《金屬材料學》課程信息化教學改革探索

郭娜娜 方曉英 殷鳳仕 尹文紅

摘 要：《金屬材料學》課程是一門材料科學理論與材料在工程實際應用中結合較強的專業主干課，為了實現該課程的信息化建設，筆者從教學內容信息化、教學方法信息化、考核方式信息化和輔助教學方法信息化4個方面進行了教學改革。這將對提高教學效果、調動學生的學習積極性、加強學生創新思維能力和提高學生的實踐應用能力將具有重要的意義。

關鍵詞：金屬材料學 課程信息化 教學改革

中圖分類號：TG14-4；G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）02（b）-0194-02

《國家教育事業發展“十一五”規劃綱要》中指出：“加快教育信息化步伐，實現信息技術與教育教學的有機結合”。信息技術在教育教學中的應用逐步提升了教學水平，打破了傳統的教學模式，由課堂逐漸實現向“學堂”的轉變[1]。并且，高校的課程、教學手段、教學環境都在不斷地向信息化邁進。信息化技術成為教學發展中的變革力量，顯著地推動了學校的發展，提高了教學的活躍性，豐富了學習資源，改變了教師與學生的關系，而這些都為教學水平的提升與創新奠定了良好的基礎。在信息技術與教育教學有機結合的過程中，課程信息化是信息技術在教育教學中應用的一個重要方面，它是實現因材施教、因需施教，實現教育個性化的重要手段，也會提升教學質量和教學效果的有力手段。

《金屬材料學》是一門材料科學理論與材料在工程實際應用中結合較強的專業主干課，該課程系統地介紹金屬材料合金化的一般規律及各類主要金屬材料的成分、工藝、組織和性能之間的關系，同時也是學生在今后工作崗位上最具有實踐指導意義的一門課程。通過該課程的學習使學生能夠根據零件的服役條件，合理地選擇、使用金屬材料，并制定其熱加工工藝，根據現代科技和工藝的發展，了解新材料、新工藝和新技術的發展及應用，具有初步從事金屬材料研究和加工的能力和技術管理能力[2，3]。如何實現《金屬材料學》的課程信息化建設是該課程教學改革的重點。

1 學校金屬材料學課程教學現狀分析

目前筆者學校《金屬材料學》的教學過程中以教師和教材為中心，以傳授知識為主要教學目標，教學方法主要采用教師課堂授課為主，輔以課程實驗，盡管在教學過程中使用了PPT、電子文檔及簡單的視頻動畫等信息化技術手段，但學生仍然主要是被動學習知識，不能有效激發學習興趣和創新思維能力。這樣的教學方法一方面導致學生的實踐能力和創新能力不足，實際動手能力和解決問題能力欠佳，另一方面還導致與社會需求結合不緊密，學生在工作單位不能得到用人單位的認可。

課程的信息化建設能形象、生動、直觀地顯示在傳統教學手段下很難表達的教學內容或無法觀察到的現象。課程信息化可以運用視聽結合的方式表達學習內容，為學生提供直觀、生動的感性認識，可以調動學習的視覺、聽覺兩種功能化抽象為具體，化靜態為動態，提高學生的理解程度和記憶率。同時還可以讓學生查閱資料參與到教學過程中。利用視頻、動畫等向學生呈現生產實踐的具體實例，從而有效地解決以上教學存在的問題。因此，《金屬材料學》課程的信息化建設是極其重要且非常有必要的，且在建設過程中應該將信息化設計并實施在教學的各個環節中。

2 課程信息化的實施

為了完成《金屬材料學》課程的信息化建設，解決學生在目前課程教學中被動學習、創新能力與實踐能力不足的問題，筆者將課程信息化建設實施在教學的各個環節，其具體實施方案如圖1所示。我們將在教學內容信息化、教學方法信息化、考核方式信息化以及輔助教學信息化4個方面實施。

