《金屬材料學》教改和實踐思考（一）

楊文朋，郭學鋒，崔紅保，曹新鑫，王海燕

摘要：《金屬材料學》是金屬材料專業學生的核心專業課，課程特點決定了其講授和學習都存在較大難度，筆者在教學內容和教學方法方面進行了教改實踐。教學內容圍繞課程主線及脈絡設置，按需補充基礎知識，著重知識點的連貫和銜接，優化授課內容，豐富課件表現形式；教學方法上通過趣味問題、提問和討論等互動方式，激發了學生的興趣和熱情。實踐表明，增強知識點的連貫性并優化教學內容，使學生更容易理解新知識，可顯著提高教學質量。

關鍵詞：金屬材料學；教改；教學內容；教學方法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）47-0087-02

一、課程特點

《金屬材料學》是金屬材料專業的核心課程，是培養方案中最后一門專業主干課。該課程講授的專業知識是學生走上工作崗位后能直接使用且使用最多的。本課程具有綜合性、應用性、經驗性和更新性的特點。課程特點決定其講授和學習都有較大難度。從學生角度來看，難度主要表現在知識面廣、概念抽象不好理解、繁雜零散抓不住重點，同時又缺乏邏輯性、難記憶，容易感到枯燥乏味。從教師角度來看，需要教師在傳統授課方式上進行革新，不但要把課程知識講清楚，而且要把枯燥的知識講得生動有趣，引發學生的學習興趣，調動其學習積極性，加深對問題的理解，培養學生研究開發和合理應用金屬材料的能力。

筆者針對本課程的特點和授課學習難點，在知識連貫性、優化授課內容和增加課堂互動等方面進行教學改革，并對實踐結果進行總結和探討。

二、教改實踐和思考

1.首堂課要強調課程重要性。本課程學習有諸多難點，因此必須強調本課程的重要性。在課程介紹中，要通過簡單的實例說明本課程的綜合性、應用性、實踐性、更新性等特點，使學生在潛意識中重視本門課程。說明本課程的學習難度和學習方法。多數學生認為大學課程在生活和工作中用處不大，所以以應付考試為目的進行學習，這種填鴨式的教學方法學生能吸收的知識很少，大部分是死記硬背。因此，讓學生了解本課程所學知識在工作和生活中的用途十分重要。通過引導式的具體實例講解，增加學生的興趣，調動學習的積極性，加深對本課程的重視程度，對后續教學進展起到關鍵作用。

2.注重知識連貫性及基礎知識補充。《金屬材料學》講授的理論知識涉及《材料科學基礎》、《固態相變》、《金屬熱處理原理與工藝》和《材料力學性能》、《材料熱力學》等基礎課程。學生本來對已經學習的知識掌握就不牢固，之前的課程部分學生考前突擊復習，考完就忘，若直接講授新知識學生難以理解。所以課程講授過程中要注意知識體系的過渡和銜接，在回顧已學知識基礎上引入新知識，使學生更容易跟上講解思維，對新知識更容易接受和消化理解。

在講解鋼知識前，借助復習Fe-Fe3C相圖來說明C元素在鋼作用以及對組織、性能的影響規律，之后自然將學生帶入鋼鐵相關內容。同樣，在后續講解鑄鐵時，仍需要通過鞏固相圖，一方面可以對鋼的相關知識進行總結，另一方面將引導學生進入鑄鐵知識。

筆者經過教學實踐和調查發現，部分學生對熱處理相關基礎知識掌握不牢固、概念模糊，而熱處理工藝對鋼鐵組織和性能有重要的影響，在講解涉及材料熱處理方面的知識時存在較大理解難度，所以結合相關章節回顧熱處理相關知識是非常有必要的。

如果講解的新知識點與已學知識沒有聯系，則需要補充關聯知識。例如，在第一章合金化概論的“鋼中的元素”一節，書本上概括性地說明了常存雜質元素有Mn、Si、Al和偶存雜質Cu、Sn、Pb、Ni、Cr等元素，然而后面提及常用的合金元素時又出現了這些的元素。授課時如果照本宣科地說明鋼中的元素，就讓學生感覺莫名其妙，所以在講解這部分內容之前，需要通過引入鐵礦石和鋼鐵冶煉相關知識來說明鋼中各雜質元素的來源，之后自然過渡到鋼中合金元素一節。這樣一方面能使學生形成完整的知識體系，另一方面也有助于后續相關內容的講解。所以，在課程講解設計時，要考慮知識體系完整性以及各知識點的過渡與銜接，這樣才能做到教師講得清楚，學生聽得明白。

