《合金固態相變》課程實踐教學體系改革與實踐

實踐教學是金屬材料專業教育中非常重要的環節，為了適應新時期對材料科學與工程專業人才綜合能力培養的迫切需要，重點介紹了《合金固態相變》課程實踐教學中的一系列改革與實踐，對金屬材料及相關專業課程的實踐教學改革具有明顯的借鑒意義。

合金固態相變實踐教學改革實踐教學體系工程實踐一、引言

隨著科學技術的發展和人才培養的需要，合金固態相變課程在教學內容和教學形式上發生了較大變化，但是它在金屬材料專業本科課程體系中，始終占有非常重要的地位。實踐證明，本課程對培養學生的研究能力，特別是對學生利用專業理論解決工程實際問題和創新能力的培養上，起到了極為重要的作用。實踐教學環節是最直接、最活躍的素質教育環節，也是實施全面素質教育的關鍵。為此，合金固態相變課程除了在課堂教學中加強教學改革，培養創新精神以外，在實驗教學以及課余學習等實踐環節中，采用先進教學方法及手段，提升和培養學生的實踐能力與綜合素質同樣重要。為此，本課程打破傳統模式，在實驗教學環節采用多層次實踐教學模式，全方位培養學生的實踐與創新能力。經過幾年的改革與實踐，收到良好的效果。

二、實踐教學體系的構建

《合金固態相變》課程屬于專業方向基礎課，處于專業基礎課（專業基礎教育）和專業工程類課程之間，兼有“基礎課程知識深化，專業工程教學啟蒙”的雙重任務，對學生從事專業科學研究和相關工程工作都是極其重要的。根據該課程在本科生培養計劃中的定位及其職責，確定了“基礎深化、工程啟蒙、能力培養、實踐創新”的課程目標。與課程目標相對應，實驗教學的主導思想是“加強理論基礎，結合工程應用，能力與創新相促進”。為實現這一主導思想，實踐教學采取獨立設課、分層次模塊化設計、校內與校外相結合等多種方式，建立一個完整的實踐教學體系。這一體系的模塊與功能分別為：

1.基礎實驗。分為必做和必修選作基礎實驗，其中必做基礎實驗內容與課程重要知識點密切相關。通過基礎實驗深入認識金屬合金材料的相變現象和相變過程，掌握相變的分析方法，理解相變過程熱力學和動力學基本理論，具備分析和研究固態相變的基本技能；必修選做實驗內容大都涉及多個知識點的綜合。通過這部分基礎實驗，使學生能夠把各個知識點關聯起來認識和學習，重在掌握知識點的綜合應用能力。

2.綜合型創新實驗。為必修選做實驗，分為理論實驗和工程實驗，學生可根據自己的興趣進行選做。該類實驗重點培養學生綜合應用基礎理論、基本技能分析問題和解決問題的能力，同時強調學生發揮自身的主觀能動性，培養創新能力。

3.工程應用實踐。為必修選做實驗，該類實驗內容主要結合天津市經濟發展，根據企業需求，解決工程實際問題，重點培養學生工程意識和工程能力。

在進行開設可行性分析后，綜合及工程實驗內容可根據金屬材料及技術的發展酌情進行更新。

三、實踐教學組織過程及考核體系改革

我們始終堅持實驗應為教學服務，重在能力培養的原則。在實驗教學安排上，《合金固態相變》實踐教學獨立于課程教學，與《金屬學實驗》共同形成專業方向實驗模塊，單獨開設，主講教師、助課教師和實驗教師一起指導學生進行實驗，并堅持實驗室開放，以學生為主體進行自主性設計的實驗模式。

針對不同層次的實驗，采取不同的組織方法和實踐教學方法：

如必修基礎實驗“熱分析法測定相變點及相變過程”，知識點來源于相變動力學。該實驗由主講教師和實驗老師共同指導。通過該實驗，學生可掌握研究相變過程的基本方法-熱分析法，并從實驗中了解相變基本過程，為其它相變研究打下初步基礎。

如選修基礎實驗“焊接熱影響區的顯微組織分析”，考察溫度梯度變化對金屬材料組織的影響以及不同冷卻速度下產物的組織，該實驗由主講教師、助課講師和實驗教師一起指導，旨在培養學生綜合多個章節的知識點系統進行分析的能力。

對綜合設計實驗，實驗內容來源廣泛，有的來自工程實際，有些則是根據課程教學目標而設計的。如“改錐質量問題的分析及改進”實驗的設計來源是不同質量的改錐發生磨損甚至斷裂的程度不同，目的是使學生能夠掌握解決實際問題的思路和方法。在實驗過程中，學生通過對改錐發生破壞的部位進行觀察，收集信息，獨立制定實驗方案，經老師指導后，自己進行實驗，通過對實驗結果的分析與整理，結合課程所學知識，判斷改錐失效的原因，并給出改進建議。

對工程應用實踐，題目均來自企業生產一線，有些還是企業生產過程中迫切需要解決的問題。如“鋼套熱處理不當的失效分析”實驗取自天津鋼管公司。鋼套經調質處理后出廠，在油田井下使用兩年后端部出現裂紋。在教師及企業工程師的共同指導下，學生通過微觀分析及熱處理實驗查明原因，并提出相應的改進措施，旨在培養學生解決工程實際問題的能力。

在考核方法的改革中，結合實踐過程特點，提出靜態與動態結合的評價體系。其中靜態評價是指學生對整個實驗過程中涉及的知識點掌握情況的評價，學生一般以書面報告的形式進行提交，重在了解學生對知識點的理解和認知程度，動態評價是指對學生實驗操作過程的評價，旨在激勵學生在實驗過程勤動腦勤動手，注重主觀分析和現場操作。只有將兩種評價方式緊密結合，才能使實踐教學評價更客觀、更合理，從而對學生綜合能力的提升起到積極的推動作用。

四、實施效果

經過基礎、綜合和設計多層次實驗訓練，學生具備了扎實的實驗功底和較強綜合分析和解決問題的能力，為后續課程學習、畢業設計和工作打下了堅實基礎。每年在畢業學生座談和企業校友調研時，他們都充分肯定綜合型設計型實驗對其發展所起的重要作用?；A性和綜合性實驗充分考慮了學生的興趣取向，對激發學生科研和工程興趣起到了關鍵作用，吸引了一批優秀學生進入到實驗室進行科研或工程研究工作，并在本科階段即取得研究成果，發表了高水平學術論文，參與了學術交流，顯示了突出的競爭能力。

五、結語

金屬材料作為傳統三大材料之一，仍然在國民經濟建設和社會發展中擔當著重要的作用，同時金屬材料領域新材料、新工藝的不斷涌現，也迫切要求金屬材料專業人才培養緊跟時代發展需要。經過幾年實踐教學方面的大膽改革和嘗試，合金固態相變課程的實踐教學收到喜人的成效，但是我們仍然需要清醒地認識到，未來的改革還任重道遠。

參考文獻：

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