蔣 亮,張書杰,劉 暢,耿桂宏

（北方民族大學(xué)材料學(xué)院, 銀川 750021）

0 引言

《金屬材料及熱處理》是材料學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)（以下簡稱材科專業(yè)）和材料成型及控制工程專業(yè)（以下簡稱成型專業(yè)）的一門重要的學(xué)科主干課程，是一門典型的以基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐緊密結(jié)合為特征的課程，其對應(yīng)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程即《金屬材料及熱處理實(shí)驗(yàn)》是材料工程學(xué)科中一門實(shí)踐性和綜合性均較強(qiáng)的專業(yè)實(shí)踐必修課。該課程與實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，在材料科學(xué)專業(yè)和材料成型專業(yè)的教學(xué)中，具有舉足輕重的地位。因此，該課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)能夠使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中充分發(fā)揮自己的想象力與創(chuàng)造力，從而達(dá)到優(yōu)化學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)并擴(kuò)大其知識(shí)面的目的。

我國傳統(tǒng)教育觀念更加重視理論課的教學(xué)，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)常被當(dāng)做是理論教學(xué)的附庸，很多高校開設(shè)的《金屬材料及熱處理實(shí)驗(yàn)》屬于傳統(tǒng)的“驗(yàn)證型”實(shí)驗(yàn)，即：學(xué)生只是進(jìn)行最基本的熱處理操作，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容古板，學(xué)生不需要?jiǎng)幽X，只是“照葫蘆畫瓢”地按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的文字，按部就班地完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程缺少設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性。按照這種“驗(yàn)證型”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)只能像“照貓畫虎”一般，完全沒有發(fā)揮主觀能動(dòng)性，學(xué)生無法養(yǎng)成創(chuàng)新思維和獨(dú)立思維的好習(xí)慣，對課本形成了嚴(yán)重的依賴性，最終對教育質(zhì)量造成不良影響。隨著教學(xué)改革的不斷深入發(fā)展，“驗(yàn)證型”熱處理實(shí)驗(yàn)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了“應(yīng)用型工科人才培養(yǎng)體系”開發(fā)學(xué)生智能，發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)作用的需要。因此，要從傳統(tǒng)的“驗(yàn)證型”實(shí)驗(yàn)逐漸過渡到“設(shè)計(jì)-實(shí)踐型”實(shí)驗(yàn)，這樣不僅可以達(dá)到一般的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模饕菍?shí)驗(yàn)一開始就能使每個(gè)學(xué)生開動(dòng)腦筋，提高每個(gè)同學(xué)對書本知識(shí)靈活運(yùn)用的能力，發(fā)揮主觀能動(dòng)性，變被動(dòng)為主動(dòng)，成為學(xué)習(xí)的主體[1-2]。

1 《金屬材料及熱處理實(shí)驗(yàn)》教學(xué)現(xiàn)狀

目前，我院所開設(shè)的《金屬材料及熱處理實(shí)驗(yàn)》是以單項(xiàng)驗(yàn)證、演示的傳統(tǒng)教學(xué)手段為主，由實(shí)驗(yàn)教師在課前將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)儀器、材料規(guī)定好，并調(diào)試好，一切準(zhǔn)備就緒后，學(xué)生才開始實(shí)驗(yàn)，這就事先排除了實(shí)驗(yàn)過程中可能發(fā)生的問題。學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)教師撰寫的實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)原理完成實(shí)驗(yàn)，也屏蔽了學(xué)生本來應(yīng)該接觸的實(shí)驗(yàn)安排和選題過程，除了實(shí)驗(yàn)課那短短的幾十分鐘，其他所有的工作幾乎都有教師和教材代勞了。這樣的教學(xué)方式無疑扼殺了學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)本身就是無數(shù)次失敗，最后總結(jié)提煉出一個(gè)正確方法的過程，而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生無法體會(huì)失敗，因而將實(shí)驗(yàn)的順利也認(rèn)為是理所當(dāng)然，完全不能夠領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)的真諦。這樣的機(jī)械化的教學(xué)方法和傳統(tǒng)理論課程的教學(xué)如出一轍，實(shí)驗(yàn)室成了教室的另一種形式。反觀教育發(fā)達(dá)國家的學(xué)生，動(dòng)手能力普遍強(qiáng)于中國學(xué)生，善于、也敢于擺弄實(shí)驗(yàn)儀器，而不是因?yàn)楹ε聯(lián)p壞儀器而不敢“輕舉妄動(dòng)”。這種惰于動(dòng)手和動(dòng)腦的不良習(xí)慣，顯然是我們實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的僵化和老化造成的。

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，漠視學(xué)生的主體性和學(xué)生之間客觀存在的基礎(chǔ)、興趣、智力、思維方法等差異，在實(shí)驗(yàn)時(shí)間、時(shí)數(shù)上全班齊步走，不但要求學(xué)生同時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，還規(guī)定所有學(xué)生在統(tǒng)一的起止時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。造成的結(jié)果就是，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?qiáng)的學(xué)生沒有機(jī)會(huì)進(jìn)行進(jìn)一步的探索，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ畹耐瑢W(xué)無法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完整完成實(shí)驗(yàn)，有較高熱情的學(xué)生不能研究自己感興趣卻不是老師指定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)。這種無視差異和個(gè)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，完全忽視了學(xué)生的主體性，學(xué)生的積極性更無從談起。高校實(shí)驗(yàn)室通常為高校投資的重頭部分，應(yīng)該才人才教育中發(fā)揮與價(jià)格相符的價(jià)值。然而實(shí)際情況是，學(xué)

