“熱處理原理及工藝”課程教學(xué)改革研究

吳海江，王小明，鄒利華，曾娣平，郭文敏

（邵陽學(xué)院 機(jī)械與能源工程系，湖南 邵陽　422000）

“熱處理原理及工藝”課程教學(xué)改革研究

吳海江，王小明，鄒利華，曾娣平，郭文敏

（邵陽學(xué)院 機(jī)械與能源工程系，湖南 邵陽422000）

“熱處理原理及工藝”具有理論性、抽象性、綜合性與實踐性強(qiáng)的特點。文章針對該課程教學(xué)過程中存在的問題，從優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容、充分運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段與方法、促進(jìn)教學(xué)與科研的有機(jī)融合、革新實驗教學(xué)模式及完善課程考核機(jī)制等方面進(jìn)行了探討，以期提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性與工程實踐創(chuàng)新能力，實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。

熱處理；材料成型及控制工程；教學(xué)改革；應(yīng)用型人才

課程建設(shè)作為高等學(xué)校教學(xué)工作的基礎(chǔ)和學(xué)科建設(shè)與發(fā)展的支撐點，其水平無論是對高校的教育教學(xué)質(zhì)量還是對人才培養(yǎng)水平均起著至關(guān)重要的作用，在高等教育改革中的地位十分重要。“熱處理原理及工藝”是邵陽學(xué)院材料成型及控制工程專業(yè)一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)課，為學(xué)生所學(xué)材料的基礎(chǔ)知識到實踐建立起了橋梁，為以后開展生產(chǎn)實踐、畢業(yè)設(shè)計、科學(xué)研究和就業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。

根據(jù)應(yīng)用型本科高校的人才培養(yǎng)方案，“熱處理原理及工藝”教學(xué)內(nèi)容分為熱處理原理和熱處理工藝兩部分，具有理論性強(qiáng)、抽象性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)、實踐性強(qiáng)的特點。近些年來，在寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)人才培養(yǎng)模式指導(dǎo)下，課程體系幾經(jīng)改革，課程內(nèi)容不斷調(diào)整，與此同時課時卻在不斷減少，學(xué)時與內(nèi)容之間產(chǎn)生了比較突出的矛盾。倘若仍遵循原有傳統(tǒng)的課堂講授式教學(xué)模式，加之普遍存在理論與實踐脫節(jié)現(xiàn)象，則該課程對學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)很難達(dá)到預(yù)期。因此，改革教學(xué)方法，發(fā)揮教學(xué)主觀能動性，對提高“熱處理原理及工藝”課程整體的教學(xué)質(zhì)量與效果，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)應(yīng)用型人才有著重要的現(xiàn)實意義。

1　優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

“熱處理原理及工藝”課程教學(xué)內(nèi)容目前已縮減至30學(xué)時，對教師的課堂把控能力要求越來越高。“熱處理原理”部分概念多，較晦澀難懂，涉及的理論大多是研究金屬材料微觀組織轉(zhuǎn)變的過程，而微觀不同于宏觀，宏觀問題可以具體化，并且能夠通過肉眼觀察轉(zhuǎn)變過程，對于微觀問題，卻只能通過抽象思維，建立金屬微觀結(jié)構(gòu)模型，想象原子擴(kuò)散運(yùn)動過程。例如，在珠光體、貝氏體和馬氏體相變的過程中，碳原子和鐵原子的擴(kuò)散過程是難以觀測的，只能用抽象思維想象原子的擴(kuò)散運(yùn)動過程。“熱處理工藝”部分與實際生產(chǎn)密切相關(guān)。課程主要講授的熱處理工藝包括退火、正火、淬火和回火等，即整個熱處理體系中的“四把火”是實際生產(chǎn)中常用的熱處理工藝。第一部分內(nèi)容是第二部分的理論基礎(chǔ)，而第二部分為第一部分理論的實際應(yīng)用。因此，在教學(xué)過程中，教師要抓住主線，突出重點，注重理論與實踐的聯(lián)系性，加強(qiáng)實驗教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力。

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，熱處理領(lǐng)域的新技術(shù)工藝和新理論不斷涌現(xiàn)。因此，教師需要不斷學(xué)習(xí)，及時了解各種熱處理方法的最新進(jìn)展，同時處理好傳統(tǒng)內(nèi)容與現(xiàn)代內(nèi)容的關(guān)系，適當(dāng)精簡傳統(tǒng)內(nèi)容，增添熱處理領(lǐng)域的最新研究結(jié)果，以彌補(bǔ)教材內(nèi)容的滯后性。

