石增敏　鄒雋

摘要：為實(shí)現(xiàn)高素質(zhì)、應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，針對(duì)金屬材料專業(yè)開設(shè)的專業(yè)課程——模具壽命及強(qiáng)化技術(shù)課程特點(diǎn)及教與學(xué)中存在的問題，提出構(gòu)建以理論學(xué)習(xí)、綜合材料體系基礎(chǔ)知識(shí)為指導(dǎo)，建立問題導(dǎo)向型的教學(xué)模式，通過學(xué)習(xí)理念的重構(gòu)，以任務(wù)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生理論分析和工程實(shí)踐兩方面的能力需求。

關(guān)鍵詞：人才培養(yǎng)；教學(xué)模式；教學(xué)改革與實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）38-0107-02

一、金屬材料工程專業(yè)課程教學(xué)特點(diǎn)

隨著我國(guó)工業(yè)化的快速推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新型、適用型、復(fù)合型人才為高等教育提出了更高的要求。為貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》，湖北省政府提出實(shí)施“湖北省戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃”的要求，旨在培養(yǎng)高素質(zhì)的專門人才，促進(jìn)高等教育更好地適應(yīng)和服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的需要，滿足產(chǎn)業(yè)行業(yè)需求，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

金屬材料工程是實(shí)用性很強(qiáng)的專業(yè)，通過對(duì)金屬材料制備原理及其工藝的探索，研究成果可以直接應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，所取得的進(jìn)展和日常生活密切相關(guān)。同時(shí)這個(gè)專業(yè)有著廣闊的理論研究空間，喜歡理論研究的同學(xué)也可充分發(fā)揮自己的才能。材料技術(shù)人員雖然掌握了許多金屬材料尤其是鋼鐵材料的制備工藝，但至今其中的原理還沒有完全被弄清楚，而從理論上闡明這其中的奧妙、將理論和實(shí)踐緊密聯(lián)系、控制材料的性能特征對(duì)材料科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展意義重大。為配合我校（三峽大學(xué)）金屬材料工程專業(yè)戰(zhàn)略性新興人才培養(yǎng)要求，專業(yè)課程的教學(xué)也朝著培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的方向不斷發(fā)展?！澳＞邏勖皬?qiáng)化技術(shù)”課程是該專業(yè)開設(shè)的模具模塊課程，自課程開設(shè)以來普遍的反映是理論性強(qiáng)，實(shí)踐性更強(qiáng)，行業(yè)前景好，學(xué)生剛開始學(xué)習(xí)時(shí)熱情高，但最后一路學(xué)來往往偃旗息鼓。本文通過“模具壽命及強(qiáng)化技術(shù)”課程特點(diǎn)入手，結(jié)合筆者從事金屬材料類課程教學(xué)過程中積累的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，對(duì)本課程的教學(xué)改革和教學(xué)方法進(jìn)行探討。

“模具壽命及強(qiáng)化技術(shù)”課程特點(diǎn)及存在問題?！澳＞邏勖皬?qiáng)化技術(shù)”這門課程是我校金屬材料工程專業(yè)開設(shè)的學(xué)科專業(yè)課程，它主要以金屬材料學(xué)及熱處理、材料力學(xué)性能等為基礎(chǔ)，課程理論緊密聯(lián)系實(shí)踐。這就要求學(xué)生掌握金屬學(xué)及熱處理方面的基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，了解模具的實(shí)際應(yīng)用及模具行業(yè)的發(fā)展情況。且要求教師具有較強(qiáng)的理論體系和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

第一，從課程設(shè)置來講，該課程包含材料性能、金屬材料組織與結(jié)構(gòu)、模具失效機(jī)理、模具壽命與影響因素、模具材料（冷作模具、熱作模具、塑料模具等）、表面強(qiáng)化技術(shù)、模具熱處理缺陷等內(nèi)容，內(nèi)容系統(tǒng)，工程技術(shù)性要求高，知識(shí)點(diǎn)零散，記憶量大。教學(xué)實(shí)踐中通常采取多媒體教學(xué)，學(xué)生上課期間能跟上教師的授課過程，但課后又忘了相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，尤其是提出一些實(shí)際應(yīng)用的問題時(shí)，往往不知如何解決。

第二，課堂多媒體教學(xué)通常會(huì)在盡可能少的課堂時(shí)間傳授盡可能多的知識(shí)，但實(shí)踐環(huán)節(jié)無法滿足所有學(xué)生去真正實(shí)踐一套模具的設(shè)計(jì)、服役、失效等過程，學(xué)生不能將自己所學(xué)知識(shí)去充分消化。這樣的教學(xué)環(huán)境會(huì)帶來部分學(xué)生對(duì)大量枯燥知識(shí)涌入的恐慌，造成學(xué)習(xí)興趣的降低，學(xué)習(xí)效果欠佳而流于形式。

