淺述《熱處理原理與工藝》之混合式教學

陸艷紅 劉劍 劉杰慧 郭海華 郭丹

摘 要 《熱處理原理與工藝》是材料類專業學生非常重要的一門專業基礎課，但是由于課程概念多、理論較抽象、學習難度較大。通過初步探索、實踐，證明采用思維導圖、網絡輔助教學、討論式教學的混合式教學方式有效地提升了教學效果，提升了學生對知識的理解和應用能力。

關鍵詞 熱處理;混合式教學;金屬

Abstract The Principles and Processes of Heat Treatment is a very important basic professional course for students majoring in materials， while it has so many concepts and abstract theories， it is difficult to learn. Through preliminary exploration and parctice， its proved that the use of a mixed teaching method of mind mapping， network-assisted teaching， discussion-based teaching， has effectively improved the teaching effect， the students understanding and application ability of knowledge.

Keywords Heat treatment; Mixed teaching; Metal

引言

《金屬熱處理原理與工藝》是材料類專業非常重要的一門專業基礎課，教學目標是培養學生具備基礎的熱處理知識并為今后的實踐打下堅實的理論基礎，也是培養熱處理人才的重要課程。該課程要求學生具有較好的《物理化學》、《材料科學基礎》、《材料力學性能》等課程的理論基礎，同時該課程專業性較強、概念較多、熱處理原理部分較為抽象難懂，和實踐聯系非常密切。這些原因不論是對學生的學習還是老師的教學都提出了更高的要求，教學過程中，學生極易因為理論知識的難度以及缺乏實踐基礎而喪失學習興趣。因此如何提高學生對這門課程的學習興趣，如何讓學生更加高效地學習以及如何讓學生在學習中充分發揮主觀能動性同時具有創造性思維，這一系列問題一直是我校《金屬熱處理原理與工藝》課程組探究的難題。本文對近幾年該門課程的教學進行思考總結，擬利用思維導圖、網絡輔助教學、討論式教學的混合式教學法以期進一步提高該門課程的教學質量。

1利用思維導圖梳理知識點

《熱處理原理與工藝》這門課程主要講述固態相變，固態相變原理部分涉及奧氏體轉變、珠光體轉變、馬氏體轉變和貝氏體轉變以及過冷奧氏體等溫轉變圖和連續冷卻轉變圖。熱處理工藝部分主要涉及退火、正火、淬火和回火以及表面熱處理和化學熱處理。所涉及的概念非常多而且對于學生來說這些概念較為抽象難懂，并且該門課程和實踐聯系緊密和生產息息相關，然而學生缺乏相關實踐經驗。這對該門課程的授課以及學生的學習提出了更高要求，需要老師將知識點有條理地教給學生，需要學生將各個概念理解清楚，理清各個章節各個知識點之間的邏輯關系。對于如此多的抽象概念此時思維導圖起了非常大的作用[1]。

老師以一定的邏輯將一個章節的知識教給學生后，學生需要自己去歸納總結、理清這個章節各個知識點之間的邏輯關系，將主要的知識點串起來，并且將總結結果以思維導圖的形式提交作為作業。這個過程既可以幫助學生針對該門課程概念多的特點理清思路，同時老師根據學生提交的思維導圖可以掌握每個同學對本章節的掌握情況，實現了師生有效及時地溝通。學生自由組合形成學習小組，并且評選出本組最優思維導圖，最后老師將所有小組優秀思維導圖分享給班級。評選優秀思維導圖的過程可以讓學生發現自己和別人的差異，加強相互間的學習、交流，有利于提升整體學習效果。

2網絡輔助教學

傳統的教學多為線下授課，這種方式能夠增進師生之間的交流和互動，老師能夠更直接地掌握學生的學習狀態，學生也能更直觀更集中地開展學習活動。但是對于理論性較強的課程來說，對學生的上課狀態以及課前預習、基礎理論知識的掌握度要求較高，統一進度教學沒法照顧到具有個體差異性的每一位學生。由于學生個體的差異，對某個知識點理解程度就有差異，但是線下教學不具有線上教學的教學實時錄屏及視頻回放功能，當時沒有跟上老師思路的同學很可能就會一直跟不上教學進度。所以線上教學輔助線下教學對這部分同學非常友好。老師可以采用微課、慕課或者采用騰訊課堂的方式制作重點知識線上短小授課視頻，這樣學生可以利用課下時間自主學習。

