金屬工藝學(xué)本科教學(xué)論文

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一、引言

《金屬工藝學(xué)》課程是機械工程類專業(yè)的重要專業(yè)技術(shù)課，一般安排在大學(xué)二年級下半學(xué)期或大學(xué)三年級上半學(xué)期學(xué)習(xí)，該課程包括的概念和理論內(nèi)容很多，有鑄造、鍛造、焊接、壓力加工、切削加工等常見金屬成型工藝?！督饘俟に噷W(xué)》是聯(lián)系其他專業(yè)課程的紐帶，其教學(xué)環(huán)節(jié)與教學(xué)方法至關(guān)重要，不僅關(guān)系到學(xué)生對其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，而且對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和實踐能力具有指導(dǎo)作用。隨著高等教育體制改革的深入，《金屬工藝學(xué)》課程的教學(xué)存在諸多矛盾，如學(xué)時數(shù)相應(yīng)減少與知識信息量迅速增加之間的矛盾，傳統(tǒng)的授課方法與多媒體創(chuàng)新教學(xué)之間的矛盾等。為了提高該課程的教學(xué)效果，改革教師的教書育人方法，提高課堂利用率已迫在眉睫，尤其是教學(xué)中要善于運用科學(xué)的思維與創(chuàng)新的思路，讓學(xué)生學(xué)到扎實的專業(yè)知識。筆者經(jīng)過幾年來的教學(xué)積累與親身體會，對《金屬工藝學(xué)》課程的教學(xué)改革做了大膽嘗試，下面略作介紹。

