基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的金屬學(xué)原理教學(xué)改革與實踐

楊在志+傅小明+孫虎+徐艷+馬勤

摘要：圍繞培養(yǎng)應(yīng)用型人才需要，利用構(gòu)建課程有機體系、改善教學(xué)手段、重視實驗實踐教學(xué)、改良課程考核方式，多模式提高應(yīng)用技能進行教學(xué)改革。通過課程改革，使學(xué)生既有扎實的理論基礎(chǔ)，又具備深厚的專業(yè)技能，達到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教學(xué)目標。

關(guān)鍵詞：金屬學(xué)原理；教學(xué)改革；應(yīng)用技能

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）12-0153-02

金屬學(xué)原理是金屬材料工程專業(yè)很重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程以材料物理、化學(xué)、力學(xué)等課程為基礎(chǔ)，重點研究材料的微觀結(jié)構(gòu)，加熱、冷卻及形變等因素對材料結(jié)構(gòu)的影響。為培養(yǎng)綜合性應(yīng)用型人才，注重材料及零件的合成制備、生產(chǎn)加工、檢測分析、工藝設(shè)計及控制。教育部聯(lián)合有關(guān)部門和行業(yè)學(xué)（協(xié)）會在2010年6月共同啟動“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，就是培養(yǎng)一大批高質(zhì)量的工程技術(shù)應(yīng)用人才，滿足社會發(fā)展的需要。金屬學(xué)原理是理論與實踐結(jié)合較強的課程，結(jié)合專業(yè)發(fā)展的趨勢，許多的院校都在進行課程建設(shè)和改革，許多專家學(xué)者也提出了一些課程教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面的改革建議。但是，人才的培養(yǎng)目標不同，教學(xué)方法也不一樣。從培養(yǎng)應(yīng)用型人才的角度出發(fā)，以提高實踐應(yīng)用技能為核心，討論課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)措施以及評價考核方法，達到提高教學(xué)質(zhì)量，學(xué)以致用的目的。

一、課程教學(xué)的現(xiàn)狀及存在問題

金屬學(xué)原理共96學(xué)時，計6學(xué)分，說明該課程的重要地位。許多學(xué)校作為課程建設(shè)和教學(xué)改革的對象，取得了一些成效，但仍然還存在一些問題：

1.理論內(nèi)容過于分散、概念抽象、知識之間的聯(lián)系性差，課程體系需要整合；課程內(nèi)容陳舊，新的研究成果未能得到及時補充，脫離企業(yè)生產(chǎn)需求，導(dǎo)致學(xué)生認為學(xué)了也沒有用的現(xiàn)象。

2.傳統(tǒng)的教學(xué)方法單一，教學(xué)效果差，知識被機械地、填鴨式地灌輸給學(xué)生，學(xué)生感覺學(xué)習(xí)枯燥無味，其積極性、主動性差，教學(xué)手段有待提高。

3.課程的學(xué)時分配重理論、輕實踐，實驗實踐環(huán)節(jié)所占的比重過輕，學(xué)生在實驗室試驗及企業(yè)進行實踐鍛煉的時間遠遠不夠，學(xué)生自己能夠動手的機會很少，學(xué)生的應(yīng)用技能也就很難提高。

二、構(gòu)建課程有機體系，實現(xiàn)理論知識的緊密結(jié)合

金屬學(xué)原理共有十一章，知識內(nèi)容體系復(fù)雜，課程章節(jié)內(nèi)容劃分過細，割裂了各個知識點之間的聯(lián)系。以金屬材料的組織結(jié)構(gòu)為依據(jù)，將課程內(nèi)容進行整合，劃分為四大模塊。

模塊一，晶體結(jié)構(gòu)理論包括晶體學(xué)基礎(chǔ)、晶體中的缺陷、合金晶體結(jié)構(gòu)及固體中的擴散。以原子的排列規(guī)律為主線，學(xué)習(xí)純金屬在理想條件、生產(chǎn)條件以及合金的原子排列方式。

