實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)施現(xiàn)狀，通過改革實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)實(shí)踐，獲得了較為理想的效果?；趧?chuàng)新改革措施，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的濃厚興趣愛好、大幅提升了學(xué)生的綜合能力。同時(shí)，就各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目還應(yīng)注意優(yōu)化，改進(jìn)總成績考核評定方法，并以此來賦予實(shí)驗(yàn)課程更強(qiáng)的實(shí)踐性與可操作性，吸引廣大學(xué)生主動(dòng)投入到實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，促進(jìn)學(xué)生深入理解、熟練掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)內(nèi)容，進(jìn)而達(dá)到事半功倍的效果，培養(yǎng)出滿足現(xiàn)代企業(yè)需求的優(yōu)秀人才。