“熱處理原理與工藝”課程實踐教學改革探索

李偉 張曉燕 萬明攀 楊明 張忠全

摘要：《熱處理原理與工藝》是材料科學與工程專業的核心課程，針對該課程的特點和實踐教學中存在的問題，通過優化實踐教學內容、增加學生自主性綜設實驗的比重、改善實踐教學條件、建立多元化的實踐教學體系、改進考評辦法等措施對該課程的實踐教學進行改革，激發了學生學習的積極性和主動性，加強了學生對固態相變理論的理解和應用，提高了學生分析問題和解決問題的能力，促進了學生創新意識和創新能力的發展。

關鍵詞：熱處理原理與工藝；實踐教學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）28-0131-02

《熱處理原理與工藝》是材料科學與工程專業金屬材料方向的核心課程，主要講授鐵碳合金過冷奧氏體發生珠光體、馬氏體、貝氏體等固態相變的原理，以及正火、退火、淬火、回火等熱處理的方法和工藝。從教學內容上看，該課程不僅涉及到物理化學、金屬學、晶體學等多門理論，具有理論性強、抽象性強、綜合性強的特點，而且又與實際生產聯系緊密，具有實踐性強、知識更新速度快的特點。該課程既要求學生具備堅實的基礎理論知識，又要求學生具備一定的分析解決實際問題的能力，能夠根據固態相變的基本原理制訂合理的熱處理工藝路線。這就要求教師在教學過程中有針對性地進行理論結合實際、化理論為具體、化抽象為形象的授課，要達到這一目標，實踐教學就成為其中的關鍵一環。

通過熱處理實踐促使學生對抽象問題的理解，通過基本原理的運用詮釋實踐過程的各種現象。因此，在該課程的教學中必須加大實踐教學的力度，對傳統的實踐教學模式進行改革。筆者結合我院《熱處理原理與工藝》課程實踐教學開展的情況，提出了實驗教學改革與實踐的幾點體會。

一、《熱處理原理與工藝》實踐教學存在的問題

1.教學內容陳舊，學生自主實驗訓練不足。由于受重視程度或實驗條件的限制，大多數熱處理實驗內容沒有隨著實驗技術手段的進步進行改進，這些很多年不變的實驗內容難以具有挑戰性，學生難以發生興趣或產生求索的欲望，從而不重視實驗，達不到預期目標。而且，傳統的熱處理實驗側重于學生單項技能和對知識的驗證為主，綜合性、設計性實驗比重較輕，尤其是學生自主的開放性實驗訓練很少。這樣就不能將熱處理課程中的不同熱處理工藝串聯起來進行實驗訓練，缺乏讓學生進行系統地綜合運用所學知識與技能的主線。

2.教學模式單一，學生創新能力培養缺乏。材料專業涉及熱處理實踐的環節主要有課程實驗、實習實踐和畢業論文階段。在實驗教學環節，教師詳細講解實驗原理、實驗步驟、注意事項等，學生根據流程進行實際操作；在實習實踐環節，學生在企業主要看生產過程和聽師傅講解，動手機會很少；在畢業設計環節，教師擬定題目，下達任務書，學生在教師指導下進行實驗。在這些實踐環節，教師是教學的主體，學生根本沒有獨立思考，只要按照教師的要求“照單抓藥”即可。這種實踐教學模式難以提高學生的動手能力和分析問題、解決問題的能力，缺乏對學生創新思維、創新能力的培養。

3.教學資源匱乏，實踐教學質量難以保證。隨著學生規模的急劇增加，材料專業實踐教學過程中不同程度的存在教學資源匱乏的問題。一方面，學生的擴招造成硬件設施的相對不足，導致實驗任務安排與落實困難，造成實驗安排在時間上相對集中，實驗過程給學生參與動手的機會少，等等問題，使得實驗教學匆匆走過場。同時，學生人數的增多也增加了實習實踐的困難，企業不能接納更多的學生進行實習，導致學生實習時間變短，實習過程走馬觀花。這些原因導致熱處理實踐教學流于形式，實踐教學改革難以落到實處，實踐教學質量自然難以保證。