模塊二，金屬凝固理論包括金屬的結(jié)晶現(xiàn)象、凝固的熱力學(xué)條件、凝固的形核與長大與二元合金的凝固。圍繞晶體的形成過程，學(xué)習(xí)晶體形成的條件、晶體的形核、長大、二元合金凝固時溶質(zhì)分布與宏觀鑄錠組織結(jié)構(gòu)。

模塊三，相圖理論包括二元相圖概論，二元勻晶、共晶、包晶及鐵碳相圖，三元相圖表示方法及法則，三元勻晶、共晶相圖。相圖理論是研究組織形成的依據(jù)，學(xué)習(xí)過程中要抓住溫度和成分兩個變化因素，在不同變化條件下獲得不同組織結(jié)構(gòu)，得到不一樣的性能。

模塊四，塑性變形理論包括單晶體、多晶體、合金的塑性變形，變形金屬的回復(fù)和再結(jié)晶。該模塊主要研究在受外界力和載荷的條件下，晶體結(jié)構(gòu)和組織形貌的變化，以及結(jié)構(gòu)組織對性能的影響。

四個模塊之間既有區(qū)別也有聯(lián)系，四個模塊分別側(cè)重于晶體的基本結(jié)構(gòu)、晶體的形成、由晶體產(chǎn)生的組織形態(tài)以及外界條件對晶體結(jié)構(gòu)組織的影響，四個模塊分別闡述了晶體的不同方面的知識。但是，模塊之間又有緊密的聯(lián)系，存在著一種層層遞進的關(guān)系：模塊一告訴我們晶體是什么；在知道了晶體基本知識的基礎(chǔ)上，我們追溯晶體是怎么形成的；然后，晶體在不同的條件下獲得什么樣的產(chǎn)物，也就是組織；最后研究受到外界條件變化時，晶體結(jié)構(gòu)及組織的變化。

三、豐富教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量

教學(xué)手段、教學(xué)方法是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，再好的素材，要是沒有好的加工方法，也難于做出合格的產(chǎn)品。教學(xué)方法是獲得好的教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量的鑰匙。但教學(xué)方法又因地制宜、因時制宜，不同的教學(xué)目標所采用的教學(xué)方法也不盡相同。結(jié)合學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標，教學(xué)過程要重點加強和提高學(xué)生的專業(yè)實踐技能。

教學(xué)方法要多樣化，使用要靈活。目前的教學(xué)手段主要是多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化，能夠通過圖片、視頻等方式讓知識更加形象、生動地呈現(xiàn)給學(xué)生；但也造成老師上課過分依賴多媒體，知識的講解缺少過程，而是通過課件直接給出結(jié)果，這樣的教學(xué)很難讓學(xué)生加深對知識的理解和掌握。傳統(tǒng)的教學(xué)方式在于強調(diào)教學(xué)過程，加深學(xué)生對知識的理解；現(xiàn)代的多媒體、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)更加能夠生產(chǎn)實踐應(yīng)用的知識內(nèi)容通過更加形象、生動的方式傳遞給學(xué)生。只有兩者能夠很好地結(jié)合，再加上學(xué)生的積極參與，才能取得良好的教學(xué)效果，保證提高教學(xué)質(zhì)量。

四、增加實驗實踐環(huán)節(jié)的比重，側(cè)重實踐應(yīng)用教學(xué)

實驗教學(xué)是提高學(xué)生實踐能力，增強學(xué)生操作動手能力，分析和解決實際應(yīng)用問題的重要組成部分。現(xiàn)在學(xué)校金屬學(xué)課程的實驗教學(xué)共有5個環(huán)節(jié)，僅占10學(xué)時，提供給學(xué)生動手操作的機會太少。為提高學(xué)生的應(yīng)用技能，將實驗內(nèi)容的學(xué)時調(diào)整為20—30學(xué)時，加大實踐應(yīng)用環(huán)節(jié)的比重。同時，將實驗環(huán)節(jié)增加至10—15個，在更多的層面上展開實驗教學(xué)。另外，對實驗性質(zhì)進行改革，減少驗證性實驗，增加設(shè)計性、綜合性實驗。設(shè)計性、綜合性實驗讓學(xué)生開動腦筋、積極思考、動手操作，讓學(xué)生得到真正的鍛煉，提高應(yīng)用技能，達到教學(xué)的目的。

