“任務(wù)型”教學(xué)在《熱處理原理與工藝》課堂授課中的改革與實(shí)踐

【摘 要】在“熱處理原理與工藝”專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)過(guò)程中，依據(jù)熱處理基礎(chǔ)理論和工藝，設(shè)計(jì)“任務(wù)”（設(shè)計(jì)不同工藝以獲得退火Q235最高硬度，工藝不限）以啟發(fā)學(xué)生基于所學(xué)知識(shí)合理地設(shè)計(jì)方案，充分利用實(shí)驗(yàn)室各類(lèi)設(shè)備完成“任務(wù)”，任務(wù)的完成度作為課程考核的一部分。對(duì)任務(wù)的完成過(guò)程和結(jié)果跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，“任務(wù)型”教學(xué)模式有利于提高教學(xué)質(zhì)量，有助于強(qiáng)化學(xué)生的設(shè)計(jì)思維和動(dòng)手能力，同時(shí)對(duì)其它專(zhuān)業(yè)課程也具有一定的普適性。

【關(guān)鍵詞】“任務(wù)型”教學(xué)；熱處理原理與工藝；改革；實(shí)踐

0 前言

伴隨著科技的進(jìn)步、學(xué)生認(rèn)知水平的提高和招就業(yè)態(tài)勢(shì)的嚴(yán)峻，學(xué)生對(duì)以機(jī)械接受為主、PPT+理論講授的“單一化”課堂教學(xué)模式認(rèn)可度不斷降低，高校傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限性體現(xiàn)地越來(lái)越明顯，如何提高教學(xué)質(zhì)量、切實(shí)提高學(xué)生動(dòng)手能力以及如何解決“重知輕行”和實(shí)現(xiàn)“知行合一”已經(jīng)成為擺在高校教育工作者面前亟需解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題[1]。

“熱處理原理與工藝”是理工科院校材料、機(jī)械等專(zhuān)業(yè)的必修課程[2]，教學(xué)質(zhì)量對(duì)上述專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)、職業(yè)發(fā)展都有重要的影響。然而，作為一門(mén)傳統(tǒng)的課程，課堂教學(xué)難以避免地存在著上述問(wèn)題，且隨著職業(yè)教育、在線教育的發(fā)展，本科院校如不能快速適應(yīng)形勢(shì)，及時(shí)改革授課模式，相關(guān)專(zhuān)業(yè)的本科生將面臨著來(lái)自高職、高專(zhuān)等專(zhuān)科生乃至經(jīng)驗(yàn)豐富的低學(xué)歷技術(shù)員的巨大競(jìng)爭(zhēng)壓力。

1 熱處理“任務(wù)”的設(shè)計(jì)

“熱處理原理與工藝”課程旨在使學(xué)生進(jìn)一步掌握金屬材料學(xué)基礎(chǔ)理論，熟悉熱處理工藝和設(shè)備，能夠利用基礎(chǔ)理論設(shè)計(jì)出合理的工藝以實(shí)現(xiàn)對(duì)熱處理工件最終性能的調(diào)控。因此，課程以金屬材料的強(qiáng)韌化、加熱設(shè)備和工藝、奧氏體的形成、鋼的冷卻及組織轉(zhuǎn)變、珠光體相變、貝氏體相變、馬氏體相變等主要內(nèi)容順次展開(kāi)。有鑒于此，本文基于“熱處理原理與工藝”課程特點(diǎn)，提出了“任務(wù)型”教學(xué)模式，研究了該模式對(duì)教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生創(chuàng)新思維、動(dòng)手能力等方面的影響。

在課程的實(shí)踐過(guò)程中，首先，根據(jù)學(xué)生人數(shù)分成6個(gè)小組（分別記A、B、C、D、E、F），每個(gè)小組8人左右，設(shè)置小組長(zhǎng)負(fù)責(zé)任務(wù)的總體進(jìn)度安排；其次，在完成金屬材料的強(qiáng)韌化理論授課后，每組領(lǐng)取了一個(gè)同工藝、同組織、同硬度的退火Q235鋼試樣，“任務(wù)”為利用所學(xué)強(qiáng)韌化理論，設(shè)計(jì)不同熱處理工藝，使用專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室的熱處理設(shè)備提高Q235鋼的硬度，且以最終硬度高低對(duì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行考評(píng)，并將成績(jī)體現(xiàn)在課程的最終考核中。

2 結(jié)果與討論

通過(guò)對(duì)學(xué)生完成任務(wù)的過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)每組采用的工藝均有差別，但是均統(tǒng)一采用了滲碳化學(xué)熱處理，且滲碳劑均為學(xué)生自行配制，采用的原料有木炭、焦炭和活性炭，助滲劑也各有不同，試樣被置于陶瓷坩堝中用泥土封蓋后在箱式爐內(nèi)加熱。此外，工藝上的區(qū)別還包括了不同滲碳時(shí)間、不同淬火介質(zhì)（水、鹽水）、滲碳淬火后處理等。具體的硬度見(jiàn)下表，由數(shù)據(jù)可知，采用極為簡(jiǎn)易的固體滲碳工藝可以使退火Q235獲得非常高的淬火硬度，單個(gè)數(shù)值甚至達(dá)到70HRC以上，甚至超過(guò)了大多數(shù)合金鋼的淬火硬度。

各組學(xué)生在任務(wù)完成過(guò)程中，充分運(yùn)用了熱處理強(qiáng)韌化理論，通過(guò)前期工藝設(shè)計(jì)、方案實(shí)施和結(jié)果驗(yàn)證，學(xué)生的設(shè)計(jì)思維、設(shè)備操作、滲碳劑配制、硬度檢測(cè)方法均得到了很大的鍛煉，激發(fā)了學(xué)生對(duì)熱處理課程的積極性。

3 結(jié)論

通過(guò)課堂上布置設(shè)計(jì)好的具有一定難度的“任務(wù)”，讓學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)，利用所學(xué)知識(shí)和教學(xué)資源，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)智慧，課余時(shí)間親自動(dòng)手完成教學(xué)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了課上課下聯(lián)合推動(dòng)教學(xué)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的積極性，提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力，有助于進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也是解決理工科高校教學(xué)過(guò)程中“重知輕行”問(wèn)題的較好方法。“任務(wù)型”教學(xué)模式能夠更加地符合理工科院校的專(zhuān)業(yè)課程實(shí)際教學(xué)，具有一定的創(chuàng)新性和普適性。

【參考文獻(xiàn)】

[1]鐘志賢.大學(xué)教學(xué)模式改革的十大走向[J].中國(guó)高教研究，2007（1）：88-91.

[2]亓海全，焦慧彬，周伍.金屬材料熱處理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].科技視界，2015（11）：65.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]