項目教學法在金相檢驗中的應用探討

摘 要 本文分析了傳統的金相實驗課程教學方法中存在的一些問題，并以金相檢驗課程中“工模具鋼的熱處理及金相檢驗”采用項目教學法為例，探索了新的教學方法，介紹了項目教學法的實施過程，即資訊—計劃—決策—實施—檢查—評估，實踐證明采用項目教學法可以提高學生實踐操作能力，培養學生的團隊意識和綜合素質。

關鍵詞 金相 項目教學 工模具鋼

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

0 引言

金相檢驗課程是材料工程技術專業進行崗位能力培養的一門核心課程。現代金相檢驗技術是材料化學成分—加工工藝—顯微組織—力學性能之間聯系的橋梁，可為提高材料性能而制定和改善加工工藝提供可靠的技術依據；現代金相檢驗技術是檢查產品質量和發展新材料、新工藝的重要技術手段。本課程的主要任務是學習金屬材料的宏觀及微觀檢驗技術，使學生理解微觀組織和宏觀性能之間的相互關系及其變化規律，初步學會使用金相顯微鏡對金屬及合金的組織進行觀察及相應的檢驗技能；掌握金相試樣制備方法；能夠運用所學的理論對一些實際工程問題進行初步的失效分析。

金相檢驗是一門實踐性和操作性很強的專業課程，課程的教學目標應該適應社會需求，教學情境和教學內容與企業工作任務應密切結合。項目教學法最顯著的特點就是“以項目為主線、教師為主導、學生為主體”。這就要求實踐教學過程中把探究性學習的自主權交給學生，由教師啟發引導學生親自設計合理的實驗方案，通過分組交流討論和改善方案，每個學生積極參與分工協作，在探索性實驗過程中完成整個操作規程項目。

1 項目教學法的應用

1.1 項目選擇及設計

進行項目教學，首先依據金相檢驗實際工作過程，精心準備和策劃設計一個適合學生特點和知識點的項目，并設計好該項目設施過程中的各個環節，這是實施項目教學的關鍵。

下面詳細介紹金相檢驗實訓課程中“工模具鋼的熱處理及金相檢驗”采用項目教學法，說明該方法的具體應用。本項目的教學目的：（1）知識目標：掌握常用工模具鋼在不同熱處理工藝條件下的顯微組織，熟悉組織中的各組成成分。（2）能力目標：培養學生獨立分析和解決問題的能力，讓學生體會到學習的樂趣和成就感。（3）素質目標：培養和提高學生的團隊意識和創新精神。

1.2 項目實施

1.2.1 資訊

項目教學法通常采用分組教學的模式，項目教學的能否順利地實施，依賴于全班各小組之間的通力協作和團隊密切配合，教師可依據全班學生的基本情況進行分組，讓學生根據個人特點和需要自由組合，6～8人為一組，每組選舉一個項目負責人，然后教師根據項目需要再進行適當的調整，學生合理搭配、優化組合有助于培養學生的合作意識和團隊精神。分組后教師應將準備好的工作方案分發給每個小組，讓學生仔細檢查核對，及時解決疑難問題，并為順利開展項目工作任務做好準備。學生通過認真學習課本內容，并上網、到圖書館收集常用工模具鋼的熱處理工藝的有關資料，了解常用工模具鋼的成分、熱加工過程、性能特點及用途。

分組討論內容可以包括：（1）分析常用工模具鋼的熱處理工藝流程。（2）熱處理時工模具鋼的主要成分、加熱溫度和時間等重要因素對合金的組織與性能的影響。（3）不同牌號、化學成分的工模具鋼經退火、淬火和回火后的顯微組織特征。（4）實驗需要相應的儀器、設備、材料、工具等物品情況。（5）任務能順利完成的關鍵，明確熱處理過程中的操作注意事項。這一階段主要培養學生收集資料、溝通協調等能力。

1.2.2 計劃

各小組對工作項目進行分析和研究，制定完成本組工作計劃的具體實施方案和進度安排，采用角色扮演法進行實驗過程設計，根據每個學生特點、專長和能力大小分配相應的工作責任，由各組組長組織協調各組員間進行分工協作，使每位成員都能明確自身的角色，并從角色的角度去觀察、分析和思考應該如何完成小組的工作方案。例如，在本項目教學過程中模擬熱處理廠的工作任務，各組的負責人扮演熱處理車間主任，主要成員有副主任、工藝員、熱處理操作工、制樣工和質檢員等。車間主任的主要職責是對工模具鋼熱處理過程的工藝計劃進行全面安排和負責實施，工藝員設計熱處理工藝的主要參數，熱處理操作工負責鋼材的加熱、淬火等主要操作，制樣工承擔熱處理后金相試樣的制備操作，質檢員在熱處理過程中積極配合并對產品實施金相檢驗和顯微硬度檢測。

1.2.3 決策

各小組選派代表宣講計劃實施方案，并開展分組之間的討論，組與組之間交換工藝方案卡，在能保證完成各組任務的前提下，提出每組自己的建議，以便每組都不斷完善自己組的工藝方案卡，并對工藝方案進行匯總。然后交給老師檢查，看學生所制定的計劃是否適合學生的實際水平，學生提出的解決方案是否可行，及時指出不足之處，并提出意見供參考改進，修改后老師簽字，并開始實施。

1.2.4 實施

教師先現場講解和進行操作示范，然后學生按照各自扮演的角色分組完成實驗步驟。整個過程中，教師巡查和鼓勵每個學生積極參與，學會獨立思考和分析問題，并讓全班同學相互協助和共同提高，通過艱辛的工作過程來激發學生的潛能和培養創新意識。

1.2.5 檢查

在學生實驗過程中，教師應及時檢查設備操作、工具使用和安全操作等情況。學生也應檢查加熱溫度和時間的選擇是否合適，淬火介質的選擇是否正確，淬火速度是否足夠等。加熱溫度過高會試樣晶粒變粗大，導致表面氧化脫碳等缺陷，加熱溫度過低產生鐵素體組織，工具鋼的性能達不到要求。學生檢驗工具鋼的金相組織是否有表面脫碳、過熱組織、非金屬夾雜等非正常組織出現。

1.2.6 評估

首先要求每個學生總結項目實踐的收獲和心得體會，并寫出實訓報告；然后在小組內部進行自評，根據小組成員對本組工作任務完成的實際貢獻大小進行互評并打分；最后由教師進行綜合評定，對有創新意義的，應適當加分。

2 總結

在金相檢驗課程中實施項目教學，與傳統的教學方法相比，具有以下幾個方面的優點：（1）改變傳統的教學方法以教師、課堂和教材為中心的教學模式，項目教學模式中學生是主體，教師融入其中，用經驗去引導和啟發學生，并采取小組分工協作和角色扮演的教學手段，提高了學生學習的積極性和激發學習興趣。（2）項目教學法能有效地將理論知識和實踐技能緊密結合，學生可以邊學邊練，突出對學生能力和專業技能的培養，課程結束后學生可直接考取相應的職業資格證書。（3）項目教學法可以使學生在完成項目的過程中，鞏固所學的知識，并創新了評價方法，使學生體會到學習的樂趣和成就感，有助于培養和提高學生的團隊意識和創新精神。