本科金属热处理原理及工艺教学研究.docx

本科金属热处理原理及工艺教学研究摘要：在强调创新能力培养的“新工科发展背景下，从教学内容、教学方式、考核方式等方面改革和创新金属热处理原理及工艺课程教学，提升教学效果是非常有意义和有必要的。教学内容和教学形式上不断创新，有利于培养具有强烈创新意识和创新能力的人才。关键词：新工科；创新；金属热处理在国家施行创新驱动发展、“中国制造2025、“一带一路等重大战略和建议的新形势下1，中国企业把握行业关键核心技术，才能不被人掣肘，才能在剧烈的国际竞争中立于不败之地。实现这一目的，迫切需要培养大批创新驱动能力和应用实践能力强、敢想、敢试、思维灵敏的新型工程技术人才。为适应社会需求的变化，国务院办公厅印发了（关于深化高等学校创新创业教育改革的施行意见），明确指出大学教育要着重引导学生强化创新精神，培育创业意识，训练创造能力，不断更新教育观念，把创新驱动发展理念融入到人才培养的各个环节，提高人才培养质量2。2017年，教育部高教司为高等工程教育改革指明了方向，即施行“新工科教育，提出了包括工程教育新理念、学科专业新构造、人才培养新形式、教育教学新质量、分类发展新体系等方面为主要内容的详细要求3-4。制造业的核心是创新，是把握关键核心技术，必须靠自力更生奋斗，靠自主创新争取。“新工科教育的目的是适应社会发展需要，与中国各项重大发展战略相协调的，培养能够适应甚至引领将来工业化发展的人才5。应用型本科的专业课程教育教学必须为培养紧跟时代步伐、适应社会发展需要的新型人才服务。热处理工艺是改善金属材料性能，提高金属材料利用率，提高工程构造效率，节约资源的重要手段。金属热处理原理及工艺是材料科学与工程及金属材料工程等相关专业的核心专业课程，传统的教学内容和教学方法正遭到“新工科发展理念的挑战。不断更新、优化教学内容，改良教育教学方法，对于提升教学效果，提高培养学生的质量，进而提升学生的社会竞争力具有重要意义。一、教学现状金属热处理原理及工艺涵盖两大类教学内容。原理部分，包括固态相变条件及控制、金属加热和冷却转变条件、类型、组织特点、相应性能等。对于这部分内容，学生理解起来通常没有太大的困难，即便少数学生课堂上没有完全理解，通过后续针对性的深化沟通，也基本能理解。热处理工艺部分具有极强的实践性，工程应用能力要求更高，学生往往不能充分把握，对于利用不同金属材料、不同热处理工艺实现类似性能比拟困惑；对于同一种零件在不同服役条件下热处理工艺选择及控制重点把握不准；面对一些工业上实际零件的热处理工艺理解不深，或是无法将热处理原理应用到实际工业零件的工艺编制及优化上。出现这些问题的主要原因与教学内容的创新不够、教学手段和形式过于传统、学生学习主动性不高等有关。一教学内容创新不够现有教学内容侧重于传统“四把火的讲解和应用，随着整体制造业技术的不断发展与提升，热处理技术出现了大量改良和创新，如超快速加热和冷却技术、新型材料特殊热处理技术等4。及时向学生教授这类新技术、新工艺，正是“新工科发展的需要，也是应用型本科院校学生适应产业发展和工程化需要所必须具备的专业素养。选用教材由于出版周期的问题，内容不可能做到及时更新。假如只是根据已有教材施教，教学内容的创新度显然是不够的，会影响到学生的学习积极性和主动性，影响教学效果。二教学手段和形式过于传统如今的教学形式基本为PPT与板书相结合，固然相比与传统纯板书教学方式有了很大改善，但仍然没有从根本上体现多角度、全方位的特征。PPT展示内容主要还是教材上的基本原理和与工艺相关的文字和图片信息，工程实践应用视频不多。