電化教學在《材料腐蝕與防護》教學改革中的作用

李遠會等

摘要：本文探討電化教學在《材料腐蝕與防護》教學改革中的作用。結果表明，電化教學有助于激發學生的學習興趣和積極性，啟迪思維，拓寬渠道，獲取更多知識，全面提高學生的綜合素質，有力地提高《材料腐蝕與防護》教學質量。

關鍵詞：電化教學；材料腐蝕與防護；改革；作用

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2013）29-0041-02

作者簡介：李遠會，男，副教授，研究方向為材料表面改性。

《材料腐蝕與防護》是一門以物理化學為基礎、與材料學、電化學、冶金，化學、物理、力學、環境學等多門學科交叉滲透的新興學科。主要介紹材料各類腐蝕的定義、機理、影響因素以及對應的防腐措施等內容。課程理論性、實踐性、應用性、綜合性強，要求學生既要掌握扎實的電化學腐蝕理論基礎，又有較強的分析問題、解決問題的實踐能力，以適應社會的需求。[1，2]該課程大三下學期開設，講授課時數少，內容復雜、陳舊，理論性強，模糊抽象，理解困難。有的學生面臨考研準備階段，對課程學習不重視。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。[3，4]在這種背景下，電化教學對《材料腐蝕與防護》教學改革有著積極創新的作用。

一、運用電化學教學，激發學生的學習興趣

電化教學能創設生動、形象、直觀、視聽結合的教學環境，尤其是新穎性、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。[5]精心篩選日常生活中的鐵銹、銅綠、塑料脆斷等腐蝕現象，以形象、直觀、生動的“看圖識知”方式向學生介紹材料腐蝕現象無所不有，無所不在。學生通過全球著名的腐蝕事件、損失概況圖表，腐蝕科技前沿的授課內容，感受到“材料腐蝕現象與社會生活息息相關”，激發學生的學習興趣。近幾年，本專業教師也涉及材料腐蝕與防護領域課題研究，如鋁合金微弧氧化、鈦合金、不銹鋼陽極氧化，不銹鋼在磷酸實際生產中的應用，等等，在課堂上演示一些研究成果圖片。學生明白材料腐蝕與防護課程的重要性，樹立學好、用好《材料腐蝕與防護》課程內容的信心和決心，從而激發對該課程的學習興趣和求知欲。

二、利用電化學教學，增設課程教學內容，突出重點難點

電化教學能克服時空限制，圖形并茂，有聲有色，生動形象，調動學生學習主動性和積極性。[6]將圖像、文字、聲音、動畫等信息有機融合，形象生動直觀地突出重點、難點、疑點，注重材料學、物理化學等內容有機糅合，不斷優化充實教學內容。以用途為目的，按照成分——結構——腐蝕性能主線，將多學科零散的知識點連貫熔融起來，化靜為動，化虛為實，化抽象為直觀，由表及內，深入淺出，解釋疑惑。在講解典型陽極氧化曲線時，用鈦合金陽極氧化實驗為例，用虛構不同色彩的球形化分子、原子、離子解釋陽極的電化學作用機理，合理解釋不同的成分材料會有不同的極化曲線線段，也會表現出不同的宏觀腐蝕性能，解決了傳統課堂教學無法講清、難以理解的重點、難點內容，也與金屬鈍化概念、原理很好地區分開來。在測試金屬腐蝕速率實驗中，學生能舉一反三，抓住重點、難點，由易到難，步步深入，能合理地解釋鈦合金、鋁合金陽極氧化前后在中性溶液中腐蝕速率差異的原因。

三、利用電化教學，提高課程教學質量

電化教學使微觀世界宏觀化，抽象內容具體形象化，強化鞏固所學的專業知識，增加課堂教學感染力，有利于提高課程教學質量。講解不銹鋼晶間腐蝕內容時，用電化教學演示材料熔煉——凝固、固溶——敏化熱處理、腐蝕、檢測過程。在對應的程序里巧妙地串聯冶煉——凝固、熱處理、制樣、拋光、腐蝕、檢測設備以及相關操作步驟和方法內容，用不同色彩的虛構球形化分子、原子或離子間的物理化學作用機理融解于凝固、固溶組織演變、碳化物晶間析出、電化學溶解、破壞過程等重點、難點內容，讓人一目了然。學生通過學習材料成分、組織結構、熱處理工藝過程等與腐蝕性能之間的關系，鞏固所學過《物理化學》、《材料科學基礎》、《固態相變及熱處理工藝》、《現代材料測試分析方法》課程等專業基礎知識，還獲取大量無法從課程中直接獲取的設備操作方面的知識。學生步步深入，廣泛了解腐蝕性能與材料成分——組織——應用內在聯系，清晰地認識材料腐蝕與防護跟材料學、物理化學、電化學、冶金學等學科的密切相關，多角度綜合分析加以吸取與課程相關學科知識。

四、利用電化教學，全面提高學生的素質

電化教學平臺與實驗平臺相通，加深理解和驗證腐蝕與防護的理論知識，逐步培養學生動腦思考，自己解決問題的能力。[7]要培養應用研究型的人才，必須在實驗過程中培養其動手能力，分析問題和解決問題的能力。[8]材料科學與工程專業結合教師科研課題，也相繼開放《測試金屬腐蝕速率》、《不銹鋼晶間腐蝕》等綜合性實驗。還抽調2008、2009級優秀學生參與了不銹鋼在含鹵素離子磷酸中應用、鋁合金、鈦合金陽極氧化科研課題。學生能用在電化教學平臺上獲取的交叉學科知識綜合分析電化學腐蝕實驗現象，并在教師指導下，通過查閱文獻，優化設計成分，冶煉、中間處理，選用新型耐蝕材料，在實踐中取得不錯的效果。培養了學生用物質運動、變化、發展的觀點，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、思維辨證能力、分析解決問題能力和創新能力。也為學生將來學習、就業、工作增添了自信心和競爭力，已有多名學生考入西北工業大學、貴州大學等211高校材料腐蝕與防護方向的研究生。

通過《材料腐蝕與防護》課程電化教學改革，學生能在學時數少的情況下，掌握材料腐蝕概念、機理等重點、難點，開拓獲知渠道，吸收消化，發展智力，提高了《材料腐蝕與防護》課程教學質量。同時，促進了電化教學在課程教學改革中創新發展。

參考文獻：

[1]馮佃臣等.“金屬腐蝕與防護”課程教學改革[J].中國電力教育，2011，（11）.

[2]倪世兵等.在“材料腐蝕與防護”教學中談大學生創新能力的培養[J].中國電力教育，2012，（12）.

[3]劉片紅.影響電化教學效果的幾種因素[J].湖南教育，2008，（3）.

[4]李芳英.電化教學在外語教學中的應用[J].山東師范大學外國語學院學報，2003，（3）.

[5]喬金德.電化教學在地理教學中的作用[J].青海教育，2008，（1）.

[6]宋金玲等.“材料腐蝕與防護”課程教學的思考[J].科教導刊，2011，（15）.

[7]馬潔等.淺談“應用電化學”的開設體會[J].首都師范大學學報，2011，（32）.

[8]張惠等.材料的腐蝕與防護實踐教學探索[J].化學工程與裝備，2012，（1）.