金属材料学课程教学探讨

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　　摘要：提高金属材料学课程教学质量，夯实学生的专业知识与技能，一直是该门课程教学面临的难题。本文就该课程教学进行了探讨并揭示讲授绪论时需要激发学生的学习热情，讲授合金化理论内容时需要进一步与前期专业基础课程《材料科学基础》和《固态相变》课程中的知识点相结合，同时该课程教学过程中需要开设一定的课带实验，有助于学生掌握抽象的专业理论与技能。此外，引导学生利用现代信息技术了解金属材料学最新研究发展动态。
　　关键词：金属材料学；理论教学；实践教学；课带实验；解决策略
　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）24-0169-02
　　作为金属材料工程专业的主干课程，《金属材料学》教学内容主要包含了两大部分内容：一方面是钢的合金化理论；另一方面为结构钢、工具钢、铸铁等金属材料成分、组织、工艺、性能及应用等知识，具有专业理论与工程应用相结合的特点，是对前期专业课程的深度学习与综合总结。该课程的学习对于金属材料工程专业学生的综合专业素质的培养和提高起着举足轻重的作用。特别呼应了以应用型人才院校的OBE培养方案，即学生毕业时需要获得强责任、精技术、善管理、重实践、求创新等储多方面的能力。
　　一、《金属材料学》课程教学面临的问题
　　《金属材料学》课程内容主要由钢的合金化理论、结构钢、工具钢、铸铁及有色合金的成分、组织、工艺、性能及应用等方面的专业知识构成，具有较多的材料学概念、原理及工程应用。特别是合金元素对合金钢相变中“C”曲线的影响，最终影响材料的各项力学性能指标，其知识体系理解起来非常抽象，而目前该课程教学中大多数仅是采取纯理论教学，有些教学条件稍完善可能利用软件进行模拟合金钢的相变过程，而实际上这样的教学效果非常有限，难以真正让学生接受所讲授的内容体系，随着章节内容的不断加深，学生对后续内容的理解变得超来越困难，甚至对后期内容的学习失去兴趣。因此，该门课程就成为本专业最难的专业课程之一。针对金属材料学课堂内外教学活动过程中存在的问题，其根源可概述为以下几点：
　　1.学生专业基础良莠不齐。目前本专业仅少数学生具有较好的专业基础，而大部分学生专业基础相对薄弱，甚至金属材料学相关概念、原理及工程应用几乎一片空白。例如，许多学生在学习前期专业基础课程《材料科学基础》的时候，由于没有领会铁碳相图和金属的强韧化机理等知识体系，所以对《金属材料学》中典型零件的选材及其热处理工艺参数的制定依据缺乏明确的认识。
　　2.对于课程《固态相恋》中的基本概念和原理，学生的基础较为薄弱。《金属材料学》在很多章节中涉及的相关知识点均需要关联到固态相变中几种相变条件和组织形态。但《金属材料学》课程侧重具体牌号合金材料的相变结果，不会深究固态相变过程，这就导致学生理解并掌握不同类型金属材料组织的成分、工艺、组织及力学性能时增加了困难。
　　3.对于《金属材料学》课程的理论学习，学生缺乏主动性。现阶段培养应用型人才是我国大多数地方理工科院校主要面临的任务和重要发展方向，同时也关系到国民经济和社会发展及大学生就业情况。但是对于《金属材料学》课程的理论学习，学生往往缺乏主动性，不符合应用型人才的培养目标。
　　4.互联网时代，大学生们各方面知识越来越丰富，因而分配给专业课程的时间与精力较为有限。客观而言，《金属材料学》各章节涉及需要记忆和理解的知识点非常多且相互间关联性不强，因此课前预习与课堂教学后知识点复习巩固是学好金属材料学的基本方法和手段，然而许多学生在这方面的学习时间安排不够合理或根本缺乏时间。
　　二、《金属材料学》课程教学的解决策略
　　针对《金属材料学》课堂内外教学存在问题，本人尝试进行了一些教学举措，并取得了一定的突破和效果，具体归纳如下：
　　1.讲授金属材料学课程绪论时需要复习前期的专业基础课程，回顾并梳理《材料科学基础》的铁碳相图知识点和金属材料几种强韧化机理，起到承上启下无缝对接作用。让学生领会《金属材料学》是在前期专业课程的基础之上进行的综合专业课程学习，从而消除学生学习情绪上的负担。
　　2.需要概述性回顾《固态相恋》的相关章节内容，特别是金属材料在不同热处理制度下获得珠光体、索氏体、铁素体、马氏体及贝氏体等组织形态，这样有助于学生理解《金属材料学》结构钢、工模具钢及铸铁的热处理工艺编制依据而不是机械记忆，同时也能激起学生的兴趣和学习热情。
　　3.講课之前，让学生明确学习《金属材料学》的目的和意义。这会促使学生意识到本门课程在建筑工程、矿业工程、石油化工、船泊、压力容器及机械工程等领域的应用。例如，结合工程结构钢知识内容可讲解该类合金应用于桥梁、船泊及压力容器时选材应注意强度、抗腐蚀性能及成本的相互关系；结合机器零件用钢可讲解为什么美国、日本、德国等科技发达国家生产的工程机械在强度和耐磨性与国产工程机械相比，服役寿命更长，这些与《金属材料学》的相关知识有怎样的关联性，其中特别是工程材料方面核心技术差距体现在哪些方面；在当今世界上作为我们国家引以自豪的一张名片高速列车，其中的车轮与普通列车相比，在材料学上有何差距，经长时间运行后在几何形状与力学性能上有什么差异；著名影片《泰坦尼克》中船体碰撞大西洋中的冰山时小小裂纹为何会引发断裂行为，运用《金属材料学》中哪些相应知识点可以解释这一人类航海历史事件。
　　4.理论教学与实践教学相结合。鉴于许多工科院校的《金属材料学》理论教学与实际工程问题存在一定脱节，因此设置《金属材料学》课带实验有助于学生理解本门课程中抽象的理论知识，同时还可增强学生的动手能力和创新能力。课带实验有助于理解课程中抽象的专业理论并培养工科学生连贯思维与动手能力。
　　5.引导学生利用现代信息网络了解《金属材料学》最新知识、研究成果及应用领域。随着网络技术的发展如电脑、智能手机等信息产品的普及，可便捷地查找所需的学习资料，同时通过引入雨课堂教学软件，将有效监控以往上专业课时大多数学生上网娱乐或浏览与课堂教学无关内容等状况。有意识培养学生运用现代网络信息技术去搜寻与《金属材料学》相关的知识内容，将本门课程最新知识与课前预习、课堂讲解及课后复习相结合。
　　三、结论
　　针对目前《金属材料学》教学过程面临的问题进行分析与讨论，得出以下研究结论：
　　1.讲授绪论时需要让学生明确学习金属材料学课程的目的和意义。
　　2.讲授金属材料合金化理论时需要进一步复习前期专业基础课《工程材料科学基础》和《固态相变》，激发学生对本门课程的学习热情和主动性。
　　3.在生产现场开展课带实验，有助于理解课程中抽象的专业理论并培养工科学生连贯思维、动手能力及创新能力等专业综合素质。
　　此外，引导学生利用信息网络了解《金属材料学》最新知识、研究成果及应用领域。
　　参考文献：
　　[1]吴承建.金属材料学[M].北京：冶金工业出版社，2009.
　　[2]文九巴.金属材料学[M].北京：机械工业出版社，2011.
　　[3]戴起勋，程晓龙.金属材料学[M].北京：化学工业出版社，2016.
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