3.優化授課內容。《金屬材料學》主要包括鋼鐵材料、有色合金和新型金屬材料三大部分，課程內容繁多，體系龐雜。教學實踐證明，只要抓住“服役條件—性能要求—組織結構—材料成分—強化工藝—組織結構—使用性能”這條學習主線，找出內在規律和聯系，內容很容易條理化。筆者在教學中，依據學習主線整理每個章節的教學重點和難點確定需要精講的內容，分析與已學知識點的關聯，設計新知識點的切入方式。對于難度較低和一般易拓展性的內容讓學生課后自學，對于需要討論的內容列出提綱，進行課堂討論。做到強化重點，弱化非核心內容。

在授課內容設計上要具有新穎性，有機地結合教學內容，給學生講授國內外新材料和新技術、工藝的發展及應用。講到具體材料時，緊密聯系工業實際應用，盡可能舉一些材料在工程上應用的實例，激發學生的學習興趣。遵照“教師精講、引導學習、分組討論”的互動啟發式教學方式，改變灌輸式教育，加強師生之間的互動。實踐發現，教學內容和方式革新后，在激發學生學習的積極性和主動性、鍛煉其科學思維方面取得了顯著效果。

4.豐富課件表現形式。近年來，多媒體講授方法逐漸代替了傳統板書形式的教學方法。然而，現在的多媒體教學課件大多質量不高，課件內容主要以文字和非動畫圖片為主，缺少聲音和動畫等其他表現形式。高質量的多媒體課件教學應該集文字、聲音、圖像、視頻等于一體，設計風格上應該現代化，不僅要求教學內容完整、重點突出、畫面友好，而且要符合認知規律，具有漸進性和科學性。具體可以按照以下幾點進行課件設計：（1）將重點、難點進行高度簡潔地總結并突出顯示，可以部分彌補聽力困難帶來的障礙，使學生順利獲取課堂信息，節省寶貴的課堂教學時間，提高學習進度；（2）對于課程中涉及的圖表和公式等，通過多媒體動畫、過程演示等手段，將課程復雜枯燥的內容以直觀、形象的形態展示出來；（3）課程中涉及許多機制性問題，將相關轉變機制通過動畫模擬手段表現出來，更加直觀并富有動感，輔以精講。總之，配合豐富的多媒體教學手段，這樣可以克服概念抽象的缺點，增強學生的學習興趣，收到良好的教學效果。

5.增加課堂互動。《金屬材料學》學期內容枯燥，大部分知識點需要理解和記憶，第一章內容是后續章節的學習基礎，對記憶要求更高。如果教師講課平淡無奇，容易使課堂氣氛沉悶，不能發揮學生主觀積極性。因此，教學環節設計上應該考慮采取師生互動的教學方法，能活躍課堂氣氛，使學生真正學到知識技能。例如，每章的引導可以設計若干學生感興趣的話題，通過提問或者討論的方式引起學習熱情。筆者設計問題考慮以下因素：（1）建立在已學知識的認識之上，但是能顛覆個人想法，例如“合金元素能改變Fe-Fe3C相圖嗎？”（2）大部分學生熟悉的且與生活相關的問題，例如：“能不能用磁鐵鑒別不銹鋼鍋？”（3）如果問題大家不熟悉，但是能引起大家興趣的問題，例如：“鑄鐵基體的性能與鋼接近時，是否替代鋼來使用？”通過對興趣問題的提問或者討論，增加課堂互動，充分調動學生的求知欲，讓學生不再感覺枯燥乏味，帶著問題學習新知識，這樣更能牢固掌握所學內容，大大提高教學效果和教學質量。

由于《金屬材料學》課程本身特點，課程的講授和學習都存在一定難度，不但要求教師講解方法得當，還需要學生積極熱情地配合，各高校也都在不斷地探索新的教學方法。筆者在授課初期就強調課程重要性和實用性，授課圍繞課程主線及脈絡設置，按需補充基礎知識，著重內容的連貫和銜接，優化授課內容，豐富課件表現形式。課堂上通過趣味問題、提問和討論等互動方式，提高學生的學習興趣和熱情。通過不斷努力改進和完善，顯著提高了教學質量，更好地完成了教學任務。

參考文獻：

[1]李惠，焦雷，蘆笙，等.《金屬材料學》創新性課程的建設與實踐改革[J].產業與科技論壇，2014，13（21）：140–141.

[2]章文獻，胡業奇，李月嬋.金屬材料工程專業應用型人才培養模式的探索[J].教育教學論壇，2013，（32）：215–217.