以行業標準應用為基礎的《材料腐蝕與防護》課程改革*

田文明，陳芳芳，李忠磊，李艷霞，王 倩，李沖沖

(北華航天工業學院材料工程學院，河北 廊坊 065000)

《材料腐蝕與防護》是針對金屬材料類專業學生開設的一門以工程實踐及應用為基礎，理論性較強的課程。課程內容主要涉及金屬材料腐蝕現象、失效模式及機理，并介紹腐蝕評價、防護控制及相關新技術，用于指導學生就業后從事材料腐蝕失效原因及機理分析、材料環境適應性評價以及耐蝕材料及工藝開發的工程實踐工作。該課程主要服務于工程機械設計制造、化學及食品工業設備運行維護，以及航空航天制造等高技術領域[1]。

傳統的《材料腐蝕與防護》課程教學，比較注重抽象概念、理論知識的傳授及講解，學生需要記憶的知識點、原則較為龐雜，信息量大，學生對知識的消化吸收比較困難，易于遺忘，畢業后從事具體工作時，所學知識已經遺忘的所剩無幾。而實際工程中涉及到材料腐蝕評價、性能測試、防腐蝕工藝設計開發時，無一例外地均要以國家或行業標準為依據，可以說具體標準貫穿材料腐蝕與防護具體工程實踐的每一個步驟，是判據是準繩是標尺[2]。傳統的教學中忽略了國家及行業標準的引入、分析及應用，造成培養的學生難以快速適應工程實踐的需要，未培養起應用標準、尊重標準、一切從標準出發的工程實踐思維，這與我國提出的應用型大學培養應用型人才的原則是相悖的[3-5]。

因此，將材料腐蝕與防護相關的國家及行業標準與具體的教學模塊及章節對接，引入到教學工作中，優化教學內容、教學手段及考核方式，對于加強學生的實踐能力，提前形成工業生產標準先行的意識具有重要意義，能夠促使學生更快地上手具體工作，更好地為國家和行業培養應用型技術人才。

1 目前教學中存在的問題與挑戰

1.1 理論知識與實際標準應用場景脫節，難以指導工業實踐

以往教學中，《材料腐蝕與防護》的理論知識涉及較多的數學、物理及化學運算內容，重理論機理而輕現實應用，特別是對實際場景考慮不足，造成學生理論學習和實踐過程難以無縫銜接。例如，用于評價耐蝕性應用最廣泛的國家準標GB/T10125《人造氣氛腐蝕試驗 鹽霧試驗》中對鹽霧試驗的溶液濃度、氣氛溫度、藥品等級及噴淋量等腐蝕影響因素做了非常具體的規定[6]，而以往的教學中對于腐蝕的影響因素總是一帶而過，所用篇幅很小，但對腐蝕背后的電化學機理著重強調，造成理論教學內容與實踐需求的錯位。

1.2 應用標準時已忘記理論知識，對標準原則及要點把握不準

圖1 電化學測試三電極體系Fig.1 Three-electrode system used to electrochemical testing

圖2 不同電位掃描速率下的動電位極化曲線Fig.2 Potentiodynamic polarization curves obtained at different potential scan rate

材料腐蝕與防護類的國家及行業標準，其特點是內容具體，信息量大，對具體的技術細節要求非常細致嚴謹，這背后都涉及到腐蝕防護的基礎理論知識，深刻理解掌握標準內容及理論知識的內在聯系，是正確運用標準解決工程問題的基礎。但傳統的理論教學，只注重講授內在機理及相關的物理化學知識，而忽略了理論對標準內容的指導與銜接，造成學生走上工作崗位后，對標準中的規定及技術狀態的選擇把握不準。例如國標GB/T12967《鋁及鋁合金陽極氧化膜檢測方法》中針對不同嚴酷度要求的環境規定了不同的鹽霧試驗類型：中性加速鹽霧試驗、銅離子加速鹽霧試驗及銅離子加速乙酸鹽霧試驗，其嚴酷程度是依次增加的，這里就涉及到基礎的腐蝕電化學機理；又例如行業標準HY/T192《海水環境中金屬材料動電位極化電阻測試方法》就規定了使用如圖1所示典型三電極體系進行測試，而在傳統課程中很少規定電化學測試體系，測試體系可以是三電極也可以是兩電極和四電極體系；此外HY/T192對動電位掃描的速度進行了規定，而傳統教學中極少關注動電位掃描速率對極化曲線的影響，而掃速的不同，極化曲線的形狀及對結果的判讀就會產生偏差，如圖2所示為不同動電位掃速下的極化曲線，不同掃速下的結果可比性極差[6]。以上提到的標準中關注的技術要點恰恰是傳統理論課忽略省略的部分。如果學生學習時將標準和理論知識割裂，理論知識的抽象會加速遺忘，當接觸到具體標準時，難以把握技術要點和細節，從而選擇錯誤的技術參數，造成難以挽回的損失。