课堂教学经过也主要是老师教、学生学，学生自主介入程度不高，学习兴趣下降。对于有些零件的工况，如各类大轴等，学生缺乏直观、感性认识，对零件工艺选择及热处理缺陷处理不能深入理解。三学生学习主动性不高学生在学习金属热处理原理及工艺课程之前，很少有时机进入各专业生产企业了解各类零件的加工、运行条件，对于课堂上讲解的大部分零件缺乏明晰、全面的认识。加上热处理工艺特点，很多金属零件施行热处理后外观上不能让人眼前一亮，学生从感性上不愿意对相关热处理知识进行深化考虑，学习主动性不高。课程实践性、应用性极强，但所开设的课内实验环节还是偏向于基础性、验证性，由于学时较少，无法真正做到开放性、综合性训练。这也使得学生不愿意自主学习，很多时候觉得热处理课内实验只是跟着大家一起用炉子加热零件，再冷却即可。对于各个工艺参数的选择及其对组织和性能的影响，不愿意自主考虑，当然不利于工程化教育的施行。二、教学改革一教学内容适当调整教学内容，加大实际工业零件热处理工艺及问题分析和热处理新工艺、新技术教学时间。充分利用历年学生在行业相关企业进行生产实习、企业走访时搜集的现场生产视频资料进行工艺分析和讲解，重点分析几个典型工业零件，如汽车主轴、进气阀门、摩托车链条片等热处理特点、工艺选择、技术要点等。同时，在课堂教学中的举例注意引入学生在日常生活中常见的零件或构造件热处理选择和分析，如老虎钳、锉刀、不锈钢餐具、自行车座椅弹簧等。贴近生活、贴近应用，学生的学习兴趣才能明显提高；多角度比照分析一个零件的热处理工艺优劣，激发学生的自主考虑和创新性思维。在热处理工艺比照和热处理质量控制方面的教学经过中，结合大材料专业的热处理工程师培训相关知识要求进行教学。学生从所学知识的实用性角度考虑，学习主动性明显提高。二教学方式改变单一教学形式，提高学生在教学经过中的介入程度。教学团队采取的尝试手段是每周选取一名学生上讲台介绍本人最感兴趣的热处理小知识，或讨论最感兴趣的小零件的热处理工艺，并提出问题，师生一起讨论。由于介绍的内容是学生本人选定，讨论起来比拟积极，老师可以借此时机了解学生感兴趣的地方。例如，有学生选择名剑的热处理工艺进行讨论时，台上、台下学生的介入热情都比拟高。老师介入讨论、分析后，再引导学生比照分析各类工业用刃具的加工、热处理要点和原理，进一步激发学生的研究性思维和对专业知识的融汇贯穿。学生对工、模具材料热处理工艺的理解比拟深入，教学效果有所改善。三考核方式考核是为提高教学效果服务的，学生考核成绩应该能有效反映其专业知识的把握和运用程度。改变过去重点依靠期末考试和课内实验成绩及作业成绩作为考核标准的做法，尤其弱化作业成绩，增加弹性加分部分。加分条件在学期伊始就与学生明确：积极主动介入上讲台共享讨论活动，提交热处理行业现状分析报告，发现并指出老师在教学经过中的失误或表述不严谨，与其他师生共享热处理新工艺或新材料的热处理工艺等，都可加分。改革的指导思想是遏制抄袭作业意愿，激发积极、主动、深化考虑课程相关专业问题，进而帮助学生通过课程学习后提高本身专业素养，为后续学习深造或就业打下坚实的基础。三、结语在“新工科教育强调创新驱动性和应用实践性背景下，应用型本科专业课程教育应紧跟时代步伐，为培养卓越创新型人才不断努力。金属热处理原理及工艺作为大材料类专业的典型工科课程，从教学内容、教学方式、考核方式等方面全面改革和创新教学经过，对于提升教学效果是非常有意义和必要的。假如老师的教学经过多年一成不变，不思创新与突破，就无法培养出具有强烈创新意识和创新能力的学生。