“任務型”教學在《熱處理原理與工藝》課堂授課中的改革與實踐

【摘 要】在“熱處理原理與工藝”專業課的教學過程中，依據熱處理基礎理論和工藝，設計“任務”（設計不同工藝以獲得退火Q235最高硬度，工藝不限）以啟發學生基于所學知識合理地設計方案，充分利用實驗室各類設備完成“任務”，任務的完成度作為課程考核的一部分。對任務的完成過程和結果跟蹤研究發現，“任務型”教學模式有利于提高教學質量，有助于強化學生的設計思維和動手能力，同時對其它專業課程也具有一定的普適性。

【關鍵詞】“任務型”教學；熱處理原理與工藝；改革；實踐

0 前言

伴隨著科技的進步、學生認知水平的提高和招就業態勢的嚴峻，學生對以機械接受為主、PPT+理論講授的“單一化”課堂教學模式認可度不斷降低，高校傳統教學模式的局限性體現地越來越明顯，如何提高教學質量、切實提高學生動手能力以及如何解決“重知輕行”和實現“知行合一”已經成為擺在高校教育工作者面前亟需解決的現實問題[1]。

“熱處理原理與工藝”是理工科院校材料、機械等專業的必修課程[2]，教學質量對上述專業畢業生的就業、職業發展都有重要的影響。然而，作為一門傳統的課程，課堂教學難以避免地存在著上述問題，且隨著職業教育、在線教育的發展，本科院校如不能快速適應形勢，及時改革授課模式，相關專業的本科生將面臨著來自高職、高專等專科生乃至經驗豐富的低學歷技術員的巨大競爭壓力。

1 熱處理“任務”的設計

“熱處理原理與工藝”課程旨在使學生進一步掌握金屬材料學基礎理論，熟悉熱處理工藝和設備，能夠利用基礎理論設計出合理的工藝以實現對熱處理工件最終性能的調控。因此，課程以金屬材料的強韌化、加熱設備和工藝、奧氏體的形成、鋼的冷卻及組織轉變、珠光體相變、貝氏體相變、馬氏體相變等主要內容順次展開。有鑒于此，本文基于“熱處理原理與工藝”課程特點，提出了“任務型”教學模式，研究了該模式對教學質量、學生創新思維、動手能力等方面的影響。

在課程的實踐過程中，首先，根據學生人數分成6個小組（分別記A、B、C、D、E、F），每個小組8人左右，設置小組長負責任務的總體進度安排；其次，在完成金屬材料的強韌化理論授課后，每組領取了一個同工藝、同組織、同硬度的退火Q235鋼試樣，“任務”為利用所學強韌化理論，設計不同熱處理工藝，使用專業實驗室的熱處理設備提高Q235鋼的硬度，且以最終硬度高低對團隊進行考評，并將成績體現在課程的最終考核中。

2 結果與討論

通過對學生完成任務的過程和結果進行分析，發現每組采用的工藝均有差別，但是均統一采用了滲碳化學熱處理，且滲碳劑均為學生自行配制，采用的原料有木炭、焦炭和活性炭，助滲劑也各有不同，試樣被置于陶瓷坩堝中用泥土封蓋后在箱式爐內加熱。此外，工藝上的區別還包括了不同滲碳時間、不同淬火介質（水、鹽水）、滲碳淬火后處理等。具體的硬度見下表，由數據可知，采用極為簡易的固體滲碳工藝可以使退火Q235獲得非常高的淬火硬度，單個數值甚至達到70HRC以上，甚至超過了大多數合金鋼的淬火硬度。

各組學生在任務完成過程中，充分運用了熱處理強韌化理論，通過前期工藝設計、方案實施和結果驗證，學生的設計思維、設備操作、滲碳劑配制、硬度檢測方法均得到了很大的鍛煉，激發了學生對熱處理課程的積極性。

3 結論

通過課堂上布置設計好的具有一定難度的“任務”，讓學生組成團隊，利用所學知識和教學資源，發揮團隊智慧，課余時間親自動手完成教學任務，實現了課上課下聯合推動教學，調動了學生理論聯系實踐的積極性，提高了學生的創新思維和動手能力，有助于進一步提高教學質量，同時也是解決理工科高校教學過程中“重知輕行”問題的較好方法。“任務型”教學模式能夠更加地符合理工科院校的專業課程實際教學，具有一定的創新性和普適性。

【參考文獻】

[1]鐘志賢.大學教學模式改革的十大走向[J].中國高教研究，2007（1）：88-91.

[2]亓海全，焦慧彬，周伍.金屬材料熱處理的實驗教學改革[J].科技視界，2015（11）：65.

[責任編輯：朱麗娜]