高職金屬材料與熱處理課程教學(xué)改革探析

[摘要]高職院校金屬材料與熱處理課程應(yīng)在教材內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)評價方式和教師素質(zhì)四個方面進(jìn)行教學(xué)改革。

[關(guān)鍵詞]高職 金屬材料與熱處理教學(xué)改革

[文獻(xiàn)編碼]doi:10.3969/j.issn.0450-9889(C).2011.08.043

金屬材料與熱處理是高職院校機(jī)械類專業(yè)重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容龐雜，理論性強(qiáng)，名詞概念多且抽象，涉及面廣，與生產(chǎn)實際關(guān)系較為密切。然而，大多數(shù)學(xué)生沒有金屬材料與熱處理方面的知識積累，生產(chǎn)實踐更是空白，學(xué)習(xí)該課程有一定難度。同時，金屬材料與熱處理課程的教材較抽象，重理論輕實踐，對培養(yǎng)學(xué)生的動手能力十分不利；且以教師為中心，只強(qiáng)調(diào)教師的“教”，而忽視學(xué)生的“學(xué)”。筆者認(rèn)為，這樣的教學(xué)已經(jīng)難以適應(yīng)新的形勢，亟須進(jìn)行改革。

一、教材內(nèi)容的改革

高等職業(yè)教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生具有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識和較強(qiáng)的現(xiàn)場應(yīng)用能力。而應(yīng)用能力主要體現(xiàn)在具體的生產(chǎn)實踐當(dāng)中，即能夠熟練掌握生產(chǎn)工藝流程和操作規(guī)程，并能應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)理論和技術(shù)，發(fā)現(xiàn)、分析并解決實際問題。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，教學(xué)必須從單純的“知識傳授型”向“能力培養(yǎng)型”轉(zhuǎn)變。目前高職院校使用的教材內(nèi)容比較雜亂，針對高職學(xué)生畢業(yè)后的工作性質(zhì)，應(yīng)以培養(yǎng)應(yīng)用能力為主體，本著“刪繁從簡、去難就易、圍繞主題、側(cè)重應(yīng)用”的原則，對原有教材內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，做到“寬度廣、深度淺、精度準(zhǔn)”。

在教學(xué)中，教師需要根據(jù)專業(yè)特點、課時數(shù)量和實習(xí)實訓(xùn)條件對教材內(nèi)容進(jìn)行篩選。以機(jī)械加工制造和維修專業(yè)為例，畢業(yè)后的工作特點以應(yīng)用為主，應(yīng)增加金屬材料選材方面的內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生根據(jù)具體情況對金屬材料選材能力的培養(yǎng)。因此，可對課程內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的劃分和重組，將全部內(nèi)容分成六個模塊。每個模塊包括一項技能和任務(wù)，內(nèi)容具體如下：

其一，金屬性能模塊。主要教學(xué)內(nèi)容包括金屬的物理性能、化學(xué)性能、工藝性能和力學(xué)性能等，其中重點和難點是金屬的力學(xué)性能。

其二，金屬學(xué)基礎(chǔ)知識模塊。內(nèi)容包括晶體的結(jié)構(gòu)、金屬晶格類型、固溶體、純金屬的結(jié)晶過程及同素異構(gòu)過程、鐵碳合金的基本組織與性能，以及鐵碳合金相圖的建立、識讀和應(yīng)用等，其中重點和難點為鐵碳合金相圖的知識。此模塊是整個課程的重點。

其三，碳素鋼與合金鋼模塊。主要教學(xué)內(nèi)容包括合金元素在鋼中的主要作用，合金元素的分類和應(yīng)用，合金鋼的主要類型、應(yīng)用情況，以及合金鋼和碳素鋼的性能特點、碳鋼和合金鋼的牌號編制。重點和難點是掌握各類鋼的化學(xué)成分與組織和性能的關(guān)系，學(xué)會正確選擇和使用各種類型的合金鋼。

其四，鋼的熱處理模塊。主要教學(xué)內(nèi)容包括鋼在加熱和冷卻時的組織轉(zhuǎn)變、各種牌號鋼鐵材料的熱處理工藝、零件熱處理分析等。重點和難點是鋼的熱處理知識及其熱處理工藝等。該模塊又細(xì)分為五個項目：一為45鋼的正火和退火；二為T12工具鋼的正火和退火；三為45鋼制小軸的調(diào)質(zhì)處理；四為T12工具鋼制銼刀的淬火與低溫回火；五為65鋼制彈簧的淬火與中溫回火。每個項目完成后，須用硬度計測定試樣的硬度。