其次由于本門課程較為抽象難懂，如果能夠很好地利用網絡資源[2]，尋找一些解釋原理的視頻或者工廠實際熱處理操作的視頻，可以很好地幫助學生理解抽象的概念，同時彌補了學生缺乏實踐經驗的不足。例如在講解奧氏體轉變、珠光體轉變、貝氏體轉變以及馬氏體轉變的過程，我們提供了通過特殊的顯微技術拍攝的顯微組織形成過程，通過網絡轉發給學生觀看，能夠很好地提升他們對于熱處理微觀世界的認知以及對這門學科的興趣。

對于線下教學，我們可以打破傳統的教學方式，充分利用雨課堂、微助教等教學輔助軟件，這些軟件可以幫助教師實現隨機點名、抽答、學生互評、隨堂測驗等。由于學科本身的特點，理論的教學會相對枯燥，借助這些軟件可以適時活躍課堂氣氛，可以讓學生緊繃的神經稍微放松。把隨堂測驗作為學生平時成績也能引起學生重視，上課更加集中精力學習。這些軟件也能非常方便地將一些教學資源如電子課件等及時分享給學生，也能方便快捷地幫助老師統計考勤、分析學生學習情況、開展小組教學等。同時可以幫助老師及時快速地掌握學生的學習情況，例如雨課堂中課件的預習功能有效地建立了老師和學生之間快速溝通的平臺。通過學生對PPT內容中的不懂知識點的提問以及不懂PPT頁數的統計，使得老師提前掌握了學生的學習情況，為線下重點難點突出的教學提供了便利。

3討論式教學

教學的過程不應該是以教師為中心的填鴨式教學，而應該是以學生為中心的教學。怎樣才能讓學生成為課堂的主導人，激發他們學習的能動性、對學習知識的渴望以及敢于質疑、敢于表達自己的能力是我們教學的主要目的，是培養創新型人才的需求。老師教學并不能只求將書本知識或者課外知識全部講授給學生，而要讓學生學會怎樣獲取知識、學會分析問題、解決問題。

針對《熱處理原理與工藝》這門課程十幾章的內容，在老師授課的過程中應該做到精講，著重講授基礎知識以及重點內容，同時通過布置練習題的方式加強學生對理論知識的理解以及學以致用的能力[3]。通過《材料科學基礎實驗》的教學經驗總結出對于《熱處理原理與工藝》課程重點知識擬通過讓學生以學習小組的形式開展教學活動，每個學習小組通過查閱熱處理相關文獻的方式總結出文獻當中應用了哪個熱處理原理采用了哪種工藝。學習小組集體協作完成并在課堂中以學術匯報的方式講解給全班同學聽，其他同學可以自由提問并點評，老師對其中的個別知識點進行歸納，對部分有爭議的知識點進行點評。

這種方式和觀看熱處理相關操作視頻都能夠讓學生對熱處理原理與工藝的應用加深理解，但是這種方式增加了學生之間、師生之間的交流和互動，促進了相互學習，培養了學生分析問題以及表達觀點的能力。這也是一種將查閱文獻獲取知識的過程當作一個小項目來開展的過程[4]，增加了學習方式的多樣性，提升了學生學習的興趣。在《材料科學基礎實驗》中涉及熱處理知識的環節采用了該方法，通過學生的文獻閱讀總結匯報，發現他們不僅加深了對書本理論知識的理解，而且明白了這些理論知識應該怎么用，增強了他們的探究能力。

4結束語

通過教學經驗總結出采用思維導圖、網絡輔助教學、討論式教學等混合式教學方法，部分教學方法的初步實踐使得《金屬熱處理原理與工藝》這門課程的教學效果有了較大提升，使得原本枯燥、抽象的理論知識形象化，消除了學生的畏難情緒，增強了學生學習的主觀能動性以及提升了分析問題、解決問題的能力。如何進一步提升教學效果仍需繼續探索和實踐。

參考文獻

[1] 蔣亮，楊麗萍，李涌泉，等.混合式教學在金屬材料及熱處理課程中的應用與探索[J].教育現代化，2020（46）58-61.

[2] 劉曉英，趙杰，鄒龍江，等. 材料科學基礎實驗課多媒體教學及網絡教學平臺建設[J]. 中國現代教育裝備，2013（19）：42-43.

[3] 楊在至.《金屬學及熱處理原理》課程教學改革與實踐 [J].教育教學論壇，2013（41）：50-51.

[4] 陳清宇，富偉，徐明晗，等.基于項目驅動的《金屬原理與工藝》課程新型教學法研究 [J].教育教學論壇，2017（7）：130-131.