二、教學(xué)改革的實踐與分析

1.學(xué)生專業(yè)激情的激發(fā)。對于當(dāng)代大學(xué)生而言，報考專業(yè)時存在盲目性，不知道具體該報什么。大學(xué)學(xué)習(xí)階段專業(yè)興趣的培養(yǎng)十分重要，這種求知的欲望一旦產(chǎn)生，對后續(xù)的課程學(xué)習(xí)起到促進(jìn)作用。那么我們?nèi)绾蝸砑ぐl(fā)學(xué)生的專業(yè)激情呢？要回答這個問題，就要上好緒論課，讓學(xué)生知道該課程的主要內(nèi)容、與現(xiàn)實生活的聯(lián)系、如何運用知識解決實際問題等，其中最重要的是結(jié)合身邊實例加以引導(dǎo)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。例如就學(xué)生宿舍中常見的暖氣片，我們可以從以下幾個方面提出問題：①為什么暖氣片使用金屬材料而不用非金屬材料？②為什么有的暖氣片使用鑄造方法而不使用壓力加工方法？③為什么高檔暖氣片采用有色金屬材料而常用暖氣片采用鑄鐵材料？④復(fù)雜的暖氣片系統(tǒng)是如何連接的？⑤如何優(yōu)化暖氣片的結(jié)構(gòu)使其散熱效果更佳？隨著這些專業(yè)問題的提出，課堂氣氛馬上活躍起來，很多學(xué)生求知心切，想馬上知道答案，這個時候我們可以結(jié)合《金屬工藝學(xué)》的章節(jié)知識，通俗易懂的做出解釋。相信大多數(shù)學(xué)生會茅塞頓開，感慨小小暖氣片有這么多專業(yè)知識，濃厚的學(xué)習(xí)興趣會隨之產(chǎn)生。以上僅是生活方面的小常識，這個實例中涵蓋了不同材料的性能差異、金屬材料的鑄造與加工工藝、金屬材料的導(dǎo)熱效果及其腐蝕性能、材料的焊接工藝與方法、機械零件的設(shè)計與制造等專業(yè)知識，從而引出導(dǎo)熱率、鑄造、壓力加工、有色金屬、黑色金屬、焊接、腐蝕性能及結(jié)構(gòu)設(shè)計等重要專業(yè)術(shù)語，無形中提升了學(xué)生學(xué)習(xí)《金屬工藝學(xué)》的情趣。當(dāng)然生活中還有許多生動的實例，我們不妨在緒論課上列舉出來，讓學(xué)生思考，如鑄造應(yīng)力引起的腐蝕問題、純銅水管的優(yōu)良性能、金屬導(dǎo)熱性能與導(dǎo)電性能的區(qū)別與聯(lián)系、純金屬與合金的強韌性比較等，都將給學(xué)生帶來深刻的啟發(fā)，為《金屬工藝學(xué)》課程的后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.多媒體課件教學(xué)。多媒體教學(xué)是近十多年發(fā)展起來的創(chuàng)新教育模式，它包含豐富的知識內(nèi)容，如聲音、模擬動畫、圖像視頻等，與傳統(tǒng)的教學(xué)模式（黑板+粉筆）相比，多媒體教學(xué)把枯燥無味的文字理論轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷦有蜗蟮闹庇^教學(xué)，在講述較為抽象的專業(yè)知識時具有明顯的優(yōu)越性。多媒體教學(xué)是高等教育發(fā)展的必然要求，也是本科教學(xué)的重要途徑，在大多數(shù)課程教學(xué)中倍受青睞，但與傳統(tǒng)教學(xué)模式并不矛盾，如果把多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)有機結(jié)合起來，教學(xué)效果將會更加明顯。結(jié)合《金屬工藝學(xué)》課程的教學(xué)實踐，在講述砂型鑄造、焊接過程、切削加工等知識點時采用多媒體教學(xué)更加明了，可以直觀的看到金屬的流動或變形，最終的教學(xué)效果不言而喻，學(xué)生很容易接受。但在講述鑄件的特性及性能、合金熱處理分析、各種公式推導(dǎo)等內(nèi)容時，采用傳統(tǒng)板書較為合理，通過環(huán)環(huán)緊扣的推導(dǎo)過程與分析，給學(xué)生留下足夠的時間思考，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。多媒體教學(xué)的另一突出特點是容量大、課堂效率高，傳統(tǒng)黑板模式幾個小時講述的內(nèi)容，多媒體教學(xué)一個小時就能完成，原因在于傳統(tǒng)板書占據(jù)了許多時間，而多媒體的圖文切換幾乎不占用時間。當(dāng)今本科教學(xué)的任務(wù)較重、知識點豐富、教學(xué)信息量猛增，而課堂學(xué)時較少，本身就存在著矛盾，多媒體教學(xué)無疑讓教師從煩瑣的板書中解脫出來，把有限的時間投入到觀點剖析上，更好地緩解了教學(xué)矛盾，但要切忌貪大求多、重點不突出、速度過快等現(xiàn)象的發(fā)生。就《金屬工藝學(xué)》課程教學(xué)而言，提倡多媒體教學(xué)并不是排斥傳統(tǒng)黑板模式，本著注重教學(xué)效果提高、教學(xué)質(zhì)量改善的目標(biāo)，通過課堂教學(xué)的實踐與探索，找到兩種模式的最佳結(jié)合點，宜統(tǒng)則統(tǒng)，宜分則分，相信教學(xué)效果會相輔相成、相得益彰。

3.多角度解釋抽象理論。學(xué)生從書本上獲得的知識是間接的、抽象的，能夠合理運用基本理論解決實際問題是最終目的，也是檢驗學(xué)生基本功的根本途徑。《金屬工藝學(xué)》屬于專業(yè)技能課程，相關(guān)章節(jié)的實踐性較強，我們在講述這些內(nèi)容時不妨結(jié)合生產(chǎn)實例，列舉一些技術(shù)性問題，讓學(xué)生自己分析，用間接的理論指導(dǎo)直接的生產(chǎn)，從而加深學(xué)生對專業(yè)知識的理解。例如講述“熱處理”章節(jié)的相關(guān)內(nèi)容時，為了說明應(yīng)力腐蝕的危害性，可列舉一戰(zhàn)時期彈殼開裂的例子，原來經(jīng)過深沖成型的黃銅彈殼，放置一段時間后自動發(fā)生開裂（季裂），其原因在于殘余內(nèi)應(yīng)力和外界腐蝕的聯(lián)合作用，要解決這一技術(shù)問題，只需要將加工后彈殼進(jìn)行260℃去應(yīng)力退火，開裂現(xiàn)象就迎刃而解了。通過這個典型例子，我們可以把“看不見，摸不著”的加工應(yīng)力及應(yīng)力腐蝕講解的明明白白，不僅讓學(xué)生知道了冷加工產(chǎn)品容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，而且清楚了消除應(yīng)力腐蝕的途徑。再如講解“物理化學(xué)性能”章節(jié)時，為了說明導(dǎo)電性與密度的問題，可舉例說明空中輸電一般使用鋁線，而地下電纜輸電則采用銅線，雖然銅的導(dǎo)電性能優(yōu)于鋁，并不是所有導(dǎo)線都使用銅，原因在于銅的密度較大（鋁的三倍多），鑒于穩(wěn)定性方面的考慮，只適合地下使用，不適合空中輸電。從以上分析可以知道，運用現(xiàn)場實例不但加深了學(xué)生對書本知識的理解，而且拓寬了專業(yè)知識范圍，對培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力十分重要。對于專業(yè)課教師來說，要善于理論聯(lián)系實際，注意運用具體實例說明抽象理論，并引導(dǎo)學(xué)生積極、主動的思考，抓住問題的本質(zhì)所在，正確的分析，巧妙的運用。

