“表面工程技術(shù)”的教學(xué)改革初探

董志紅 馮威 朱曉東

摘 要 表面工程技術(shù)課程內(nèi)容豐富，理論性和實(shí)踐性結(jié)合緊密，涉及學(xué)科領(lǐng)域范圍廣，教學(xué)難度大。本文針對(duì)成都大學(xué)材料成型與控制工程專業(yè)開(kāi)設(shè)的表面工程技術(shù)課程，明確教學(xué)目標(biāo)，加強(qiáng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)培養(yǎng)，與社會(huì)需求為主導(dǎo)，優(yōu)化教學(xué)改革，提高學(xué)生對(duì)“表面工程技術(shù)”的課程的興趣，激發(fā)學(xué)生獨(dú)立自主的創(chuàng)新探討模式。

關(guān)鍵詞 表面工程技術(shù) 教學(xué)改革 創(chuàng)新培養(yǎng)模式

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.06.042

Abstract For the surface engineering technology curriculum， which content is rich combining with theory and practice and involving a wide range of disciplines， so there is some teaching difficulties. In this paper， surface engineering technology curriculum was opened at material formation and control engineering department in Chengdu University. It is discussed about teaching objectives and strengthen students' professional knowledge training. At the meet of social demand， to optimize the teaching reform and to improve the students interest for "surface engineering" course， to stimulate students' independent innovation model.

Key words surface engineering technology； teaching reformation； innovation culture model

0 前言

人類很早就掌握了表面技術(shù)為自己的生存和發(fā)展服務(wù)，從最原始的使用樹(shù)葉來(lái)抵御寒冷到古代的干將莫邪打造的寶劍，使表面的滲碳技術(shù)發(fā)揮到極致。在漫長(zhǎng)的人類發(fā)展中，中國(guó)人為表面工程技術(shù)的發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)。隨著人類的進(jìn)步，科技的快速發(fā)展，表面工程技術(shù)的需求和改進(jìn)日益凸顯。現(xiàn)代，宇宙飛船的發(fā)射成功，標(biāo)志著中國(guó)的表面工程技術(shù)走向太空，因?yàn)闆](méi)有抗高溫的涂層技術(shù)，載人飛船不可能穿過(guò)大氣層安全返航；沒(méi)有抗輻射的薄膜技術(shù)，太陽(yáng)能電池不可能在太空正常工作。20世紀(jì)80年代，電子、信息、海洋、航天、先進(jìn)制造等高科技的急劇發(fā)展和對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)改造的迫切需要，表面工程技術(shù)將成為21世紀(jì)工業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)。僅材料表面失效，如腐蝕一項(xiàng)年損失就超過(guò)水災(zāi)、火災(zāi)、地震和臺(tái)風(fēng)颶風(fēng)加上恐怖分子所造成的損失之和。

因此，提高表面技術(shù)的應(yīng)用技能，掌握瞬息萬(wàn)變的材料表面處理，提高材料的使用壽命，減少能源的損耗及維護(hù)成本，是本門(mén)課程在教學(xué)中核心所在。

1 明確表面工程的特點(diǎn)，加強(qiáng)教學(xué)改革

表面工程技術(shù)按照工藝特點(diǎn)，可分為13類，每一類里又包含很多的不同工藝方法，如圖1所示，涉及的表面技術(shù)領(lǐng)域有機(jī)械、電子、汽車與船舶、航空航天、能源動(dòng)力、生物醫(yī)療器械等。表面工程技術(shù)是交叉的多學(xué)科新興技術(shù)，它與材料學(xué)的發(fā)展密不可分，同時(shí)跨越了物理、化學(xué)、生物學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，這對(duì)教材的內(nèi)容要求就更加高，但目前教材更新內(nèi)容較慢，單一的教材不能滿足學(xué)生對(duì)本學(xué)科的掌握，且這門(mén)課程在我們學(xué)校的材料成型與控制工程專業(yè)中，課時(shí)僅有32學(xué)時(shí)，對(duì)于課程內(nèi)容的擴(kuò)展和學(xué)時(shí)的減少形成明顯反差，滿足不了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和領(lǐng)悟，在較短的時(shí)間內(nèi)完成本課程的教學(xué)，這對(duì)教師的教學(xué)提出了較高的要求。本課程要增加學(xué)生對(duì)本知識(shí)的掌握，在教學(xué)中必須優(yōu)化課程教學(xué)體系，著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)各種工藝在實(shí)際中的應(yīng)用研究，解決表面工程技術(shù)在生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。

