高職金屬材料與熱處理課程教學改革探析

[摘要]高職院校金屬材料與熱處理課程應在教材內容、教學模式、教學評價方式和教師素質四個方面進行教學改革。

[關鍵詞]高職 金屬材料與熱處理教學改革

[文獻編碼]doi:10.3969/j.issn.0450-9889(C).2011.08.043

金屬材料與熱處理是高職院校機械類專業重要的專業技術基礎課，課程內容龐雜，理論性強，名詞概念多且抽象，涉及面廣，與生產實際關系較為密切。然而，大多數學生沒有金屬材料與熱處理方面的知識積累，生產實踐更是空白，學習該課程有一定難度。同時，金屬材料與熱處理課程的教材較抽象，重理論輕實踐，對培養學生的動手能力十分不利；且以教師為中心，只強調教師的“教”，而忽視學生的“學”。筆者認為，這樣的教學已經難以適應新的形勢，亟須進行改革。

一、教材內容的改革

高等職業教育的人才培養目標是培養學生具有扎實的專業基礎知識和較強的現場應用能力。而應用能力主要體現在具體的生產實踐當中，即能夠熟練掌握生產工藝流程和操作規程，并能應用所學的專業基礎理論和技術，發現、分析并解決實際問題。為實現這一目標，教學必須從單純的“知識傳授型”向“能力培養型”轉變。目前高職院校使用的教材內容比較雜亂，針對高職學生畢業后的工作性質，應以培養應用能力為主體，本著“刪繁從簡、去難就易、圍繞主題、側重應用”的原則，對原有教材內容進行調整和優化，做到“寬度廣、深度淺、精度準”。

在教學中，教師需要根據專業特點、課時數量和實習實訓條件對教材內容進行篩選。以機械加工制造和維修專業為例，畢業后的工作特點以應用為主，應增加金屬材料選材方面的內容，加強學生根據具體情況對金屬材料選材能力的培養。因此，可對課程內容進行詳細的劃分和重組，將全部內容分成六個模塊。每個模塊包括一項技能和任務，內容具體如下：

其一，金屬性能模塊。主要教學內容包括金屬的物理性能、化學性能、工藝性能和力學性能等，其中重點和難點是金屬的力學性能。

其二，金屬學基礎知識模塊。內容包括晶體的結構、金屬晶格類型、固溶體、純金屬的結晶過程及同素異構過程、鐵碳合金的基本組織與性能，以及鐵碳合金相圖的建立、識讀和應用等，其中重點和難點為鐵碳合金相圖的知識。此模塊是整個課程的重點。

其三，碳素鋼與合金鋼模塊。主要教學內容包括合金元素在鋼中的主要作用，合金元素的分類和應用，合金鋼的主要類型、應用情況，以及合金鋼和碳素鋼的性能特點、碳鋼和合金鋼的牌號編制。重點和難點是掌握各類鋼的化學成分與組織和性能的關系，學會正確選擇和使用各種類型的合金鋼。

其四，鋼的熱處理模塊。主要教學內容包括鋼在加熱和冷卻時的組織轉變、各種牌號鋼鐵材料的熱處理工藝、零件熱處理分析等。重點和難點是鋼的熱處理知識及其熱處理工藝等。該模塊又細分為五個項目：一為45鋼的正火和退火；二為T12工具鋼的正火和退火；三為45鋼制小軸的調質處理；四為T12工具鋼制銼刀的淬火與低溫回火；五為65鋼制彈簧的淬火與中溫回火。每個項目完成后，須用硬度計測定試樣的硬度。

其五，鑄鐵模塊。主要教學內容包括灰口鑄鐵和石墨化、球墨鑄鐵、高性能鑄鐵等的分類和特點，以及鑄鐵性能的影響因素、石墨在鑄鐵中的作用等。重點和難點是學會正確選擇、使用各類鑄鐵。

其六，補充知識模塊。可以根據教學需要自行選擇，主要內容包括鋼鐵材料的冶煉、有色金屬及其合金、粉末冶金(硬質合金)、非金屬材料、新材料、金屬的腐蝕與防護等。該模塊在課時充足的條件下，可作為拓展知識，開闊學生視野，拓寬學生的知識面。

經過改革后，采用項目教學可以更加貼近生產實踐，有助于學生應用能力、動手能力的鍛煉和培養。

二、教學模式的改革

金屬材料與熱處理課程的傳統教學模式，以教師為主體，以教材為中心，以課堂講授為主要方式，忽視實踐操作和學生能力的培養，這種教學模式主要是針對應試教育的。而高等職業教育的重點是培養學生的動手能力，在教學中應主要通過激發學生的學習興趣，采用多種多樣的教學模式，培養學生的實踐能力。應改變過去“滿堂灌”的教學模式，使學生成為課堂教學的主體，使教師從單純的知識輸出者轉變為學生學習過程的組織者、引導者、示范者和評價者。

(一)教學方式多樣化。一般來說，教師在教授課程、輔導答疑、批改作業諸多教學環節中，經過多年的教學，往往已形成一套被實踐證明的行之有效的多樣化教學方式。可部分保留傳統教學方式，并不斷探索新的教學方式。改變教學環境，將課堂由教室搬到實驗室(專業教室)，這是教學形式的重大改革。在教學中，應擯棄“滿堂灌”的傳統教學方式，強調學生自主學習，師生一起開展課堂討論，大量采用多媒體、模型、實物及現場教學，加大學生在教學過程中的參與程度，增強學生在教學中的主動性，學生可個別學習，也可以小組的形式學習，課堂氣氛融洽、活躍。

