金屬學與熱處理教學方法探討

陳子潘 孫建

摘要：金屬學與熱處理是一門理論、工程實踐兼重的學科，根據當前對金屬材料專業人才培養的要求，本文根據多年的教學經驗，從教學內容、教學方法、側重實驗教學和改變考試模式等方面，對金屬學與熱處理教學進行了分析。

關鍵詞：金屬學；教學；自學能力；考試模式

中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）14-0177-02

金屬學與熱處理課程是材料科學與工程專業最重要的專業核心課之一，既是引導學生進入本專業領域的入門課程，又是使學生掌握材料科學基本原理的理論課程。本課程的概念較抽象，例如柏氏矢量、異分結晶等；全書內容多，涉及面廣，初學者很難在短時間內理解并掌握這些基本概念。作為財經類高校“冷門”專業中的課程，對學生的吸引力較小。學生們學習起來感到枯燥乏味，教學難度相對較大。所以，作為一名金屬材料專業的高校教師必須深入研究，不斷地改進教學方法，促進教學目標的實現。本文結合多年的教學經驗，根據本校學生的基本情況，總結出一些教學方法如下。

一、教學內容緊跟前沿科技

隨著社會的發展和科技的不斷進步，近年來，金屬材料品種及各種新加工工藝迅速發展。人們在傳統材料的基礎上，根據現代科技的研究成果，開發出多種新材料，例如高熵合金、非晶態合金、多孔合金等。因此，在教學過程中，及時將這些概念貫穿于課程的學習中，讓學生了解材料最新的發展動態。教學過程中，應做到抓住主線，突出重點，對于過時內容，可以簡明扼要，一語帶過。為了充分提高學生的專業素養，畢業后盡快適應崗位發展需要，在保留傳統知識理論的同時，要跟上新材料發展的步伐，對新材料、新工藝、新技術需要在課堂上適當地補充教學，這樣既能調動學生積極性又能滿足新時代人才培養的要求。

二、改進課堂教學方法

（一）講授內容和實際相聯系

在教學過程中，遇到一些知識概念，教師可選擇生活中學生接觸且熟悉的實例，激發學生的學習興趣，使學生們都愿意參與到課堂教學中，從而提高教學質量。例如，老師講解晶體材料和非晶體材料時，可以讓學生們參與討論，說出生活中我們接觸到的材料有哪些是晶體材料，有哪些是非晶體材料。教室窗戶上的玻璃、蠟燭以及蘋果手機背部那個蘋果標志等都是非晶體結構，而鑄鐵制作的鐵鍋、黃銅制作的彈殼、金銀做的戒指，手鐲等都是晶體結構，盡量增加學生對金屬材料的感性認識。在講鋼的熱處理原理與工藝時，教師可將一根細鋼絲截成兩段，通過加熱，然后放在空氣中和水中進行冷卻，現場讓學生對這兩段鋼絲進行彎曲對比其力學性能。通過這樣的試驗讓學生改變本課程抽象難懂的印象，確立知識來源于實踐的觀念。在講解疲勞強度時，教師可以事先準備好一根鐵絲，學生通過一次彎曲并不能折斷，而后通過反復多次才能將鐵絲折斷，這種現象就是利用了材料的疲勞強度小于其屈服強度，通過現場演示及講解，學生們就會興趣盎然，很容易掌握不同的、一些難理解的基本概念。

（二）通過多媒體進行直觀性教學

隨著現代化科技的迅猛發展，電腦多媒體教學已成為教學的重要手段。高校教師在進行多媒體教學時，在課前要多花時間認真備課。通過網絡或者自己制作一些動畫，視頻等信息，融入到課堂的教學過程中，通過直接看動畫和視頻，學生可以更直觀地理解一些抽象的知識，例如，位錯是一個十分抽象的概念，學生通過教材上的圖片和文字很難理解并掌握，所以在講解位錯的運動時，可以將刃型位錯的滑移和樊移，螺型位錯的滑移制備成動畫文件，一邊播放動畫，一邊進行講解，這樣可以激發學生的學習興趣，增進學生對所學知識的理解程度。教學過程中可以將語言敘述不清的部分內容采用圖文并茂的形式生動形象地描述出來，可以增強學生的學習信心。

