面向材料成型及控制工程專業(yè)的“材料熱處理綜合實(shí)踐”課程改革探索**
——以蘇州科技大學(xué)為例

周碧晉，申 剛，馬振武

（蘇州科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215009）

“材料熱處理綜合實(shí)踐”是在金屬材料生產(chǎn)實(shí)踐上發(fā)展起來(lái)的一門(mén)重要課程，目前在我國(guó)高等學(xué)校機(jī)械類或材料類專業(yè)中廣泛開(kāi)設(shè)[1]。其主要目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生加深認(rèn)識(shí)熱處理理論，培養(yǎng)批判性思考和創(chuàng)造性工作的能力，建立材料科學(xué)的思維。在實(shí)踐課中，掌握熱處理基本理論的學(xué)生通常依據(jù)技術(shù)要求制定熱處理工藝，實(shí)施金屬材料熱處理，制備金相試樣，并表征材料組織和性能[2-3]。然而，該課程傳統(tǒng)的教學(xué)組織實(shí)施、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)和考核模式已較難滿足“厚基礎(chǔ)、復(fù)合型、應(yīng)用型、創(chuàng)新型”的培養(yǎng)要求，故有必要對(duì)“材料熱處理綜合實(shí)踐”課程進(jìn)行有效的改革創(chuàng)新[4-5]。

1 蘇州科技大學(xué)“材料熱處理綜合實(shí)踐”課程問(wèn)題分析

1.1 缺乏理實(shí)一體化的教學(xué)組織與實(shí)施方式

蘇州科技大學(xué)材料成型及控制專業(yè)（后簡(jiǎn)稱“材控”）的熱處理理論課程（1~14周）和實(shí)踐課程（即“材料熱處理綜合實(shí)踐”，16周）均開(kāi)設(shè)在第五學(xué)期。其主要目的是使學(xué)生在充分學(xué)習(xí)課程理論知識(shí)后進(jìn)行及時(shí)的實(shí)操訓(xùn)練，但這樣的教學(xué)組織形式在某種程度上卻未達(dá)到理實(shí)一體化的教學(xué)模式要求，課程銜接并不緊密。學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)時(shí)沒(méi)有明確的技能操作目標(biāo)，在進(jìn)行實(shí)踐操作時(shí)，又因記憶規(guī)律的局限性遺忘了部分理論知識(shí)，導(dǎo)致課程整體學(xué)習(xí)效果不佳。具體表現(xiàn)為生搬硬套理論知識(shí)、不清楚熱處理實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)過(guò)程操作規(guī)范性欠佳。且由于材控專業(yè)的學(xué)生在實(shí)踐課結(jié)束后將進(jìn)入期末考試的復(fù)習(xí)和備考，加之學(xué)生對(duì)實(shí)踐課的重視程度不及考試課，導(dǎo)致了部分學(xué)生的實(shí)踐報(bào)告不能及時(shí)完成，不利于學(xué)生對(duì)熱處理經(jīng)驗(yàn)與理論的總結(jié)。

1.2 課程教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容設(shè)計(jì)的科學(xué)性有待增強(qiáng)

明確的教學(xué)目標(biāo)、合理有效的教學(xué)設(shè)計(jì)是保證教學(xué)實(shí)施效果的重要前提。在目前的“材料熱處理綜合實(shí)踐”課程中主要設(shè)定了機(jī)械零件熱處理工藝的合理制定，常用熱處理工藝的正確實(shí)施以及建立熱處理工藝、組織與材料性能的關(guān)系三大教學(xué)目標(biāo)，并根據(jù)目標(biāo)安排課程內(nèi)容為熱處理工藝制定、材料熱處理實(shí)施、金相樣品制備、組織觀察與分析、材料力學(xué)性能測(cè)試五個(gè)環(huán)節(jié)。分析發(fā)現(xiàn)，實(shí)踐課教學(xué)目標(biāo)過(guò)于籠統(tǒng)，且未明確實(shí)踐課程有關(guān)技能操作方面的目標(biāo)。更需要強(qiáng)調(diào)的是，在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上各小組間選題的關(guān)聯(lián)性較弱，如表1所示。學(xué)生難以通過(guò)一個(gè)選題，系統(tǒng)地總結(jié)出一般性規(guī)律，未能達(dá)到舉一反三、觸類旁通的效果。

表1 “材料熱處理綜合實(shí)踐”課程選題

1.3 課程過(guò)程性考核維度不全面

相較于理論課程，實(shí)踐課程的考核評(píng)價(jià)應(yīng)更側(cè)重于過(guò)程性考核，這也對(duì)課程的考核方式和維度的科學(xué)性、細(xì)致性與全面性提出了更高要求。目前蘇州科技大學(xué)“材料熱處理綜合實(shí)踐”課程考核評(píng)價(jià)主要是由教師負(fù)責(zé)，評(píng)價(jià)主體單一，評(píng)價(jià)內(nèi)容主要包括六個(gè)部分，分別為日?？记诩霸O(shè)備工具維護(hù)、熱處理工藝制定、金相樣品制備、微觀組織分析、硬度測(cè)試、實(shí)踐報(bào)告。其中，自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、寫(xiě)作能力、圖表能力的考核主要是依據(jù)實(shí)踐報(bào)告。金相樣品磨拋及腐蝕、金相組織觀察、硬度儀的使用等技能主要通過(guò)教師觀察學(xué)生的實(shí)操過(guò)程來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，但由于未制訂較全面的技能考核標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)操時(shí)不明確技能重點(diǎn)，老師也難以進(jìn)行科學(xué)性的考核，一定程度上未能達(dá)到“考是真考，優(yōu)是真優(yōu)”的考核目標(biāo)，故亟須針對(duì)考核目標(biāo)，形成一套多維度的過(guò)程性課程評(píng)價(jià)體系。