(二)采用情景式教學方法，調動學生的積極性。教學中可通過運用情景教學，加強學生在教學活動中的自主參與意識，使枯燥、抽象的課程內容變得生動、形象，極大地調動學生學習的自覺性和積極性，使學生接受知識更容易、更輕松。

比如，在講“金屬的結構”一章內容時，對于晶體的種種缺陷一晶格畸變一塑性變形抗力增大一金屬強度提高等的關系時，學生普遍覺得難以理解。可以要求一個學生離開座位，形成空位；再要求學生們不按原來的位置而自由組合坐，形成錯位；然后要求幾個學生坐在每組的過道里，形成間隙原子。在這個過程中，學習較差的學生往往選擇與學習好的學生坐在一起，這樣，學習差的學生就容易得到學習好的學生的幫助，學習成績會明顯提高。之后再聯系之前講到的晶體缺陷內容，雖然表面它們打破了原有的晶格平衡，但它們是為了金屬強度提高而排列紊亂。綜上所述，金屬材料的強度提高，是與品格畸變有著直接關系的。這樣，通過情景教學法，調動了學生的積極性，讓他們做好充分準備，在課堂上出色地表現，形成諸多學習中心和學習高潮，激發更多的乃至全體學生參與到情景教學的行列中。

(三)利用多媒體課件。優化教學內容。多媒體教學的優勢在于圖、文、聲、像、動畫、視頻的有機結合，制作課件時可以充分發揮多媒體教學的優勢，采用計算機展示課程中的微觀結構和微觀變化過程，將過去無法表達或難以表達的內容，通過形象的圖形、動態動畫演示給學生，吸引學生的注意力，使學生對概念、原理、工藝的理解更加深刻，增強教學內容和教學過程的趣味性，有助于學生理解、記憶，從而獲得更好的教學效果。

同時，利用多媒體進行模擬演示實驗，還可以取得較好的實驗效果。比如教材中有關金相組織的實驗，要求在顯微鏡下完成。采用多媒體教學，便可將顯微鏡下的情況通過電視屏幕全程演示，在教學課堂中增加了趣味與生動，使學生能夠充分利用視覺和聽覺去獲取知識，增強學生的感性認識，可以起到事半功倍的效果。

(四)培養學生的動手能力，提高教學效果。在重視理論分析的同時，還應利用實驗課進一步加強學生的實踐認識，利用一切教學手段塑造一種良好而寬松的學習氛圍，變被動教育為主動教育。熱處理是實踐性很強的課程，過去的教學通常過于重視理論的講解，忽視了實踐操作，造成學生對熱處理內容理解不深，教學效果并不是很好。對此，應讓學生親自操作，在實踐中按照自己設計的方案進行處理。在操作中發現問題后，教師及時講解，使學生真實地體驗到實習的效果。這樣，有利于鍛煉學生獨立思考、獨立分析和解決問題的實際工作能力。

三、教學評價方式的改進

隨著教學目標的重新定位，以及對實踐教學環節的不斷強化，對學生的考核方式也應隨著學生學習內容的不斷更新而加以改進，以適應新的發展要求。以往考核學生的學習效果，只是單純地以期末考試成績來衡量，導致學生不注重平時的訓練和知識積累，考前拼命記，考試只求及格，考后則全忘了。這種考試方法，既不能夠真正檢驗學生的實際應用能力，也不能夠客觀評價教師的教學效果。因此，必須形成一種適應高等職業教育要求的、與知識能力并行的、以能力為主的考核方式。在理論課結業考核中可采取“教考分離”，使任課教師和學生既有壓力又有動力，促進教學品質提高，充分調動學生學習的積極性。在實踐教學考核中，成績可分兩部分：平時成績占50％，包括學習態度、出勤情況、課堂提問、課后交流、作業、卷面考試等方面；期末實踐考核占50％，包括熱處理5個項目實驗、技能考級，同時結合生產實際，設置典型材料、實用型零件的熱處理工藝等。在考前，開設輔導，考試時采取題目抽簽方式進行口試和筆試。只有這樣，教師對學生的成績評價才能貫穿于學習的全過程，做到理論與實踐相結合，平時與期末相結合，課內與課外相結合，使學生的知識得以擴展，實踐能力得以提高，從而增強就業的適應性。

四、教師素質的提高

金屬材料與熱處理是一門和實踐應用結合非常密切的課程。隨著社會的發展、科學的進步和知識的更新，教師必須勤奮學習，認真參加繼續教育等培訓活動，不斷地充實自己。例如，在教學中開展教研教改，優化課堂教學結構；在業務學習中，除學習書本的理論外，還側重于案例分析、研討交流、收集信息資料、掌握現代教學技術和國內外教學改革發展動態等；開發和編寫體現新知識、新技術、新工藝和新方法的具有職業教育特色的課程和教材，不斷提高自身使用現代教育手段的能力。學校也應鼓勵和支持教師使用計算機輔助教學、模擬教學、多媒體教學、網上教學等手段，以不斷提高教學品質和效率。總之，提高教師的素質，才能適應培養21世紀高素質人才的需要。這就要求教師必須具有豐富的知識、開闊的思想、創新的理念，也只有這樣，才能使教學與時俱進。

(責編 吳筱)