（三）讓學生當一次“老師”

大學教育不同于初高中的教育方式，其培養目的也不相同。大學側重于學生更具體的知識，以后可以很好地適應社會的需要，而初高中的教育，通常是為了學生能考取一個好大學，所以在課堂上，教師的授課速度都比較慢，每門課程都會讓學生做大量的習題以鞏固所學的知識點。大學里教師的授課速度較快，要求學生的自學能力好，自學能力也是最基本、最重要的能力，大學課程需要培養學生的興趣，有興趣才會有學習的熱情。這里的自學方式不僅包括在課外自學，更包括在課堂自學。教師在課堂上應適當創造和提供學生自學的時間和空間。如講到有色金屬及合金這一章節時，這一章節內容主要分為鋁及鋁合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金，相比于其他章節內容，這一章內容比較簡單，沒有復雜難理解的原理。此時可以組織學生進行自學，具體做法是在讓學生在在課堂教學過程中，拿出2—4個課時，將學生分成若干個小組，每個小組的學生分別負責資料的搜集和整理，然后制作PPT，在課堂上輪流給學生上課，每個學生上課時間可以規定在10—15分鐘以內，學生講完以后，其他學生可以提問進行交流，然后教師可以做總結、點評和糾錯。這種學生高度參與的自學+討論教學法可以在輕松的教學環境下收到良好的效果，值得推行，學生在講課前，需要做大量的準備工作，所謂臺上一秒鐘，臺下十年功，學生在準備過程中會學到很多知識，同時，通過在臺上講課，也鍛煉了學生的膽量和語言表達能力，為以后找工作進行面試打下堅實的基礎。

三、增加實驗實踐環節的比重，側重實踐應用教學

實驗教學是提高學生實踐能力，增強學生操作動手能力，分析和解決實際應用問題的重要組成部分。金屬學與熱處理這門課程的理論較多，通過實驗可以幫助學生更好理解這些原理知識。現在學校金屬學課程的實驗教學只有8學時，提供給學生動手操作的機會太少。為提高學生的應用技能，將實驗內容的學時調整為12—16學時，加大實踐應用環節的比重。同時，將實驗環節增加至6-8個，在更多的層面上展開實驗教學。讓學生都參加到整個實驗過程中，設計性、綜合性實驗讓學生主動查閱資料、認真思考，最終讓學生得到真正的鍛煉，提高應用技能，達到教學的目的。

四、根據課程特點，改變考試模式

常規考試繼承了初高中的模式，大多采用閉卷考試，考完后通過批閱試卷得到一個具體的分數，從而來衡量判斷學生的學習情況。因此很多學生都會把精力放在死記硬背上，不管是否真正理解了那些知識，這樣并不利于學生真正掌握基礎知識，有可能還會出現理論成績較好、實際動手能力較差的現象。為了達到培養目標，可以對傳統的考試模式進行改革：平時課堂上的表現、完成作業的情況以及出勤占綜合考試的20%，實驗成績占綜合考試的20%；期末測試占綜合考試的60%。

總之，社會在前進，科技在進步，現代教學對教師的要求越來越高，教學理論和教學方法百家爭鳴，如何在眾多的資料中做好“篩選”工作是教師需要具備的素質之一。本文僅對金屬學及熱處理這門課程的教學方法進行了一些探討，主要介紹了從教學內容，教學方法，側重實驗和考試模式等方面進行了討論，在教學中需要考慮的因素很多，如理論實踐教育一體化、實踐教學、多媒體教學等，這些也需要在今后的教學研究與實踐中逐步探索。教改是一個永恒的話題，需要不斷的探索嘗試，不斷提高教學水平和教學質量。

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