2　充分運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段與方法

由于本課程涉及了較多的熱處理原理與熱處理工藝方法，如果仍沿襲滿堂灌式的傳統(tǒng)教學(xué)方式，則會讓學(xué)生容易感到枯燥無味，注意力無法集中，也就達(dá)不到理想的學(xué)習(xí)效果。教學(xué)中利用多媒體圖、文、聲、像并茂的優(yōu)點，同時配合黑板板書，講解原本枯燥乏味的知識點，刺激了學(xué)生的各種感官，寓教于樂，形式活潑，使得課堂不再一潭死水。學(xué)生在逼真的動畫或視頻中，清楚地了解各種熱處理工藝及其原理，獲得了直接的感官認(rèn)識，促進(jìn)了教師與學(xué)生的互動，提高了教學(xué)效率。

熱處理過程是相當(dāng)復(fù)雜的，長期以來，生產(chǎn)現(xiàn)場主要靠工藝人員的經(jīng)驗來控制和解決生產(chǎn)中遇到的各類問題。這樣一來造成熱處理工藝參數(shù)的不精確，工藝的重現(xiàn)性較差。要想更有效地解決這一問題，構(gòu)建合理的熱處理模型，利用Deform-HT等軟件對熱處理過程進(jìn)行數(shù)值模擬是一個行之有效的方法。將模擬結(jié)果通過多媒體手段展示給學(xué)生，可以增加學(xué)生的感性認(rèn)識，便于學(xué)生加深對抽象知識的理解。

3　促進(jìn)教學(xué)與科研的有機(jī)融合

“熱處理原理及工藝”講述的內(nèi)容更新速度是相當(dāng)快的，新理論、新方法及新工藝不斷涌現(xiàn)，例如近年來逐漸發(fā)展起來的真空熱處理、淬火——分配（Q-P）工藝、亞共析鋼的亞溫淬火、超細(xì)化熱處理及熱處理數(shù)值模擬技術(shù)等，而教材的編寫通常是滯后于新理論與工藝方法的發(fā)展。在教學(xué)中，應(yīng)將書本上的基本內(nèi)容和基本原理同教師所承擔(dān)的科研項目成果融合在一起，尤其是注重把研究成果歸納提煉為具有實際工程應(yīng)用背景的典型教學(xué)案例。同時，還可以通過各種途徑，獲取大量相關(guān)的新型熱處理工藝及其原理等方面的前沿知識，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的視野和知識面。在實際科研案例的背景渲染下，讓學(xué)生真正體驗到學(xué)習(xí)的內(nèi)涵，才能更好地激發(fā)他們的學(xué)習(xí)主動性和興趣。

4　革新實驗教學(xué)模式

熱處理工作是一項宏觀與微觀相結(jié)合充滿智慧的工作，為了使學(xué)生更好地掌握熱處理的基本理論知識以及就業(yè)單位對新招聘人員的技能要求，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的思維模式，實驗教學(xué)是教師向?qū)W生傳授知識、培養(yǎng)能力的重要途徑。因此，在有限的學(xué)時條件下，教學(xué)大綱中仍然安排了6學(xué)時的實驗，占總課時的20%。與此同時，為了培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性，抓住“工藝——組織——性能”這一主線，將一些舊有的演示性驗證性實驗改為綜合性、設(shè)計性實驗。在實驗大綱的總框架下，指導(dǎo)教師提出實驗要求，由學(xué)生自由分成若干小組，查閱中英文文獻(xiàn)，自己獨(dú)立思考問題，自行設(shè)計實驗方案，自己聯(lián)系開放式管理的實驗室，在規(guī)定的時間段內(nèi)完成實驗，最后獨(dú)立撰寫實驗報告。指導(dǎo)教師監(jiān)控整個實驗流程，及時提出指導(dǎo)性意見。新方式避免了原有的一窩蜂式的、在固定的時間到實驗室聽指導(dǎo)教師講解之后，完成基本上已知實驗結(jié)果的實驗教學(xué)模式，解放了學(xué)生的思維，更好地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，強(qiáng)化了學(xué)生對理論知識的理解，全面培養(yǎng)了學(xué)生的實踐技能和發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的工程能力與創(chuàng)新精神。

