工程认证背景下冶金工程专业金属学及热处理课程教学改革思考

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　　摘要：文章分析当前金属学及热处理课程教学中存在的主要问题，并从合理安排选修时机及选任主讲教师、利用现代化教学手段生动形象展示抽象概念、增设实践环节、丰富考核方式四个方面着手改进，充分调动学生学习的兴趣和积极性，提高教学质量和教学效果。同时，满足工程认证背景下对培养冶金工程专业应用型人才的要求。
　　关键词：冶金工程；金属学及热处理；工程教育认证；教学改革
　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）28-0076-02
　　《金属学及热处理》是我校冶金工程专业学生学习不可或缺的一门专业基础课。该课程是以金属学基本原理、热处理原理揭示常见工程材料的化学成分、工艺、组织及力学性能之间的关系与变化规律的[1]。目前，我校冶金工程专业认证已经顺利通过，而工程认证强调应用型人才的培养。如，培养学生初步具备利用该课程的理论知识分析冶金生产中出现的工艺流程、关键技术与产品质量等复杂工程问题能力[2]。如何实现工程教育认证培养的宗旨是该课程的致力的方向。现阶段该课程在教学过程中存在一些亟待解决的问题。如何有效解决这一问题，以充分调动学生学习主动性，提高该课程的教学质量和教学效果，实现工程教育背景下应用型人才的培养目标是当前必须要思考的问题。
　　一、合理安排选修时机及选任主讲教师
　　《金属学及热处理》课程涉及的专业术语繁多、知识点联系紧密、概念抽象[3，4]，因而学生理解知识点的难度大。目前，该课程为冶金工程专业学生大二学年春学期开设。截至此学期，学生主修公共基础课，对专业课的接触甚少，对钢的成分、组织、性能概念等尚未建立。因此，在学习过程中，学生缺乏积极性和主动性，对教学内容不能牢固掌握，影响了课程教学效果。从教学内容上看，该课程与冶金工程专业的其他专业基础课联系似乎不是很紧密，但实际上如果学生在理解钢铁冶炼、精炼及连铸的基础上再学习该课程，将会收到事半功倍的效果。换言之，在钢铁冶炼—精炼—连铸—热处理—组织性能检测的学习路线上循序渐进能够改善教学效果。该课程的选修可以安排大三学年春学期，待学生具备钢铁冶炼—精炼—连铸的基本原理及工艺情况下学习该课程。这不仅利于培养学生全流程的工艺思维，还利于增强学生对课程的兴趣及提高学生工程意识。
　　目前，我校《金属学及热处理》课程聘请金属材料工程专业的专任教师讲授。无论是从知识点系统化、条理化还是教学方法上来说，相信专任教师都能很好地完成该课程的教学目标。但金属材料工程专业教师对于钢铁冶金方面的知识还是有欠缺。这样，在实际的教学中，专任教师引入钢铁冶炼与金属材料组织性能关系的能力尚且不足。因此，在有条件的情况下，可以选任兼具冶金工程专业与金属材料工程专业交叉研究背景的教师进行此课程的讲授。这利于促使学生理解该课程所处钢铁生产环节的地位和意义，以增强学生积极主动性，提高课程的教学效果。
　　二、利用现代化教学手段，生动形象展示抽象概念
　　《金属学及热处理》课程的特点之一是抽象概念多，如金属材料的空间结构、显微组织中的结构位错、孪晶、空洞等。学生学习过程中接触到这些多且难理解的概念容易萌生退意。为尽量提高学生的学习兴趣，提高教学效果，在课件中引入视频及动画，通过直观教学增强授课的生动性，促进学生对讲授内容理解，从而明显提高教学的效果。如：利用晶体结构展示工具diamond更为清晰直观地展示铁素体、奥氏体的空间结构。此外，充分发挥“雨课堂”及相关热处理网站也是一种新的教学方式，借助于网络学生可以形象地掌握《金属学与热处理》学科中的抽象知识点等[5，6]。
　　三、实践环节的增设
　　《金属学及热处理》涉及的内容繁多、理论性强、学生接受困难[7]。目前，我校冶金工程专业《金属学及热处理》课程主要以课堂教学为主，这是课程教学效果不理想的原因之一。工程认证背景下，合理协调理论教学与实践教学，目的在于培养应用型人才，使其具备知识的应用能力[8]，因此，需要加强实践环节教学。同时应注意和冶金工程专业课的协调性，增加学生的学习兴趣，提高学生的实践能力。
　　一方面兼具钢铁冶金与金属材料双重研究背景的专任教师结合自己的科研增设案例教学，如82B帘线钢连铸过程C、Cr、Mn的偏析对钢种最终索氏体组织含量、马氏体组织形成的影响。另一方面，可在冶金工程專业综合实验课程实验环节教学中开设钢铁冶炼—成分分析—轧制—热处理—组织性能检测的实验，或将钢的热处理工艺与组织及硬度的关系实验和识别钢的金相组织实验等纳入该课程的实验学习任务。此外，冶金工程专业的认识、生产及毕业实习不仅局限于熟悉转炉炼钢、精炼、连铸等钢铁冶炼工艺，更应拓展到后续轧制、热处理工艺流程，促使学生切实体会冶金工程与金属材料的交叉与渗透，提高学生的综合技能及解决实际问题的能力。
　　四、丰富课程考核方式
　　目前，课程传统的一纸化考试已不适应工程教育认证培养学生综合能力与解决复杂工程问题能力的要求。课程考核的目的更应趋向于培养学生掌握和运用金属学基本理论、基本知识和基本技能的能力[9]。在试卷考试的基础上增加课程论文、课堂讨论[10]，如针对不同用途钢种的性能要求调研其成分、组织和热处理工艺，通过此对比学习，能够清楚理解钢的成分、热处理工艺路线与组织、性能之间的内在联系，反映学生掌握课程的实际效果，同时将实践环节考核的成绩纳入最终成绩考核的范畴。这样多元化的评价方式，在真实考查学生掌握课程基本原理、基础知识同时达到培养具有工程应用能力人才的目的。
　　参考文献：
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　　[2]崔雅茹，施瑞盟，张朝晖，赵俊学，王斌，李林波，杨双平.冶金工程专业工程教育认证毕业要求的解读及达成度评价[J].中国冶金教育，2017，（3）：109-112.
　　[3]杨在志.《金属学与热处理原理》课程教学改革与实践[J].教改创新，2013，（41）：50-51.
　　[4]何代华.金属学与热处理课程教学改革[J].中国冶金教育，2014，（3）：5-6.
　　[5]龚练.金属学与热处理课程教学改革探索[J].科技资讯，2018，16（5）：135-137.
　　[6]苏娟，梁亚红，白玉，刘慧敏.“雨课堂”在金属学与热处理课程中的应用研究[J].中国现代教育装备，2018，（5）：73-74.
　　[7]刘晖晖.“金属学及热处理”实验教学改革[J].科教导刊（中旬刊），2017，（10）：112-113.
　　[8]施瑞盟，张朝晖，崔雅茹，李小明，王斌，贾青，邢相栋.工程认证相关问题研究与实践[J].中国冶金教育，2018（1）：121-124.
　　[9]仵海东，曹鹏军，刘筱微.“金属学及热处理”课程建设与改革探索[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2009，（12）：205-209.
　　[10]王海燕，孙昊，吴忠旺，段宝玉，任磊.工程认证背景下金属学及热处理课程教学[J].中国冶金教育，2018，（1）：4-8.
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