1.3 傳統教學中學生難以形成敬畏標準、標準先行的工作理念

國家及行業標準的特點是普適性、嚴謹性、科學性及經濟性。工業生產中的一切程序，大到工藝流程小到包裝外觀，國家標準都做了細致的規定，相關標準是腐蝕防護工業領域的行為準則和通行證，流程、質量及復驗均符合標準規定的要求，產品及設計才能在行業內順利流轉，否則就有被退貨甚至報廢的風險[7-8]。但傳統的《材料腐蝕與防護》教學中，涉及具體標準介紹的內容很少，對標準重要性的認識也嚴重不足，造成學生對國家及行業標準缺乏認知，不夠重視，沒有形成敬畏標準、一切行動從標準出發的意識，在與其他技術人員及廠商的接觸中不適應，上手慢，認識過程漫長且代價較大，可能造成技術事故，不利于應用型人才的快速培養。

2 對《材料腐蝕與防護》課程的教學優化

2.1 針對行業標準對課程教學內容進行優化

對現有教學內容進行優化，根據腐蝕行為機理→失效原因分析→材料耐蝕能力評價→耐蝕材料、結構及工藝設計的相關路線圖，將教學內容分為若干教學模塊，建立不同模塊間的承接關系；將與各教學模塊內容相關的國家標準、行業標準及國家軍用標準等引入到教學內容中，將基礎理論知識寓于標準的制定、應用及使用范圍分析中，加深學生對基礎理論知識的理解，并掌握相關標準的查詢與應用，促進知行合一，能在以后的工作實踐中形成標準先行、尊重標準的思維原則[3]。

2.2 對課程教學方法及手段進行優化

采用討論式、案例式、啟發式教學方案，引入翻轉課堂、慕課等教學手段。針對工程標準的制定、應用及局限性，結合具體的理論知識采用討論式、案例式、啟發式教學，既加深了學生對相關標準的認識又加深了對理論知識的理解；對于耐蝕材料選用、耐蝕工藝設計等知識模塊采用案例教學，引入翻轉課堂、慕課等手段，先由學生自主設計工藝流程，再對比實際工業生產中的相關標準，剖析每一步驟的設計原理及標準要求。

加強線上資源的建設與運用，借助現有成熟的網絡教學平臺，針對《材料腐蝕與防護》課程的內容，將相關國家、行業及國家軍用標準上傳云端，形成腐蝕防護測試、評估及工藝標準全文數據庫，便于隨時查閱學習。課堂主要用于標準分析、案例解讀及機理探討等內容，合理運用課上及課下時間，提高學習效率[5]。

2.3 優化課程考核內容和方式

將相關標準應用及實際工藝路線設計等綜合工程問題作為課程考試的內容，考察學生們對工程實踐問題的決策、解決能力；將學生在線上、線下學習參與教學的所有活動納入課程評價中，加大平時作業、階段測驗、課程實驗的考核比例，重點加強對行業標準應用能力的考核。

3 結 語

將腐蝕防護領域相關的國家及行業標準與《材料腐蝕與防護》課程相結合，將其引入到理論知識教學中，優化教學內容，促進學生對理論知識的理解、記憶、應用；優化教學方法，引入多樣化教學手段，便于學生學習、運用標準解決實際問題；優化考核內容，更注重工程標準運用及對實際工藝路線規范化設計的考核；通過以上教學改革，破除學生理論知識學習與行業實踐間的藩籬，更好更快地培養應用型人才。