二、《熱處理原理與工藝》實踐教學改革的措施

1.優化實踐教學內容，增加學生自主性綜設實驗的比重。將大部分驗證性實驗項目整合成適合于使用仿真實驗或多媒體教學軟件教學，增加綜設性實驗比重，要求學生根據實驗條件自主選材，自己設計熱處理工藝方案并實施操作，獨立觀察顯微組織和測試力學性能，鍛煉學生發現問題、分析問題、解決問題的能力；更新實驗內容，創新實驗項目，確保實驗教學內容科學前沿，注重傳統與現代的結合、學與用的結合，在此基礎上建立熱處理相關的開放性實驗項目庫，鼓勵學生在課外根據個人興趣自主選擇實驗項目進行探索研究，培養學生的自主實踐能力和科研興趣。

2.充分挖掘校內外資源，改善實踐教學條件。充分利用依托我院建設的國家復合改性聚合物工程技術研究中心、貴州省材料結構與強度重點實驗室、貴州省激光技術應用工程研究中心、材料測試與結構分析實驗中心等資源，建立儀器設備共享機制，為熱處理實踐教學創造良好的實驗條件。加強與中航工業143廠、183廠、154廠、標準件廠及西南工具集團、貴州合潤鋁業、貴州金飛輪轂等建有熱處理生產線的大中型企業合作，聯合建立了學生實踐實訓基地，加強熱處理實踐教學條件建設，讓學生在生產現場直接進行熱處理實踐技能和創新能力的鍛煉和體驗。

3.改革實踐教學模式，建立多元化的實踐教學體系。利用我院每年舉辦的金相技能大賽和參加全國大學生金相技能大賽的機會，組織學生進行制樣培訓和比賽。在此過程中，學生通過不同熱處理狀態金相試樣的比較直觀了解到熱處理工藝對材料的組織性能的影響，能夠加深對熱處理的感性認識。同時，向學生全面介紹本學院教師的科研方向、承擔的課題等信息，鼓勵學生聯系相關教師申請參與科研實驗，同時支持學生組成課題組申報國家級、省級和校級大學生創新創業訓練計劃，在教師的指導下獨立進行金屬熱處理相關項目的研究，將熱處理的基本原理和工藝運用到科研實踐中，進一步提高學生利用所學知識解決實際問題的能力。此外，在實習過程中針對實習工廠生產的實際情況，設計相關的實踐項目，讓學生帶著項目、帶著問題進行有針對性的實習并撰寫實踐報告，增強學生解決工程實際問題的意識和能力。

4.完善網絡資源，建立網上實驗平臺。通過網頁、微博、QQ群等方式搭建網上實驗平臺，將實驗設備資料、實驗教學教案、儀器操作視頻、開放實驗項目等相關信息共享在平臺上。學生可以在網上了解儀器設備功能、實驗方案設計、基本操作過程等內容，根據自己的興趣選擇實驗項目或自擬項目進行網上預約實驗，并可通過網絡平臺提出問題、尋求幫助，教師可以在網絡平臺上及時進行解答指導，增強教師和學生的互動。網絡平臺的建立不僅可以提高學生自主實驗的便利性，更可以激發學生的學習興趣，培養學生的動手能力和創新能力。

5.改進考評辦法，發揮正向引導作用。為了從制度上引導、督促學生重視實驗教學環節，提高學生的熱處理實驗積極性和學習興趣，改進學生的考評辦法，將課程實驗成績、項目實踐成績納入本課程的綜合成績中去，且占總成績比重不低于20%。課程實驗考核主要從綜設性實驗方案擬定、實際操作、實驗分析、實驗報告等方面進行綜合評定，按百分制給出分數，重點考查學生的創新思維和創新能力、實踐動手能力；項目實踐考核只針對部分對科研有興趣的學生，其成績作為平時成績的加分因素，主要從科研項目的創新性和先進性、實驗方案的合理性、實驗結果的正確性、論文的規范性等方面綜合評定。通過加大實踐環節在總成績中所占的比例，提高學生對熱處理實踐環節的重視程度，培養學生理論知識應用于實踐的能力。

三、結語

《熱處理原理與工藝》課程的教學內容是材料專業中理論和實踐緊密結合的一次集中體現，實踐教學是其中的關鍵一環。通過優化實踐教學內容、增加學生自主性綜設實驗的比重、改善實踐教學條件、建立多元化的實踐教學體系、改進考評辦法等措施對該課程的實踐教學進行綜合改革，激發學生學習的積極性和主動性，加強學生對固態相變理論的理解和應用，提高學生分析問題和解決問題的能力，促進學生創新意識和創新能力的發展。實踐表明，這些改革措施較好地適應了該課程實踐教學的特點，提升了學生的專業綜合素養，并取得了良好的成效。

參考文獻：

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