電化教學在材料科學與工程專業生產實習教學改革中的作用

李遠會 張曉燕 向嵩 萬明攀 雷源源 楊明 馬瑞 田琴

摘要：本文針對材料科學與工程專業生產實習的實踐教學現狀，探討電化教學在生產實習教學改革中的作用。實踐表明，電化教學有助于激發學生的實習興趣和積極性，啟迪思維，拓寬知識視野，全面提高學生的綜合素質，有力地提高實習教學質量，為生產實習教學改革注入新的活力。

關鍵詞：電化教學；材料科學與工程專業；生產實習；改革；作用

中圖分類號：G642.44 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）52-0040-02

貴州大學材料科學與工程專業生產實習教學是安排在學生學習《材料科學基礎》、《熱處理原理及工藝》等專業基礎課程后進行。然而實習內容多，概念抽象，理論性強，理解困難，常常缺乏成分-結構-性能-用途相互之間的連貫性，綜合分析能力欠缺。還有實習安全責任、設備老化、生產環境、經費不足、技術更新等諸多因素，往往使得實習難以深入開展，流于形式，很容易引發學生失落心理，缺乏專業興趣。生產實習是培養學生工程意識、創新意識和工程實踐能力的不可替代實踐教學環節。電化教學具有知識表達的多樣性、交互科學性、反饋性、以及教學管理的開放性、靈活性等突出的特點。在這種背景下，電化教學在生產實習教學迎來了創新式發展，必將對實踐教學改革有著積極的作用。

一、運用電化學教學，激發學生的實習興趣

興趣是對客觀事物選擇的態度，是積極認識某種事物或參加某種活動的心理傾向，表現出高度集中的注意力和較強的求知欲。電化教學能創設生動、形象、直觀、視聽結合的教學環境，以其新穎性、多樣性、生動性、趣味性易吸引住學生的注意力，激發學生的學習興趣。精心篩選學院專業教師、企業校友研究成果簡介和科研項目。以形象、直觀、生動的“看圖識知”方式向學生介紹材料在生產、生活、社會發展中的重要性。學生通過大信息、多角度的授課模式，感受到“材料與社會生活息息相關”，樹立學好材料學科的決心和信心。學生觀看本專業教師研制的新型GDL-1汽車齒輪、新型GDL-2釬桿、EA4T高速重載列車車軸、大型燃油退火爐等產品制備過程圖像，了解材料制備、檢測、使用過程須用的知識，深刻體會新材料可以推動社會經濟文明發展，科技創新生活，明確自己將從事材料領域工作必有良好的專業基礎，從而激發學生對材料學科的學習興趣和求知欲，自覺地提高了學生對實習教學內容的重視。

二、利用電化學教學，增設實習教學內容，突出重點難點

電化學教學能克服實習環節時空的局限性，將圖像、文字、聲音、動畫等信息有機融合，形象生動、直觀突出重點、難點、疑點，注重物理、化學內容有機糅合，不斷優化充實實習內容。實習電化教學按照成分-結構-性能-用途主線的科學性和邏輯性，將多學科零散的知識點連貫熔融起來，化靜為動，化虛為實，化遠為近，化抽象為直觀，由表及內，深入淺出，解釋疑惑。比如在貴陽某鋼廠實習鋼材的制備過程以及中航集團某公司表面處理車間的化學表面處理過程時，用電化教學講解GDL-1汽車齒輪、GDL-2釬桿、EA4T高速重載列車車軸等材料冶煉、鑄造、鍛打、塑性變形、熱處理/表面處理、檢測、使用等程序。在對應的程序里巧妙地串聯產品生產、檢測設備以及使用過程中的操作步驟和方法，把虛構球形化原子間的物理化學作用機理融解于組織結構、性能演變、理論分析等重點、難點內容，讓人一目了然。在較短實習時間內，電化教學提供大量無法從實習過程中直接獲取的知識，多學科知識貼近材料實物的生產實踐，解決傳統實習教學無法講清、難以理解的重點、難點內容，更加充分地、清晰地揭示材料生產過程的本質。學生在實習中發現材料生產問題，用抽象-具體-形象的思維加以分解，逐層展示，由易到難、突出重點、剖析難點，步步深入理解多學科的有機交融統一，拓寬渠道獲取更多知識。

三、利用電化教學，提高實習教學質量

電化教學使微觀世界宏觀化，抽象內容具體形象化，活躍了實習教學氣氛，增加了實習改革教學的感染力，提高了實習效果和質量。如模擬仿真軟件，演示新型GDL鋼材料制備-過程處理-組織觀察-性能測試的生產過程，以虛構的球形化原子來展示微觀運動的特點，演繹不同成分GDL鋼材料冶煉-凝固相變、塑性形變、表面化學處理等過程中相應的組織、性能演變，來理解GDL鋼不同的用途要求。抽象化生動，讓學生清晰地認識、分析材料設計、制備、檢測、使用全過程。以材料用途為目標，微觀世界宏觀化、具體形象化，學生能獨立地步步深入，多角度綜合分析選取材料以及生產過程，有利于鞏固、吸納相關學科知識，理解材料成分-組織-性能-用途內在聯系，清晰地認識材料學科的整體性、復雜性以及關聯性，樹立了正確的材料學科觀念，培養學生用辯證唯物主義的物質運動、變化、發展的觀點，合理地、系統地、創新地解決問題的能力，有效地保證實習教學改革質量和效果，也為學生將來就業、工作增添了自信心和競爭力。

四、利用電化教學，全面提高學生的素質

電化教學可以有效地培養學生的綜合素質。在實習電化教學過程中，齒輪、釬桿、高速重載列車車軸等典型材料成功生產案例，潛移默化塑造學生正確的人生觀、價值觀、世界觀。典型材料成分-組織結構-性能-用途交替對應演示，強化學生唯物辯證的工程意識，激發學生的專業興趣，主動積極地去獲取交叉學科知識和發展智力，有力地培養了學生的觀察能力、思維辯證能力、分析問題能力、解決問題能力和創新能力。在中航集團公司某熱處理車間實習期間，以軍工企業文化熏陶塑造人，6～8位學生一組的形式參與某液壓泵零件熱處理工藝培訓教材的動漫插圖比賽，全面訓練了學生用腦、眼、手的基本技能。學生觸發多種感官功能后，能持久保持學習興趣，最大限度地調動實習教學的積極性。學生十分愿意接觸學習現代先進技術和知識，調動了學習材料與計算機學科知識的主動性，求知欲熱情高漲，激發了他們的想象力和創造力。學生間通力合作，充分發揮聰明才智，培養了學生的團隊合作與競爭創新能力。

實習電化教學改革，有效地激發了學生的實踐積極性，充分發揮其主動獲知的精神。學生能在短時間內掌握專業實習重點、難點，加深理解材料學科的辯證統一內在聯系本質，吸收消化更多學科知識，開闊視野，發展智力，提高了實習質量。反之，有力促進電化教學在實習教學改革中創新地發展。

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基金項目：材料科學與工程專業綜合改革試點[2012-02]；貴州省材料科學與工程專業核心課程教學團隊[2011-08]

作者簡介：李遠會（1976-），男，苗族，貴州遵義人，副教授，主要研究方向：材料表面改性。