特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程教學改革探索

潘昆明　徐流杰　韓 華

河南科技大學教育部摩擦學與材料防護工程研究中心　河南洛陽　471003

特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程教學改革探索

潘昆明徐流杰韓 華

河南科技大學教育部摩擦學與材料防護工程研究中心河南洛陽471003

特種熔煉與冶金質(zhì)量控制是冶金工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課，針對冶金工程專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)和教學特點，從優(yōu)化教學內(nèi)容、多樣化教學形式及多媒體輔助教學、加強課外實驗與具體實例應用、鼓勵學生積極參與課堂討論、穿插介紹課程相關(guān)研究前沿并展示優(yōu)秀科研成果、鼓勵學生親自參與調(diào)研相關(guān)研究課程等六個方面探討了課堂教學方法。

特種熔煉；冶金質(zhì)量控制；教學大綱；教學方法

隨著海洋開發(fā)、航空航天、信息工程及能源開發(fā)而出現(xiàn)的現(xiàn)代尖端技術(shù)的迅速發(fā)展，對特殊金屬材料（高級合金鋼及合金）的品種、質(zhì)量提出了越來越高的要求。例如，航空發(fā)動機葉片及渦輪盤等關(guān)鍵部件使用的高溫合金，除要求承受一定的高溫作用外，還要能夠在氧化性氣氛下長期工作。為此，它們必須具有較高的強度、良好的高溫蠕變抗力和氧化抗力、長期組織穩(wěn)定性等。以等離子熔煉、電渣重熔等為代表特種熔煉方法，能夠制備普通熔煉方法不能或難以熔煉的特殊金屬材料。

因此，特種熔煉與冶金質(zhì)量控制是冶金專業(yè)的一門重要必修課，課程內(nèi)容主要包括不同特種熔煉方法的原理、特點、設備、適用范圍、特種金屬及冶金質(zhì)量控制。目前，我校特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程定為32學時。為了在有限的學時內(nèi)達到最有效教和學的目的，不僅需要發(fā)揮教師在教學中的主導作用，還必須采取啟發(fā)式教學法以調(diào)動學生的學習積極性。下面就如何在特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課堂教學中運用靈活的教學手段，通過啟發(fā)式教學方法，提高課堂教學質(zhì)量，談幾點體會。

1　優(yōu)化教學內(nèi)容　更新充實新內(nèi)容

在確保特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程體系相對完整的前提下，刪減某些脫離實際應用的知識點，而將重點轉(zhuǎn)向培養(yǎng)學生掌握集中常見特種熔煉技術(shù)方法。促使學生能夠準確分類特殊金屬材料，根據(jù)特定環(huán)境下使用的特殊金屬材料確定出不同的特種熔煉工藝，了解不同的工藝參數(shù)對材料的組織和性能可能產(chǎn)生的影響。根據(jù)培養(yǎng)目標，組織富有教學經(jīng)驗的教師重新修訂特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程的教學大綱，根據(jù)授課專業(yè)學生的專業(yè)定位，對特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程的教學內(nèi)容進行重新梳理，更新并充實新知識、新技術(shù)等內(nèi)容；同時結(jié)合校內(nèi)或?qū)嵙暬靥胤N熔煉設備的實際情況而整合教學內(nèi)容，力求學生在課堂上學到的熔煉方法 “摸得著”和“看得見”。

2　多樣化教學形式　多媒體輔助教學提升學生對知識的感知和理解能力

特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程是一門與生產(chǎn)實踐密切結(jié)合的課程，教學內(nèi)容中涉及很多生產(chǎn)設備。對于設備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理等知識點的理解，是這門課程教學中的重點和難點。采用多媒體課件教學能夠很好地解決這些難題。在PPT中利用三維立體彩色畫面展示熔煉設備，比如真空電弧熔煉設備結(jié)晶器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并利用動畫演示物料在設備內(nèi)的進出路線和熔體狀態(tài)等。不僅熔煉爐、結(jié)晶器等典型設備可用動畫演示其內(nèi)部的熔體流動狀況。另外，通過改變電流大小、真空度、自耗電極尺寸等參數(shù)，觀察流體流動狀況的變化。動畫的演示，增強了學生對設備內(nèi)部構(gòu)造、工作原理的感性的認知，了解如何控制冶金質(zhì)量，提高了學生對所學知識的理解程度。

3　加強課外試驗與具體實例應用　提升學生的參與度

特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程知識點多，如果只是一味地照書講解，勢必會使學生產(chǎn)生聽覺疲勞。實例教學卻能很好地解決理論課講解枯燥的問題，理論教學中因為穿插引入結(jié)合各自專業(yè)特點的實例分析，可以有效解決書本知識與生活實際的脫節(jié)現(xiàn)象，使學生認識到特種熔煉知識是切實有用的，從而極大地激發(fā)學生學習特種熔煉技術(shù)的熱情。另外，特種熔煉與冶金質(zhì)量控制是一門專門介紹特種金屬材料制備工藝與組織控制的學科，設備的認知和實際操作是該課程的重要內(nèi)容。通過指導教師的現(xiàn)場講授，學生對設備的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、工藝流程、運行過程進行觀測、調(diào)查、討論、分析，并完成實習報告。親臨實際生產(chǎn)現(xiàn)場使學生在鞏固書本上學到的理論知識的同時，獲得在書本上無法獲得、不易掌握的現(xiàn)場觀測和實際調(diào)研的技能，鍛煉學生動手能力，提升學生獨立思考并解決問題的能力。