2.1 教學內容信息化

《金屬材料學》這門課程知識點廣泛、抽象，其內容涉及鋼鐵材料、非鐵金屬材料如鋁合金材料、銅合金材料、鈦合金材料，金屬功能材料以及近代發發展的金屬間化合物和金屬基復合材料等諸多方面。為了更加直觀地介紹各類合金的生產加工過程以及在生產和生活中的應用，教師通過查閱大量的視頻和動畫更加直觀地呈現教學內容。例如鋁合金具有密度低、可塑性強、耐腐蝕性強、強度高等特點，被廣泛應用于航天、船舶、機械制造及化學工業中。因此在教學前可以查閱各種鋁合金應用的實例，利用多媒體技術呈現各種鋁合金零部件及其應用環境，由案例引入講述理論知識。此外，可以利用攝像機、照相機到生產實習現場跟蹤拍攝有關資料，制作成教學錄像片，根據課程教學需要，通過插播實習的視頻文件，把課堂講授和現場案例緊密結合起來。此外，還可以查閱最新科研成果，并將教學內容與科研成果相結合，進行案例教學、實例研討。為了讓學生也能參與到課程的信息化建設中，筆者對材控2015級熱處理專業的學生進行了分組，由各小組完成非鐵金屬材料或其他自己感興趣的材料的資料的搜集和整理，并在講述到該類合金時先由各小組上臺講述20min。在該過程中學生充分調動了學生的積極性，通過小組協作完成提高了學生的團隊合作能力，更為重要的是讓學生自己充分利用資源的信息化豐富了教學內容。

2.2 教學方法信息化

以往的教學主要是以教師講授為主，在課程信息化建設過程中，我們改變以教師講授為主的方式，開展自主式、啟發式教學，培養學生的自主學習能力。除了上面采用的小組搜集整理并講述各合金的相關資料外，教師還可以按照該課程的主線“材料服役條件—成分設計—加工工藝—組織—性能—環境”設計多個材料設計案例，然后將學生進行分組，指導學生利用圖書館和網絡等資源查閱資料，整合自己收集到的信息，之后學生制作成PPT或者簡短視頻并在課堂上講述，最后老師做評價及總結，指出存在的問題及在今后學習中應注意的問題。

2.3 考核信息化

在之前的教學中，通常通過布置課后作業的手段達到鞏固知識的目的。然而在批閱作業中發現部分學生直接從網絡搜索答案或者照抄他人作業，成效較低。而且，課后作業大部分為課本內的知識，并不能擴充學生的視野。因此教師預先設計好若干綜合性題目，學生自由選擇題目，查閱文獻資料撰寫小論文，這樣能充分調動學生學習的主觀能動性，同時培養學生的自學能力和論文寫作能力。如針對某一機械零件給出具體的服役條件，學生查閱資料和理解文獻，相互討論，利用所學知識對服役條件、性能要求、材料選擇、熱處理工藝、組織結構等進行分析論證，同時要求論文規范格式。這個過程的完成對于學生在大四完成畢業論文將起到重要的輔助作用。

除了將作業的形式由完成課后作業變為書寫小論文外，在計算平時成績時，我們還將課堂講述、小組討論部分等學生參與的所有環節全部計入平時成績的考核中。最后的小論文部分也由學生上傳到網絡教學平臺，讓所有學生參與到小論文的評分中，在這個過程中學生可以充分共享查閱到的資源，并分享自己的觀點與看法。

2.4 輔助教學方法的信息化

《金屬材料學》課程在該校開設學時僅有48學時，其中還包括6個學時的實驗教學，因此在42學時內完成所有合金材料的講述時間是非常有限的，在以往的教學中只能有所重點地講述部分合金，在課程信息化建設的過程中，我們充分利用網絡教學平臺，將預習知識點、講課的重點內容、PPT、講稿總結、拍攝的視頻等學習資料，放在網絡教學平臺上供學生下載，隨時觀看學習，同時提前發布小論文題目等，擴展學生知識面和了解合金的深度。此外，還可以利用學校網絡教學平臺的討論答疑區，讓學生之間互相答疑。同時利用電子郵件、QQ和微信等現代化學生喜愛的交流方式，隨時解答學生提出的問題，并分享與金屬材料學相關的專業知識和科學前沿。

3 結語

為了完成《金屬材料學》課程的信息化建設，我們從教學內容信息化、教學方法信息化、考核方式信息化和輔助教學方法信息化4個方面開展，并在這個過程中我們將抽象的理論知識與實際生產視頻相融合，提高學生的生產實踐能力，更好地滿足社會對本專業學生的需求，同時督促學生由被動學習轉變為學生主動學習，提高學生的創新能力和獨立分析問題及解決問題的能力。

參考文獻

[1] 國家教育部.國家教育事業發展“十一五”規劃綱要[Z].2007.

[2] 戴啟勛.金屬材料學[M].北京：化學工業出版社，2014.

[3] 吳承建，陳國良，強文江.金屬材料學[M].北京：冶金工業出版社，2000.