工程教育金属学课程教学改革初探

摘要:

本文以《金属学与热处理》专业技术基础课在工程教育专业认证“能力导向”的背景下，坚持成果导向(OBE)、以学生为中心和持续改进三个基本理念，浅析课程教学应如何适应学生需求。分析了课程教学目前存在的问题，提出从课程学习目标的确定、教学内容、教学方法与手段、考核方式及成绩评定方式改革等方面入手进行教学改革。

关键词:

工程教育专业认证;金属学与热处理;教学改革

工程教育专业认证需要遵循OBE、以学生为中心以及持续改进这三个基本理念。这三个基本理念对于教学改革及专业建设的促进和引导具有积极意义、对于保障培养质量及持续提高也非常重要。OBE始终关注的4个问题依次是:每一位学生所能获取什么样的学习成果;为什么要让每位学生获取该成果;学生获取这些成果的过程中教师应当如何提供有效的帮助;学生若已获取这些成果，通过什么途径判断、知晓及反应?以学生学习为中心，突出强调的学生学习成果，是聚焦于学生“应该得到什么”。

一、课程情况及目前存在问题

《金属学与热处理》是工科本科院校材料类专业一门非常重要的学科基础课，课程由金属学原理、金属热处理工艺及金属热处理原理三个教学模块所构成，突出金属学与热处理学科“综合、交叉、系统”的特色，内容由“成分—工艺—组织—性能—应用”主线所贯穿。本课程的特点为理论抽象，专业术语较多，因此造成学生在学习过程中普遍反应出的内容繁杂、对所学知识点及知识体系不能透彻理解等问题，因而使得课堂气氛较为沉闷;另外对一些理论知识及基础知识掌握相对较好的学生，频频反映出实际应用能力较差等问题，这些问题集中表现在遇到实际工程应用问题时茫然、不知所措等。综上，课程本身表现出了“两难现象”，一难在于学生难学，另一难在于教师难教。

二、课程学习目标的确定

1．知识领域。

学习成果的表现十分丰富，“知识领域”是其中不容忽视的一项，具体表现为学生学习完成之后，能够对金属学、金属热处理工艺及金属热处理涉及的术语及相关问题有一定程度的记忆及了解、并具有对这些问题的应用能及分析能力。

2．技能领域。

“金属学与热处理”在技能领域方面尤为关注学生综合实践能力的培养，具体表现为知识运用能力、实践操作能力、方案选取能力、问题分析能力以及创新能力等，这些能力的培养需要通过实践教学环节来达成、从而提高学生的工程设计及应用能力，最终能够满足用人单位需求。

3．态度领域。

工作态度包括对工作的认真程度、责任程度和努力程度等方面，是人们对于工作所采取的行动及其评价。课程在展开过程中需要对这方面的能力进行培养。使学生具有踏实认真的工作态度，具有强烈的责任心和明确的工作目标，具有上进心并能够在今后的职场中积极进取，这些能力都是学生毕业后能否进步的要素。

三、教学内容的改革和前沿知识的补充

1．精简教学内容。

对教学内容进行加工组织，找出主线、突出重点、删减过时或不常用的内容，使其更符合教学规律，力求做到少而精;对内容按知识点归类后再进行科学的组合，合并近似的内容，使其在连贯的基础上具有系统性;如金属热处理原理部分以TTT图与CCT图这两个图为基础进行展开，并结合讲解三大冷却转变，这样就对课程内容进行了整合性并保持其联系性，使得学生在学习时更能准确把握主要知识点，并能在理解的基础上牢固掌握。

2．前沿知识补充。

目前，新材料、新工艺不断发展，对材料科学知识体系在深度、广度方面的适度拓展迫在眉睫。因此需要将新材料领域的新技术和新工艺、研究动态、应用状况等前沿知识及时融入教学内容中，使教学内容与时俱进。

四、教学方法与教学手段改革

1．采用现代教育技术。

金属学与热处理课程基础理论及原理抽象难懂，可将这些比较抽象、难于理解的内容采取多媒体教学手段，通过图片、动画、视频，具体、形象地展示给学生。例如金属学中的位错运动、结晶过程和塑性畸变过程可利用Flash制作动画，这种模拟和演示可让学生对原子的移动方式有一种直观的理解。将教具发给学生，让其体验“原子的不同堆垛方式形成不同的晶体结构”，从而达到更好的效果;组织的概念在课程中尤其难以理解，不同的材料组织不同，且组织是肉眼无法直接观察到的，板书授课无法清楚描画，因此，高质量的显微组织图片在教学中至关重要。

2．理论联系实际，强化实践教学。

金属学与热处理课程本身实践性很强，同时其基础理论丰富且经典。课程的各个知识板块间也反映出了理论和工艺、材料等方面的实际联系。为了更好地使学生理解理论知识，提高学生的实践动手能力，使学生在未来的技术工作中对影响产品质量的工艺因素、过程检测与监控方法有一个完整的了解。

3．开展讨论式课堂教学。

为充分发挥学生的主观能动性、调动学生学习的积极性，理论联系实际的内容可以组织课堂讨论使学生成为教学的主体，让他们利用所学的知识给出自己的最优方案，教师对方案进行剖析，进行关键点的讲解，同时，指出在分析拟定方案中应注意的问题。

4．师生角色互换。

角色互换这种灵活的教学方式，目前有多种方式可以实现，如较为成功的“翻转课堂”等。通过这种角色互换的方式，可以使学生学习积极性大幅度提高的同时减小师学之间的距离，最终使得教学效果事半功倍、课堂气氛由沉闷变得活跃。

五、考核方式及成绩评定方式

《金属学与热处理》内容繁杂，各章节看似相互独立，实际上前后章节知识点之间的联系紧密，经典理论及相变规律是材料加工工艺及其获得性能的理论基础，例如金属材料可采用凝固、塑性变形、热处理(多种热处理方法)等工艺获得细晶组织。针对以上特点，考核方法重在应用与综合，识记为辅，突出了工程教育认证“能力”培养的目标。

作者：刘芬霞 冯晓春 单位：兰州理工大学技术工程学院

参考文献:

［1］李志义．解析工程教育专业认证的成果导向理念．中国高等教育，2014年17期．

［2］高蓓蕾．以学生为中心:工程教育专业认证的核心理念．中国科学报，2015年7版