4　鼓勵學生積極參與課堂討論　提高對課程知識的深層次理解能力

課堂討論可以活躍氣氛，促進學生開動腦筋解決問題。為此，就要為該課程增加課堂討論這一重要環(huán)節(jié)。課堂討論要取得明顯的效果，要讓學生愿意開口，并根據(jù)自己的語言方式表述，這需要教師設計可啟發(fā)性的話題和探討方式，誘導學生積極參與到討論中來，這非常重要。鼓勵學生用自己的語言表達既可以使教師準確地了解學生對學習內(nèi)容的理解和把握能力，又能讓學生更加清楚是否掌握了教學內(nèi)容。學生有時覺得懂了教師課堂上講解的內(nèi)容，但不見得完全掌握。課堂討論可以讓學生檢驗自己對知識的認知度，及時糾正不正確的認識。通過討論，學生們不僅能夠獲得問題的最終結(jié)果，還有可能達到一個新的認識高度：即使同一事物在不同條件下也可能呈現(xiàn)不同的運行規(guī)律，應加以區(qū)別對待分析。

5　穿插介紹課程相關(guān)研究前沿　展示優(yōu)秀科研成果

我國學生開始接觸科學研究的時間開始于大學四年級做畢業(yè)設計階段，明顯晚于美國學生的高中時代，并非中國學生不喜歡科學試驗，而是現(xiàn)有的教育體系所限。通常，大學教師一邊授課的同時大多從事課題研究。為了進一步鞏固和擴展課堂知識，授課教師可以把與課程相關(guān)的前沿研究方向和最新科研成果介紹給學生。授課教師在講授課堂知識的過程中，也可以穿插一些與該課程內(nèi)容相關(guān)的自己最新研究成果。可能這些成果還不成熟，或者尚存爭議，但可以讓學生了解學科的前沿知識內(nèi)容，滿足學生獵奇心理，感興趣的點也許成為學生今后工作的努力方向。例如，依據(jù)自己從事的鎢鉬合金制備方面的研究，在講授完課堂知識后抽出些許時間介紹近些年來自己在這方面的研究成果。由于鎢鉬合金屬于難熔金屬，正是特種熔煉方法適用的范圍，對學生介紹這方面的知識恰好呼應特種熔煉與冶金質(zhì)量控制課程內(nèi)容，促使學生加深對特種熔煉方法的理解。

6　鼓勵學生親自參與調(diào)研相關(guān)研究課題

本課程知識點瑣碎、內(nèi)容繁雜，包括特種金屬、設備、制備工藝、冶金質(zhì)量控制等多個知識，且與實踐緊密聯(lián)系，學生完全掌握課程的內(nèi)容具有一定難度。因此，面授每個完整的知識點后，隨即留下作業(yè)，促使學生課后梳理、透析和鞏固該知識點的重點和難點。經(jīng)批閱后，及時溫補和講解學生沒有掌握好的內(nèi)容。此外，圍繞著教材內(nèi)容，布置一些可啟發(fā)性課題，讓學生查閱近幾年國內(nèi)外最新研究動向，撰寫該部分內(nèi)容的文獻綜述。例如，學習難熔金屬材料的制備，可讓學生撰寫“難熔金屬材料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀”的作業(yè)內(nèi)容，包括，難熔金屬材料的分類、適用范圍、制備工藝等。不僅讓學生學會如何查閱資料，了解相關(guān)知識的研究現(xiàn)狀，而且也初步掌握一些的科研方法，開拓了思維，增加了學生學習的積極性和主動性。

7　結(jié)束語

特種熔煉與冶金質(zhì)量控制是冶金專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，為了在有限的學時內(nèi)達到最有效教和學的目的，須優(yōu)化教學內(nèi)容。在課堂教學中，激發(fā)學生的學習興趣、理出課程教學主線和介紹課程相關(guān)的前沿研究方向與展示科研成果能顯著提高課堂教學效果。

［1］ 傅杰.特種熔煉與冶金質(zhì)量控制［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1999.

［2］ 崔雅茹，王超.特種冶煉與金屬功能材料［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2010.

［3］ 唱鶴鳴，楊曉平，張德惠.感應爐熔煉與特種鑄造技術(shù)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

［4］ 丁永昌.鋼與合金的特種熔煉［M］.武漢：中國地質(zhì)大學出版社，1989.

［5］ 梁維，王振玲，黨振乾.材料成型原理課程改革探索［J］.鑄造工藝與設備，2009，12（6）：36-44.

［6］ 嚴莉，楊宗凱，劉三女牙.關(guān)于高校教師與網(wǎng)絡教學的研究綜述［J］.網(wǎng)絡教育，2009（4）：39-51.

［7］ 張軍紅，魯藝，何冶軍.冶金工程專業(yè)卓越工程師創(chuàng)新能力培養(yǎng)［J］.中國冶金教育，2015（3）：30-32.

Study on the Teaching Innovation of Special Melting and Metallurgical Quality Control

Pan Kunming， Xu Liujie， Han Hua
Ministry of Education Engineering Research Center of Tribology and Materials Protection， Henan University of Science and Technology， Luoyang， 471003， China

Special Melting and Metallurgical Quality is an important basic technical course for metallurgy major. According to the features of the knowledge and characteristics of teaching， the course syllabus for Special Melting and Metallurgical Quality was optimized. The classroom teaching methods were discussed， which related to the interests of stimulating student in studies， sorting out teaching main line，introducing frontier research feld and displaying their scientifc achievements.

special melting； metallurgical quality control； course syllabus； teaching methods

2016-05-04

潘昆明，博士，副教授。徐流杰，博士，副教授。

河南省教育科學“十二五”規(guī)劃重點課題（2012-JKGHAB-0034），河南省高等教育教學改革研究項目（編號：2012SJGLX140）。