圖1 表面工程技術(shù)工藝方法

2 注重基本原理，提高實(shí)踐教學(xué)

課時(shí)的減少，就需要學(xué)生在課堂上掌握基本原理的同時(shí)，結(jié)合教師的實(shí)踐生產(chǎn)研究，在課堂上擴(kuò)大同學(xué)的知識(shí)視野，采用“虛實(shí)結(jié)合”的形式，提高教學(xué)質(zhì)量。即盡管學(xué)生不能親自實(shí)踐學(xué)習(xí)，但是課堂上通過(guò)教師的實(shí)踐講解，舉實(shí)例形式，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)教學(xué)，如具體的工藝流程及參數(shù)的改進(jìn)，提高表面處理技術(shù)等，當(dāng)然這種經(jīng)驗(yàn)，來(lái)自教師的課下實(shí)踐總結(jié)及參觀考察等。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，鼓勵(lì)學(xué)生多選修些與本課程相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)及實(shí)踐教學(xué)，如本學(xué)院的汽車產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)中心及實(shí)訓(xùn)技能培訓(xùn)中心，了解和本專業(yè)相關(guān)的實(shí)踐專業(yè)知識(shí)，推進(jìn)質(zhì)量工程的建設(shè)，在教學(xué)過(guò)程中突出創(chuàng)新能力的培養(yǎng)特色。同時(shí)，學(xué)院也引進(jìn)了“雙師型”教師，即具有工程實(shí)踐背景的高素質(zhì)、高學(xué)歷人才，材料成型與工程專業(yè)也向企業(yè)聘用高級(jí)技術(shù)人員擔(dān)任學(xué)院兼職教授，通過(guò)這種方式，解決當(dāng)前實(shí)踐教學(xué)的能力短板。

3 拓寬專業(yè)范圍，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科融合

表面工程技術(shù)是材料加工工程系或材料成型與控制工程系的一門(mén)專業(yè)課程，現(xiàn)有的教材多偏向于理論系統(tǒng)知識(shí)及基本原理，在培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力、創(chuàng)新意識(shí)和探索精神上較少。為了拓寬專業(yè)知識(shí)范圍，教師在課堂上應(yīng)引入最新的相關(guān)科研論文介紹，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科研理念，在講述表面技術(shù)的同時(shí)，也自然會(huì)涉及到相關(guān)的新材料、新方法、物理化學(xué)原理及機(jī)理探討，達(dá)到更深層次的教學(xué)效果。如講氣相沉積技術(shù)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，介紹磁控濺射技術(shù)，以“磁控濺射-熱處理兩步法制備Cr2AlC圖層及力學(xué)性能”，一文為例，從材料的角度講述Cr-C化合物涂層的優(yōu)點(diǎn)及用途，加入Al后可改善涂層的耐磨性等，形成了三元相結(jié)構(gòu)，更加提高材料的抗高溫性和抗腐蝕性能。這樣學(xué)生不僅了解了材料的綜合性能及優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)也進(jìn)一步復(fù)習(xí)了三元結(jié)構(gòu)相圖，進(jìn)而引入表面工程技術(shù)，從前人的研究采用磁控濺射技術(shù)存在的不足，如沉積層薄、沉積速度高、工藝復(fù)雜、大面積處理難度大等缺點(diǎn)，進(jìn)行了技術(shù)的改進(jìn)及參數(shù)的選擇，對(duì)圖層的硬度及彈性模量進(jìn)行了分析，了解表面分析及性能測(cè)試，也會(huì)激發(fā)學(xué)生對(duì)測(cè)試儀器的興趣。因此，通過(guò)對(duì)具體科技論文的講授，讓學(xué)生了解了多領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，加深了對(duì)整體專業(yè)性的把握，為學(xué)生的自學(xué)能力提供了良好的基礎(chǔ)。