其五，鑄鐵模塊。主要教學(xué)內(nèi)容包括灰口鑄鐵和石墨化、球墨鑄鐵、高性能鑄鐵等的分類和特點，以及鑄鐵性能的影響因素、石墨在鑄鐵中的作用等。重點和難點是學(xué)會正確選擇、使用各類鑄鐵。

其六，補(bǔ)充知識模塊?？梢愿鶕?jù)教學(xué)需要自行選擇，主要內(nèi)容包括鋼鐵材料的冶煉、有色金屬及其合金、粉末冶金(硬質(zhì)合金)、非金屬材料、新材料、金屬的腐蝕與防護(hù)等。該模塊在課時充足的條件下，可作為拓展知識，開闊學(xué)生視野，拓寬學(xué)生的知識面。

經(jīng)過改革后，采用項目教學(xué)可以更加貼近生產(chǎn)實踐，有助于學(xué)生應(yīng)用能力、動手能力的鍛煉和培養(yǎng)。

二、教學(xué)模式的改革

金屬材料與熱處理課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式，以教師為主體，以教材為中心，以課堂講授為主要方式，忽視實踐操作和學(xué)生能力的培養(yǎng)，這種教學(xué)模式主要是針對應(yīng)試教育的。而高等職業(yè)教育的重點是培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，在教學(xué)中應(yīng)主要通過激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，采用多種多樣的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。應(yīng)改變過去“滿堂灌”的教學(xué)模式，使學(xué)生成為課堂教學(xué)的主體，使教師從單純的知識輸出者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)過程的組織者、引導(dǎo)者、示范者和評價者。

(一)教學(xué)方式多樣化。一般來說，教師在教授課程、輔導(dǎo)答疑、批改作業(yè)諸多教學(xué)環(huán)節(jié)中，經(jīng)過多年的教學(xué)，往往已形成一套被實踐證明的行之有效的多樣化教學(xué)方式。可部分保留傳統(tǒng)教學(xué)方式，并不斷探索新的教學(xué)方式。改變教學(xué)環(huán)境，將課堂由教室搬到實驗室(專業(yè)教室)，這是教學(xué)形式的重大改革。在教學(xué)中，應(yīng)擯棄“滿堂灌”的傳統(tǒng)教學(xué)方式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，師生一起開展課堂討論，大量采用多媒體、模型、實物及現(xiàn)場教學(xué)，加大學(xué)生在教學(xué)過程中的參與程度，增強(qiáng)學(xué)生在教學(xué)中的主動性，學(xué)生可個別學(xué)習(xí)，也可以小組的形式學(xué)習(xí)，課堂氣氛融洽、活躍。

(二)采用情景式教學(xué)方法，調(diào)動學(xué)生的積極性。教學(xué)中可通過運用情景教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生在教學(xué)活動中的自主參與意識，使枯燥、抽象的課程內(nèi)容變得生動、形象，極大地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和積極性，使學(xué)生接受知識更容易、更輕松。

比如，在講“金屬的結(jié)構(gòu)”一章內(nèi)容時，對于晶體的種種缺陷一晶格畸變一塑性變形抗力增大一金屬強(qiáng)度提高等的關(guān)系時，學(xué)生普遍覺得難以理解。可以要求一個學(xué)生離開座位，形成空位；再要求學(xué)生們不按原來的位置而自由組合坐，形成錯位；然后要求幾個學(xué)生坐在每組的過道里，形成間隙原子。在這個過程中，學(xué)習(xí)較差的學(xué)生往往選擇與學(xué)習(xí)好的學(xué)生坐在一起，這樣，學(xué)習(xí)差的學(xué)生就容易得到學(xué)習(xí)好的學(xué)生的幫助，學(xué)習(xí)成績會明顯提高。之后再聯(lián)系之前講到的晶體缺陷內(nèi)容，雖然表面它們打破了原有的晶格平衡，但它們是為了金屬強(qiáng)度提高而排列紊亂。綜上所述，金屬材料的強(qiáng)度提高，是與品格畸變有著直接關(guān)系的。這樣，通過情景教學(xué)法，調(diào)動了學(xué)生的積極性，讓他們做好充分準(zhǔn)備，在課堂上出色地表現(xiàn)，形成諸多學(xué)習(xí)中心和學(xué)習(xí)高潮，激發(fā)更多的乃至全體學(xué)生參與到情景教學(xué)的行列中。

(三)利用多媒體課件。優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。多媒體教學(xué)的優(yōu)勢在于圖、文、聲、像、動畫、視頻的有機(jī)結(jié)合，制作課件時可以充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，采用計算機(jī)展示課程中的微觀結(jié)構(gòu)和微觀變化過程，將過去無法表達(dá)或難以表達(dá)的內(nèi)容，通過形象的圖形、動態(tài)動畫演示給學(xué)生，吸引學(xué)生的注意力，使學(xué)生對概念、原理、工藝的理解更加深刻，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程的趣味性，有助于學(xué)生理解、記憶，從而獲得更好的教學(xué)效果。