生只被允許在有限的實(shí)驗(yàn)課中接觸這些昂貴的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，課后學(xué)生甚至無權(quán)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。有的實(shí)驗(yàn)室在一年中只有一學(xué)期安排實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的空置率較高，利用率太低，加上平時(shí)的維護(hù)管理成本，造成了資源的浪費(fèi)和不必要的損失。

綜上所述，傳統(tǒng)的“驗(yàn)證型”實(shí)驗(yàn)教學(xué)在內(nèi)容、方法、管理效益等方面都不符合現(xiàn)代教育的發(fā)展趨勢，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)刻不容緩。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

參照北方民族大學(xué)新的培養(yǎng)方案要求，對于《金屬材料及熱處理實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書進(jìn)行重新編寫。新的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書針對實(shí)踐性環(huán)節(jié)進(jìn)行了進(jìn)一步加強(qiáng)，把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)重新還給學(xué)生。通過熱處理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)，使學(xué)生更好地掌握金屬熱處理的原理，并在實(shí)踐過程中加深對概念的理解并能很好的在實(shí)踐過程中運(yùn)用，為學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)或今后從事金屬熱處理行業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

為提高《金屬材料及熱處理》課程實(shí)驗(yàn)的效率，充分體現(xiàn)學(xué)生的自主性，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容作了較大的改革，主要有以下幾點(diǎn):①明確向?qū)W生提出實(shí)驗(yàn)要求和考核標(biāo)準(zhǔn)，具體內(nèi)容參照新的《金屬材料及熱處理實(shí)驗(yàn)》指導(dǎo)書；②學(xué)生隨機(jī)分配，分成若干學(xué)習(xí)小組（組數(shù)根據(jù)上課學(xué)生人數(shù)確定，每組4- 5人），每個(gè)學(xué)習(xí)小組選出一名組長。在組長的帶領(lǐng)下，小組成員共同查閱相關(guān)的文獻(xiàn)和資料，討論制定實(shí)驗(yàn)方案，并在指定的日期內(nèi)，將討論結(jié)果通過電子郵件的方式發(fā)送給指導(dǎo)老師；③指導(dǎo)教師經(jīng)反復(fù)審閱和修改后，將完善后實(shí)驗(yàn)方案反饋給學(xué)生，并通知學(xué)生根據(jù)最終的方案熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備；④合理安排實(shí)驗(yàn)室工作人員，保證實(shí)驗(yàn)室全天（工作時(shí)間內(nèi)）對學(xué)生開放，讓學(xué)生有充分的時(shí)間(集中2-3周)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度，并在嚴(yán)格按照制度的前提下完成所制定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)室的長時(shí)間開放不僅可以提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率和投資效益，對調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、動(dòng)手能力、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)高質(zhì)量的創(chuàng)新人才也具有十分重要的意義。⑤實(shí)驗(yàn)的最后步驟是拍攝金相組織圖片，根據(jù)照片分析組織特征并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告；⑥各組成員按時(shí)給組長上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，組長轉(zhuǎn)交給指導(dǎo)教師，再由指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)員共同組成評審小組，分別對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和實(shí)驗(yàn)操作是否按照實(shí)驗(yàn)考核標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以及學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行考評[3]。

3 應(yīng)用效果分析

“設(shè)計(jì)-實(shí)踐型”熱處理實(shí)驗(yàn)可以開發(fā)學(xué)生智能，培養(yǎng)學(xué)生能力，能夠?qū)⒄n堂上學(xué)到的零散的熱處理知識(shí)綜合起來，從而加深學(xué)生對教材中的一些概念的進(jìn)一步理解，并將書本上的知識(shí)、概念應(yīng)用于制定熱處理工藝方案設(shè)計(jì)中。學(xué)生經(jīng)過整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程后既掌握了熱處理原理，又學(xué)會(huì)了熱處理的基本方法，做到了理論聯(lián)系實(shí)踐。能夠親身參與實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)也能夠顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容理解更加深刻，進(jìn)一步提高實(shí)踐動(dòng)手能力。

新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法已在北方民族大學(xué)11級(jí)材料科學(xué)與工程專業(yè)一個(gè)教學(xué)班的《金屬材料與熱處理》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中試運(yùn)行，目前已經(jīng)取得良好的預(yù)期的效果。學(xué)生的積極性和熱情度明顯提高，自學(xué)能力以及自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰︼@著增強(qiáng)。此外，學(xué)生表現(xiàn)在其他實(shí)踐過程中的創(chuàng)新意識(shí)也明顯得到增強(qiáng)，解決工作和學(xué)習(xí)中實(shí)際問題能力有了大幅度提高，實(shí)踐課程考核成績優(yōu)良率提高到90%以上。

[1]洪景娥，張麗. 高職“金屬學(xué)與熱處理"課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐[J]. 山東電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào),2010（04）：54-56.

[2]洪景娥，張麗. 金屬學(xué)與熱處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐[J].價(jià)值工程, 2012（01）：232-233.

[3]祁曉英，張淑榮，張學(xué)萍.設(shè)計(jì)、操作性熱處理實(shí)驗(yàn)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,1990（02）：55-56.