2 蘇州科技大學(xué)“材料熱處理綜合實(shí)踐”課程改革舉措

2.1 保證課程銜接性，一體化設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐課程

針對(duì)理論和實(shí)踐課程銜接性的問(wèn)題，需要對(duì)“材料熱處理綜合實(shí)踐”課程教學(xué)組織與實(shí)施進(jìn)行調(diào)整，具體的“材料熱處理綜合實(shí)踐”課程時(shí)間調(diào)整如表2所示。在調(diào)研后發(fā)現(xiàn)在鋼的熱處理理論（第3~6周）之后穿插進(jìn)行熱處理實(shí)踐是可行的，課程的銜接性很大程度上得到了改善，減小了記憶規(guī)律的局限性帶來(lái)的影響。并且，在第3周時(shí)公布實(shí)踐課任務(wù)書(shū)，讓學(xué)生預(yù)先了解課題，使學(xué)生帶著明確的知識(shí)目標(biāo)和技能目標(biāo)學(xué)習(xí)理論知識(shí)，增加學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效果的同時(shí)可提升知識(shí)與實(shí)踐技能運(yùn)用的正確性。這樣的課程設(shè)計(jì)也能避免原先撰寫(xiě)實(shí)踐報(bào)告與期末復(fù)習(xí)沖突問(wèn)題，學(xué)生將有更多的時(shí)間與精力完成“材料熱處理綜合實(shí)踐”課程任務(wù)，幫助鞏固和吸收知識(shí)點(diǎn)。

表2 蘇州科技大學(xué)“材料熱處理綜合實(shí)踐”課程計(jì)劃表

2.2 優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生實(shí)操技能與科研素養(yǎng)

針對(duì)課程選題關(guān)聯(lián)性較差問(wèn)題，需豐富和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。不同于表1中所列帶有明確技術(shù)要求的選題，可設(shè)置一些開(kāi)放性高的課題來(lái)加強(qiáng)實(shí)踐課的系統(tǒng)性，并促進(jìn)學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，如探究一系列溫度、保溫時(shí)間，或是成形參數(shù)對(duì)某一材料熱處理組織與性能的影響以突出實(shí)踐課的探索性而非結(jié)果性[6-7]。同時(shí)，熱處理對(duì)象也不應(yīng)局限于鋼，有色金屬（鋁、鈦、鎂、銅及其合金）也可以是熱處理實(shí)踐的對(duì)象[8-9]。舉例來(lái)說(shuō)，熱處理選題可設(shè)為某鋁合金低、中、高溫時(shí)效規(guī)律探究，熱軋參數(shù)對(duì)某鋁合金組織演變的研究，某變形鋁合金退火工藝研究等帶有一定研究性的綜合課題。這些課題可調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)來(lái)使材料組織和性能產(chǎn)生明顯差異，金相組織易于觀察，熱處理效果將立竿見(jiàn)影，這有利于提高學(xué)生對(duì)熱處理課程興趣與成就感，并最終達(dá)到搭建系統(tǒng)性熱處理知識(shí)框架的目的。

2.3 明確課程要點(diǎn)，形成科學(xué)全面的課程考核體系

考慮到目前課程考核不完善，首先需要明確馬弗爐使用、金相樣品制備步驟、顯微鏡的操作步驟、硬度儀的使用步驟，提煉出核心技能點(diǎn)，如表3所示。列出核心技能點(diǎn)不僅可對(duì)學(xué)生的水平進(jìn)行量化考核，而且學(xué)生也會(huì)注意到每項(xiàng)技能的核心要點(diǎn)并重視。其次，讓學(xué)生參與實(shí)踐結(jié)果的評(píng)價(jià)，比如樣品的磨拋、腐蝕效果、金相照片等，學(xué)生可自由提出意見(jiàn)和建議，老師進(jìn)行補(bǔ)充評(píng)價(jià)。這個(gè)過(guò)程體現(xiàn)了師生評(píng)價(jià)主體地位，并且通過(guò)對(duì)同學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià)也讓學(xué)生自己對(duì)實(shí)踐結(jié)果有更清晰的認(rèn)識(shí)，有助于學(xué)生提高自己的技能和鞏固知識(shí)點(diǎn)[10]。最后，在提交實(shí)踐報(bào)告之外，通過(guò)實(shí)踐課程匯報(bào)的形式來(lái)豐富考核形式，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生學(xué)術(shù)交流能力的目的。結(jié)合已有的課程考核方式，所形成的課程考核體系如表4所示。

表3 蘇州科技大學(xué)“材料熱處理綜合實(shí)踐”核心技能點(diǎn)

表4 蘇州科技大學(xué)“材料熱處理綜合實(shí)踐”考核體系

3 結(jié)語(yǔ)

在新工科大背景下，我國(guó)高校應(yīng)思考與分析實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀與問(wèn)題，以滿足更高的人才培養(yǎng)要求。因此，本研究重點(diǎn)剖析了蘇州科技大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)熱處理實(shí)踐課程中所存在的問(wèn)題，并提出了有關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容、方式和考核的改革措施，以切實(shí)改進(jìn)熱處理實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量并提升人才創(chuàng)新能力。相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可為國(guó)內(nèi)高校熱處理實(shí)踐課程的制定與改革提供借鑒和參考。