4 全面實(shí)施質(zhì)量工程，推進(jìn)表面工程的改革和創(chuàng)新

成都大學(xué)在各學(xué)科發(fā)展中，注重交叉融合，以材料學(xué)中表面工程技術(shù)為代表，建立交叉學(xué)科研究中心，以表面分析及測(cè)試技術(shù)為平臺(tái)，向多學(xué)科輻射，包括環(huán)境污水治理、臨床醫(yī)學(xué)、制造技術(shù)、數(shù)字信息化模擬等，以社會(huì)對(duì)人才的需求為導(dǎo)向，增強(qiáng)人才培養(yǎng)的社會(huì)適應(yīng)性，建立主動(dòng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展要求的人才培養(yǎng)模式和機(jī)制。加強(qiáng)不同學(xué)科專業(yè)之間的相互交叉滲透與融合，培養(yǎng)復(fù)合型人才。在不斷的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力培養(yǎng)下，優(yōu)化人才培養(yǎng)目標(biāo)和人才培養(yǎng)模式，使人才培養(yǎng)從“專業(yè)對(duì)口”轉(zhuǎn)變?yōu)樘厣汀皬V泛適應(yīng)”。同時(shí)，努力探索并建立多樣化的人才培養(yǎng)模式，不斷探索和完善雙學(xué)位、主輔修制等，為學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和潛能發(fā)揮創(chuàng)建有利條件。

5 結(jié)束語(yǔ)

以“表面工程技術(shù)”課程為代表，積極推進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段的系列改革，構(gòu)建新的充滿活力的高質(zhì)量的教學(xué)體系。教學(xué)內(nèi)容改革要緊跟科技發(fā)展，從整體人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，更新教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課程體系。進(jìn)一步加強(qiáng)教材建設(shè)，建立科學(xué)的教材編寫(xiě)、評(píng)價(jià)和選用制度，大力提倡使用先進(jìn)教材、大力推進(jìn)使用原版教材和雙語(yǔ)教學(xué)，不斷提高教學(xué)質(zhì)量。積極推進(jìn)現(xiàn)代化教學(xué)手段進(jìn)程。加快計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件的研制開(kāi)發(fā)與推廣應(yīng)用，積極引進(jìn)適用課件，推進(jìn)多媒體授課比例，提高教學(xué)效率和教學(xué)效果。加強(qiáng)以學(xué)分制為核心的教學(xué)管理制度建設(shè)和教學(xué)管理隊(duì)伍建設(shè)。

鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)自主發(fā)展。在學(xué)院內(nèi)嘗試引入“創(chuàng)新學(xué)分”制度，把創(chuàng)新教育作為學(xué)分制的重要內(nèi)容列入培養(yǎng)計(jì)劃，對(duì)學(xué)生在各級(jí)各類創(chuàng)新競(jìng)賽中取得優(yōu)秀成績(jī)，或取得發(fā)明、發(fā)表優(yōu)秀論文等成果者，授予相應(yīng)的創(chuàng)新學(xué)分。進(jìn)一步建立健全專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系，明確專業(yè)實(shí)踐教學(xué)要求與規(guī)范。加強(qiáng)校企聯(lián)系和合作，在校外建立一批相對(duì)穩(wěn)定，具有產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合功能的科教基地，為各個(gè)學(xué)科的發(fā)展提供堅(jiān)強(qiáng)有力的后盾。

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