第三，前期基礎(chǔ)課程大都并行學(xué)習(xí)，缺乏一定的層次性，學(xué)生在應(yīng)付考試之后，知識(shí)點(diǎn)遺忘程度高。根據(jù)筆者十幾年的教學(xué)經(jīng)歷來看，現(xiàn)有的學(xué)生由于嚴(yán)重缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，且前期基礎(chǔ)理論課程的學(xué)習(xí)同樣存在知識(shí)點(diǎn)多、抽象且不易消化和吸收的特點(diǎn)，學(xué)生們對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)的掌握不夠扎實(shí)，對(duì)后期專業(yè)課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生很大惰性，從而降低了對(duì)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣。

二、梳理和精選課程教學(xué)內(nèi)容

該課程的主要內(nèi)容是模具材料特性—服役工作特點(diǎn)—模具失效特征——模具熱處理—模具壽命強(qiáng)化處理為主線，為突出授課重點(diǎn)，在課程教學(xué)內(nèi)容方面進(jìn)行進(jìn)一步整合和優(yōu)化。第一，明確課程主線，以先修課程中材料的組織、相變、力學(xué)性能、物理化學(xué)特點(diǎn)等逐步展開、層層深入。第二，梳理教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)主線梳理教學(xué)內(nèi)容，突出模具材料的性能分析、熱處理強(qiáng)化及缺陷、模具壽命分析等內(nèi)容，主次分明。第三，精選教學(xué)案例，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合判斷，改變學(xué)生原有的思維慣性。

三、教學(xué)方法及探討

20世紀(jì)60～70年代美國(guó)紐約大學(xué)研究院奧蘇泊爾教授D.P Ausubel曾提出“meaningful verbal learning”的理論學(xué)習(xí)概念[1，2]：學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)新知識(shí)過程中對(duì)已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新改組，使自己原有觀念發(fā)生變化，才有利于新知識(shí)的掌握和消化。因此針對(duì)該課程特點(diǎn)，采用問題導(dǎo)向型的教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)為主動(dòng)。同樣，學(xué)生原來所接受的基礎(chǔ)知識(shí)并沒有被綜合和類比，給授課留出了很多發(fā)揮空間。

1.案例啟發(fā)式、問題導(dǎo)向型步進(jìn)教學(xué)方法。單是一味地理論講解，很難引起學(xué)生的興趣和共鳴。在授課過程中，將當(dāng)前學(xué)科的前沿技術(shù)狀態(tài)和科研中的難題以及實(shí)踐問題引入課堂。筆者結(jié)合科研項(xiàng)目和工程實(shí)踐中的案例，采用問題導(dǎo)向式的步進(jìn)教學(xué)法，通過發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、構(gòu)造方法、解決問題、引發(fā)思考的不斷循環(huán)，由簡(jiǎn)到難地層層推進(jìn)，在問題求解的過程中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)歸納總結(jié)，引發(fā)對(duì)未知知識(shí)的探索。如介紹模具失效原因時(shí)，筆者給出自己科研項(xiàng)目中的案例：汽車安全結(jié)構(gòu)件熱成形工藝過程中所用的熱作模具，工作溫度在200℃～300℃區(qū)間，服役一段時(shí)間后模具表面出現(xiàn)氧化色并有局部塑性變形現(xiàn)象。筆者首先安排學(xué)生進(jìn)行小組討論引起模具失效的原因，進(jìn)而引出實(shí)際操作與模具服役期間的細(xì)節(jié)問題。同時(shí)提醒學(xué)生換位思考，體會(huì)作為模具生產(chǎn)商面對(duì)客戶出現(xiàn)如此問題時(shí)，如何解決和提高模具壽命，讓學(xué)生提出解決方案，從而激發(fā)學(xué)生的好奇心，吸引學(xué)生的注意力。通過案例啟發(fā)和教學(xué)引導(dǎo)，增加了學(xué)生對(duì)材料發(fā)展規(guī)律的了解，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性。