同時，利用多媒體進(jìn)行模擬演示實驗，還可以取得較好的實驗效果。比如教材中有關(guān)金相組織的實驗，要求在顯微鏡下完成。采用多媒體教學(xué)，便可將顯微鏡下的情況通過電視屏幕全程演示，在教學(xué)課堂中增加了趣味與生動，使學(xué)生能夠充分利用視覺和聽覺去獲取知識，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，可以起到事半功倍的效果。

(四)培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，提高教學(xué)效果。在重視理論分析的同時，還應(yīng)利用實驗課進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的實踐認(rèn)識，利用一切教學(xué)手段塑造一種良好而寬松的學(xué)習(xí)氛圍，變被動教育為主動教育。熱處理是實踐性很強(qiáng)的課程，過去的教學(xué)通常過于重視理論的講解，忽視了實踐操作，造成學(xué)生對熱處理內(nèi)容理解不深，教學(xué)效果并不是很好。對此，應(yīng)讓學(xué)生親自操作，在實踐中按照自己設(shè)計的方案進(jìn)行處理。在操作中發(fā)現(xiàn)問題后，教師及時講解，使學(xué)生真實地體驗到實習(xí)的效果。這樣，有利于鍛煉學(xué)生獨立思考、獨立分析和解決問題的實際工作能力。

三、教學(xué)評價方式的改進(jìn)

隨著教學(xué)目標(biāo)的重新定位，以及對實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的不斷強(qiáng)化，對學(xué)生的考核方式也應(yīng)隨著學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容的不斷更新而加以改進(jìn)，以適應(yīng)新的發(fā)展要求。以往考核學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，只是單純地以期末考試成績來衡量，導(dǎo)致學(xué)生不注重平時的訓(xùn)練和知識積累，考前拼命記，考試只求及格，考后則全忘了。這種考試方法，既不能夠真正檢驗學(xué)生的實際應(yīng)用能力，也不能夠客觀評價教師的教學(xué)效果。因此，必須形成一種適應(yīng)高等職業(yè)教育要求的、與知識能力并行的、以能力為主的考核方式。在理論課結(jié)業(yè)考核中可采取“教考分離”，使任課教師和學(xué)生既有壓力又有動力，促進(jìn)教學(xué)品質(zhì)提高，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在實踐教學(xué)考核中，成績可分兩部分：平時成績占50％，包括學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況、課堂提問、課后交流、作業(yè)、卷面考試等方面；期末實踐考核占50％，包括熱處理5個項目實驗、技能考級，同時結(jié)合生產(chǎn)實際，設(shè)置典型材料、實用型零件的熱處理工藝等。在考前，開設(shè)輔導(dǎo)，考試時采取題目抽簽方式進(jìn)行口試和筆試。只有這樣，教師對學(xué)生的成績評價才能貫穿于學(xué)習(xí)的全過程，做到理論與實踐相結(jié)合，平時與期末相結(jié)合，課內(nèi)與課外相結(jié)合，使學(xué)生的知識得以擴(kuò)展，實踐能力得以提高，從而增強(qiáng)就業(yè)的適應(yīng)性。

四、教師素質(zhì)的提高

金屬材料與熱處理是一門和實踐應(yīng)用結(jié)合非常密切的課程。隨著社會的發(fā)展、科學(xué)的進(jìn)步和知識的更新，教師必須勤奮學(xué)習(xí)，認(rèn)真參加繼續(xù)教育等培訓(xùn)活動，不斷地充實自己。例如，在教學(xué)中開展教研教改，優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)；在業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)中，除學(xué)習(xí)書本的理論外，還側(cè)重于案例分析、研討交流、收集信息資料、掌握現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)和國內(nèi)外教學(xué)改革發(fā)展動態(tài)等；開發(fā)和編寫體現(xiàn)新知識、新技術(shù)、新工藝和新方法的具有職業(yè)教育特色的課程和教材，不斷提高自身使用現(xiàn)代教育手段的能力。學(xué)校也應(yīng)鼓勵和支持教師使用計算機(jī)輔助教學(xué)、模擬教學(xué)、多媒體教學(xué)、網(wǎng)上教學(xué)等手段，以不斷提高教學(xué)品質(zhì)和效率?？傊?，提高教師的素質(zhì)，才能適應(yīng)培養(yǎng)21世紀(jì)高素質(zhì)人才的需要。這就要求教師必須具有豐富的知識、開闊的思想、創(chuàng)新的理念，也只有這樣，才能使教學(xué)與時俱進(jìn)。

(責(zé)編 吳筱)