5　完善課程考核機(jī)制

本課程考核的目的在于指導(dǎo)和督促學(xué)生自覺系統(tǒng)地復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)知識及技能，檢查和評定學(xué)生對基本理論、基本知識、基本概念和基本技能的掌握程度和運(yùn)用能力。為了避免片面強(qiáng)調(diào)考試成績，在遵循學(xué)校考試基本要求的前提下，本課程的考核包括平時成績、實驗成績和試卷成績?nèi)齻€方面的內(nèi)容，分別占20%、10%和70%。實驗成績根據(jù)學(xué)生做實驗時的態(tài)度、實際操作能力和完成的實驗報告質(zhì)量等方面綜合評定；平時成績包括學(xué)生出勤、作業(yè)完成情況、課堂表現(xiàn)和小論文的質(zhì)量綜合評定。為了鼓勵學(xué)生積極參與科技創(chuàng)新活動，學(xué)生在本課程相關(guān)方向上發(fā)表科研論文、獲得專利、參與科技競賽并獲獎等，均可獲得10%的附加加分，但其最終綜合成績不能超過100分。實行這一考核模式后，扭轉(zhuǎn)了學(xué)生只看重最終的閉卷考試結(jié)果現(xiàn)象，培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用本課程專業(yè)知識分析和解決問題的能力，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，盡可能地綜合評價一個學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)課程的實際效果，真正達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和工程實踐能力的目的。

6　結(jié)語

“熱處理原理及工藝”是一門基礎(chǔ)理論和工程實踐緊密結(jié)合的課程，課程教學(xué)改革是一個長期復(fù)雜的過程，通過優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容、充分運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段與方法、促進(jìn)教學(xué)與科研的有機(jī)融合、革新實驗教學(xué)模式及完善課程考核機(jī)制等方面的探索，學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性逐步提高，工程實踐創(chuàng)新能力得到增強(qiáng)，實現(xiàn)了學(xué)校和學(xué)生的雙贏，符合地方本科院校的辦學(xué)理念和應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

［1］于景媛，李強(qiáng)，劉偉東，等.《金屬學(xué)與熱處理》課程教學(xué)改革初探［J］.實驗科學(xué)與技術(shù)，2014，12（4）：183-185.

［2］馬春陽，丁俊杰，邢子健，等.“熱處理原理及工藝”課程教學(xué)改革與實踐［J］.中國電力教育，2011，（33）：202-203.

［3］鐘國忠，邱吉福.高校“大類招生、分流培養(yǎng)”模式探索［J］.當(dāng)代教育理論與實踐，2015，7（2）：70-73.

［4］段園培，張海濤，李傳瑞，等.淺談熱處理原理及工藝課程的教學(xué)策略［J］.中國教育技術(shù)裝備，2013，（3）：112-113.

［5］巨東英.熱處理數(shù)值模擬技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.鞍鋼技術(shù)，2010，（6）：1-8.

［6］王志剛，張保議，王獻(xiàn)忠，等.碳鋼的熱處理綜合實驗的教學(xué)改革［J］.實驗科學(xué)與技術(shù)，2013，11（4）：115-116.

Teaching Reform for Princip le and Technology of Heat Treatment Course

WU Hai-jiang，WANG Xiao-m ing，ZOU Li-hua，ZENG Di-ping，GUO Wen-m in

（Department of Mechanical and Energy Engineering，Shaoyang University，Shaoyang，Hunan 422000，China）

Principle and Technology of Heat Treatment course has the characteristics of theoretical，abstract，comprehensive and practical.According to the problems in teaching this course，it is discussed from the optimization of teaching contents，the full use of modern teaching means and methods，the organic integration of teaching and scientific research，the innovation of experimental teaching mode and the improvement of curriculum evaluation mechanism in this thesis.This would have the advantage of the improvement of the students'learning subjective initiative and engineering practice and innovation ability，which is to achieve the goal of training applied talents.

heat treatment；material forming and control engineering；teaching reform；applied talents

G642.0

A

2095-980X（2016）09-0125-02

2016-08-18

邵陽學(xué)院精品開放課程建設(shè)項目（邵院教通［2016］4號）；邵陽學(xué)院教學(xué)改革研究項目（2015JG20）

吳海江（1975-），男，安徽淮南人，博士，副教授，主要從事材料專業(yè)的教學(xué)與研究工作。