2.學(xué)習(xí)理念的重構(gòu)。課堂教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力是一個(gè)值得探討的問題。為培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，首先教師要改變教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行重構(gòu)和重新認(rèn)識(shí)，同時(shí)改變工科學(xué)生一貫的“重工藝，輕技術(shù)”的學(xué)習(xí)方法。如在講解鋼鐵材料的強(qiáng)化理論時(shí)，很多同學(xué)對(duì)晶粒細(xì)化概念很清楚，但其理解通常會(huì)僅限于晶粒細(xì)化是同時(shí)提高材料強(qiáng)韌性能的唯一手段。晶粒細(xì)化后材料的屈強(qiáng)比升高，但屈強(qiáng)比值過高對(duì)于工程應(yīng)用來說是不安全的，且超細(xì)晶粒鋼的焊接難度大，因而限制了超細(xì)晶粒鋼廣泛的工程應(yīng)用。如此引導(dǎo)，大多數(shù)學(xué)生皆表現(xiàn)出極大興致。在此基礎(chǔ)上設(shè)置一些更深入問題，如如何在模具制備和熱處理過程中利用組織細(xì)化強(qiáng)化技術(shù)，在工程結(jié)構(gòu)中如何考慮處理等，將學(xué)生引入一個(gè)開闊的思維中去。

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)通常只是將教學(xué)內(nèi)容、方法理論等傳授給學(xué)生。由于學(xué)生缺乏工程實(shí)訓(xùn)和實(shí)踐機(jī)會(huì)，對(duì)于知識(shí)的理解和掌握處在很淺的表層，尤其是一些技術(shù)操作的細(xì)節(jié)問題。所以只要稍加引導(dǎo)和啟發(fā)，學(xué)生就有很強(qiáng)的主動(dòng)性和較高的參與熱情。在具體的實(shí)施過程中，主要采用實(shí)物示例—討論分析—問題提出—?dú)w納總結(jié)的方式。筆者曾在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，帶著學(xué)生進(jìn)行粉末冶金過程的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生們自己動(dòng)手進(jìn)行模壓，模具很快失效。筆者在教學(xué)過程中將失效模具帶到課堂，首先讓學(xué)生們分析失效部位和推斷原因，繼而提出導(dǎo)致模具失效的操作技術(shù)原因，以及模具服役期間應(yīng)該注意的操作細(xì)節(jié)。如此結(jié)合案例把問題步步推進(jìn)，授課變得精彩，學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣和積極主動(dòng)性增加，極大地增進(jìn)了對(duì)課堂知識(shí)的關(guān)注度。

3.增加實(shí)踐任務(wù)導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。工程應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)要著重體現(xiàn)以一線生產(chǎn)和活動(dòng)的實(shí)際需要構(gòu)建知識(shí)、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)，注重管理、設(shè)計(jì)和操作能力的培養(yǎng)。模具壽命技術(shù)實(shí)踐性強(qiáng)，但我校該專業(yè)的模具基礎(chǔ)課程卻并不厚重，只有專業(yè)模塊系列課程的學(xué)習(xí)。由此，筆者在教學(xué)中結(jié)合科研項(xiàng)目要求提出實(shí)際任務(wù)，讓學(xué)生針對(duì)任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，經(jīng)過分析對(duì)比，選出最優(yōu)設(shè)計(jì)并給予一定的科研獎(jiǎng)勵(lì)，同時(shí)制作產(chǎn)品，此舉極大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和成果滿足感。在實(shí)施過程中大多數(shù)同學(xué)會(huì)知難而退、有始無終，但仍有部分同學(xué)堅(jiān)持下來且取得較好的成績(jī)，感染和帶動(dòng)大多數(shù)同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性，為同學(xué)們開拓了思路和視野，也有不少同學(xué)通過該課程的學(xué)習(xí)立志從事金屬材料、模具制造等的研究。

四、結(jié)束語

對(duì)于模具壽命及強(qiáng)化技術(shù)課程教學(xué)改革，我們也是處于探索階段，雖然取得了一定的教學(xué)效果，但也面臨許多困難。問題導(dǎo)向型教學(xué)模式、任務(wù)激發(fā)模式在操作上更為復(fù)雜，在統(tǒng)籌安排教學(xué)內(nèi)容、精心設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)、課堂組織等方面對(duì)教師提出了更高的要求，且課堂組織也要考慮學(xué)生的層次和少數(shù)同學(xué)的非主動(dòng)性。但教學(xué)實(shí)踐表明采用此教學(xué)法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極主動(dòng)性，增強(qiáng)了學(xué)生解決具體問題的能力，提高了課程教學(xué)質(zhì)量。我們感到課程的教學(xué)改革既要遵循課程自身的特點(diǎn)規(guī)律，還要適應(yīng)高等教育的發(fā)展趨勢(shì)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，不斷完善促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)。希望能夠有拋磚引玉的作用，引起大家共同思考與探討，促進(jìn)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃新形式下教學(xué)改革的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]David P.Ausubel，A subsumption theory of meaningful verbal learning and retention.The Journal of general psychology，1962，66（2）：213.

[2]David P. Ausubel，The facilitation of meaningful verbal learning in the classroom. The Journal of general psychology，1977，12（2）：162.