五、多種應(yīng)用模式相結(jié)合，切實提高專業(yè)技能

專業(yè)技能是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的核心，為了更好地讓學(xué)生進行應(yīng)用鍛煉，在學(xué)校中可以組織學(xué)生進行模擬應(yīng)用操作，同樣也能達到實踐鍛煉的目的。

1.組建微型學(xué)習(xí)小組，提高學(xué)習(xí)的主動性。以5—6人為單位，將班級學(xué)生分為幾個學(xué)習(xí)小組，按照正常的課程安排，定期地組織學(xué)習(xí)活動。微型小組的學(xué)習(xí)要以教師給出的課題為指導(dǎo)，在學(xué)習(xí)了課堂理論的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生通過查閱文獻資料，了解生產(chǎn)應(yīng)用，設(shè)計工藝方案，掌握檢測分析的方法，論證實施的可行性。

2.加強專業(yè)設(shè)計，增強專業(yè)技能。專業(yè)設(shè)計主要包括課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計，教學(xué)過程要與專業(yè)設(shè)計相銜接。專業(yè)設(shè)計就是理論學(xué)習(xí)的應(yīng)用，充分利用所學(xué)的知識能夠設(shè)計出零件產(chǎn)品，是一個理論與應(yīng)用相結(jié)合的過程。通過專業(yè)設(shè)計能夠讓學(xué)生知道所學(xué)的知識是干什么用，怎么去用，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

3.積極參加專業(yè)技能大賽，進一步提高應(yīng)用水平。學(xué)校組織學(xué)生參加見習(xí)熱處理工程師考試和金相技能大賽等，這種全國性的專業(yè)技能比賽，可以為同行業(yè)之間建立起交流的平臺，增強競爭意識，了解自己在行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)所處的位置，為以后的學(xué)習(xí)提供動力，可以更好地驅(qū)使學(xué)生進行應(yīng)用能力的學(xué)習(xí)和鍛煉。

六、完善考核方式，突出能力考察

傳統(tǒng)的課程考核不能體現(xiàn)學(xué)生的專業(yè)技能的應(yīng)用水平，為更好地體現(xiàn)學(xué)生的應(yīng)用技能水平，技能測試應(yīng)單獨進行，即課程成績=卷面理論成績（50%）+技能成績（30%）+平時成績（20%）。技能成績主要由實驗成績、企業(yè)實習(xí)成績、課程設(shè)計成績?nèi)糠纸M成。與理論成績相比較，技能成績占有較大的比重，作為獨立的考察內(nèi)容，更能彰顯應(yīng)用技能的重要性。

七、結(jié)論

課程教學(xué)改革以應(yīng)用為中心，通過課程體系的設(shè)置、教學(xué)方法和手段的改善、實驗實踐教學(xué)的重視、多種應(yīng)用教學(xué)模式的結(jié)合及考核方式的改進形成一套完整的改革體系。當然，課程教學(xué)改革也要結(jié)合實際情況，在教學(xué)的過程中才能做到有的放矢，在鍛煉學(xué)生的應(yīng)用技能時就更加具有針對性，真正滿足企業(yè)的需求，服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展。

參考文獻：

[1]教育部.教育部關(guān)于實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的若干意見（教高[2011]1號）[Z].

[2]張橋，鄢國平，李亮，等.材料化學(xué)專業(yè)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程改革與實踐[J].廣州化工，2015，43（1）：167-168.

[3]郭寧，劉曉魁，覃麗祿.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程研究性教學(xué)模式的探索[J].西南師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2014，39（6）：139-140.

[4]賈淑果，寧向梅，田保紅，等.材料科學(xué)基礎(chǔ)多媒體教學(xué)探討[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2010，（5）：87-89.

[5]潘建梅，唐麗永，喬冠軍.材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的探索與實踐[J].廣州化工，2016，43（3）：148-149.

[6]馮義成，姜文勇，王麗萍，等.金屬材料工程“卓越工程師”試點專業(yè)綜合實驗教學(xué)改革與實踐[J].教育教學(xué)論壇，2015，（13）：244-245.