工程認證背景下冶金工程專業金屬學及熱處理課程教學改革思考

張婧 辛文彬 羅果萍 王藝慈 王瑞芬

摘要：文章分析當前金屬學及熱處理課程教學中存在的主要問題，并從合理安排選修時機及選任主講教師、利用現代化教學手段生動形象展示抽象概念、增設實踐環節、豐富考核方式四個方面著手改進，充分調動學生學習的興趣和積極性，提高教學質量和教學效果。同時，滿足工程認證背景下對培養冶金工程專業應用型人才的要求。

關鍵詞：冶金工程；金屬學及熱處理；工程教育認證；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）28-0076-02

《金屬學及熱處理》是我校冶金工程專業學生學習不可或缺的一門專業基礎課。該課程是以金屬學基本原理、熱處理原理揭示常見工程材料的化學成分、工藝、組織及力學性能之間的關系與變化規律的[1]。目前，我校冶金工程專業認證已經順利通過，而工程認證強調應用型人才的培養。如，培養學生初步具備利用該課程的理論知識分析冶金生產中出現的工藝流程、關鍵技術與產品質量等復雜工程問題能力[2]。如何實現工程教育認證培養的宗旨是該課程的致力的方向。現階段該課程在教學過程中存在一些亟待解決的問題。如何有效解決這一問題，以充分調動學生學習主動性，提高該課程的教學質量和教學效果，實現工程教育背景下應用型人才的培養目標是當前必須要思考的問題。

一、合理安排選修時機及選任主講教師

《金屬學及熱處理》課程涉及的專業術語繁多、知識點聯系緊密、概念抽象[3，4]，因而學生理解知識點的難度大。目前，該課程為冶金工程專業學生大二學年春學期開設。截至此學期，學生主修公共基礎課，對專業課的接觸甚少，對鋼的成分、組織、性能概念等尚未建立。因此，在學習過程中，學生缺乏積極性和主動性，對教學內容不能牢固掌握，影響了課程教學效果。從教學內容上看，該課程與冶金工程專業的其他專業基礎課聯系似乎不是很緊密，但實際上如果學生在理解鋼鐵冶煉、精煉及連鑄的基礎上再學習該課程，將會收到事半功倍的效果。換言之，在鋼鐵冶煉—精煉—連鑄—熱處理—組織性能檢測的學習路線上循序漸進能夠改善教學效果。該課程的選修可以安排大三學年春學期，待學生具備鋼鐵冶煉—精煉—連鑄的基本原理及工藝情況下學習該課程。這不僅利于培養學生全流程的工藝思維，還利于增強學生對課程的興趣及提高學生工程意識。

目前，我校《金屬學及熱處理》課程聘請金屬材料工程專業的專任教師講授。無論是從知識點系統化、條理化還是教學方法上來說，相信專任教師都能很好地完成該課程的教學目標。但金屬材料工程專業教師對于鋼鐵冶金方面的知識還是有欠缺。這樣，在實際的教學中，專任教師引入鋼鐵冶煉與金屬材料組織性能關系的能力尚且不足。因此，在有條件的情況下，可以選任兼具冶金工程專業與金屬材料工程專業交叉研究背景的教師進行此課程的講授。這利于促使學生理解該課程所處鋼鐵生產環節的地位和意義，以增強學生積極主動性，提高課程的教學效果。

二、利用現代化教學手段，生動形象展示抽象概念

《金屬學及熱處理》課程的特點之一是抽象概念多，如金屬材料的空間結構、顯微組織中的結構位錯、孿晶、空洞等。學生學習過程中接觸到這些多且難理解的概念容易萌生退意。為盡量提高學生的學習興趣，提高教學效果，在課件中引入視頻及動畫，通過直觀教學增強授課的生動性，促進學生對講授內容理解，從而明顯提高教學的效果。如：利用晶體結構展示工具diamond更為清晰直觀地展示鐵素體、奧氏體的空間結構。此外，充分發揮“雨課堂”及相關熱處理網站也是一種新的教學方式，借助于網絡學生可以形象地掌握《金屬學與熱處理》學科中的抽象知識點等[5，6]。

三、實踐環節的增設

《金屬學及熱處理》涉及的內容繁多、理論性強、學生接受困難[7]。目前，我校冶金工程專業《金屬學及熱處理》課程主要以課堂教學為主，這是課程教學效果不理想的原因之一。工程認證背景下，合理協調理論教學與實踐教學，目的在于培養應用型人才，使其具備知識的應用能力[8]，因此，需要加強實踐環節教學。同時應注意和冶金工程專業課的協調性，增加學生的學習興趣，提高學生的實踐能力。

一方面兼具鋼鐵冶金與金屬材料雙重研究背景的專任教師結合自己的科研增設案例教學，如82B簾線鋼連鑄過程C、Cr、Mn的偏析對鋼種最終索氏體組織含量、馬氏體組織形成的影響。另一方面，可在冶金工程專業綜合實驗課程實驗環節教學中開設鋼鐵冶煉—成分分析—軋制—熱處理—組織性能檢測的實驗，或將鋼的熱處理工藝與組織及硬度的關系實驗和識別鋼的金相組織實驗等納入該課程的實驗學習任務。此外，冶金工程專業的認識、生產及畢業實習不僅局限于熟悉轉爐煉鋼、精煉、連鑄等鋼鐵冶煉工藝，更應拓展到后續軋制、熱處理工藝流程，促使學生切實體會冶金工程與金屬材料的交叉與滲透，提高學生的綜合技能及解決實際問題的能力。

四、豐富課程考核方式

目前，課程傳統的一紙化考試已不適應工程教育認證培養學生綜合能力與解決復雜工程問題能力的要求。課程考核的目的更應趨向于培養學生掌握和運用金屬學基本理論、基本知識和基本技能的能力[9]。在試卷考試的基礎上增加課程論文、課堂討論[10]，如針對不同用途鋼種的性能要求調研其成分、組織和熱處理工藝，通過此對比學習，能夠清楚理解鋼的成分、熱處理工藝路線與組織、性能之間的內在聯系，反映學生掌握課程的實際效果，同時將實踐環節考核的成績納入最終成績考核的范疇。這樣多元化的評價方式，在真實考查學生掌握課程基本原理、基礎知識同時達到培養具有工程應用能力人才的目的。

參考文獻：

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[2]崔雅茹，施瑞盟，張朝暉，趙俊學，王斌，李林波，楊雙平.冶金工程專業工程教育認證畢業要求的解讀及達成度評價[J].中國冶金教育，2017，（3）：109-112.

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[6]蘇娟，梁亞紅，白玉，劉慧敏.“雨課堂”在金屬學與熱處理課程中的應用研究[J].中國現代教育裝備，2018，（5）：73-74.

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[8]施瑞盟，張朝暉，崔雅茹，李小明，王斌，賈青，邢相棟.工程認證相關問題研究與實踐[J].中國冶金教育，2018（1）：121-124.

[9]仵海東，曹鵬軍，劉筱微.“金屬學及熱處理”課程建設與改革探索[J].重慶科技學院學報（社會科學版），2009，（12）：205-209.

[10]王海燕，孫昊，吳忠旺，段寶玉，任磊.工程認證背景下金屬學及熱處理課程教學[J].中國冶金教育，2018，（1）：4-8.