4.合理拔高學(xué)科前沿知識。隨著高等教育的發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)以教科書為主，但又不局限于教材，因為專業(yè)教材具有一定的出版周期，往往滯后于學(xué)科前沿知識。因此，我們在進(jìn)行課程教學(xué)時，應(yīng)注重積累各類教學(xué)素材，特別是注意吸收本學(xué)科的最新研究成果，在講課過程中適當(dāng)穿插。例如在講述《金屬工藝學(xué)》課程“鐵碳合金”章節(jié)時，要適當(dāng)補充鋼的熱處理方面的知識，要讓學(xué)生清楚退火、正火、淬火及回火之間的關(guān)系，知道如何正確運用熱處理工藝，告訴學(xué)生鋼的熱處理不僅適用于鋼件，同樣適用于其他金屬材料，并告訴退火與正火的區(qū)別和材料淬火后回火的必要性。而回火又包括高溫回火、中溫回火、低溫回火三種工藝，不同淬火制度的材料回火制度也不相同，關(guān)鍵在于根據(jù)性能要求合理制定淬火和回火工藝，力求材料經(jīng)久耐用。要告訴學(xué)生材料組織性能的重要性，它是掌握這些知識的主線，例如退火后材料的強度降低，塑性增加，淬火后材料強硬度增加，而塑性降低，為了提高材料的使用壽命，淬火后的材料應(yīng)進(jìn)行回火處理，以消除淬火應(yīng)力影響。相對于書本內(nèi)容“，鋼的熱處理”章節(jié)講解較為詳細(xì)，并且有的地方提高了難度，這是機械類學(xué)生就業(yè)的需要，也是為了滿足部分求知欲旺盛的學(xué)生需要，相信不少學(xué)生就業(yè)后會有親身體會。這里需要特別指出的是，拔高課本前沿知識要注意“度”的問題，既要注重吸收新知識，又要考慮學(xué)生的承受能力，避免喧賓奪主。一方面，適當(dāng)補充相關(guān)知識點是為了提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)更高層次的人才做鋪墊；另一方面，拔高教材知識，可以給精力充沛的學(xué)生留下思考余地，進(jìn)一步激發(fā)他們向縱深發(fā)展的信心。

三、結(jié)語

隨著時代的進(jìn)步，大學(xué)生的培養(yǎng)任重而道遠(yuǎn)，提高本科教學(xué)的綜合效果是我們每位教師的責(zé)任，創(chuàng)新教學(xué)方法，改革傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)勢在必行。以上討論的《金屬工藝學(xué)》課程教學(xué)的幾點嘗試，僅供高校教師參考，旨在拋磚引玉。教學(xué)改革是一個新生事物，總會出現(xiàn)新的問題，我們應(yīng)該認(rèn)真總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，注重分析教學(xué)方法，互相取長補短，從自身實踐中改進(jìn)教學(xué)思路，找出一條適合本科教學(xué)的成功之路。

作者：張建新單位：河南理工大學(xué)