張秋陽(yáng)

【摘 要】結(jié)合金相實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程的重要性與目前金相實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生參加全國(guó)金相技能大賽的方式，探索并實(shí)踐了金相實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程教學(xué)改革的方法。通過(guò)教學(xué)改革，激發(fā)學(xué)生對(duì)金相知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)興趣，總體提高學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力，提升本科專業(yè)教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】金相大賽；金相技能；教學(xué)改革

【Abstract】Combining the importance with the teaching present situation of metallography experimental technology course， the teaching method has been explored and practiced through encouraging the students of metal materials to participate in the metallographic competition. Through the teaching reform， the interests of students to learn the metallographic knowledge and skill were stimulated， the ability of students to practice and innovate was improved， and the teaching quality of undergraduate was promoted.

【Key words】Metallographic Competition； Metallographic Skill； Teaching Reform

0 前言

金相技術(shù)最初是由索拜（Sorby）在十九世紀(jì)六十年代利用光學(xué)顯微鏡來(lái)檢查、研究金屬內(nèi)部組織而發(fā)展起來(lái)的。二十世紀(jì)初，美國(guó)材料與試驗(yàn)學(xué)會(huì)（ASTM）正式認(rèn)定，基于光學(xué)顯微鏡的金相技術(shù)是研究和檢測(cè)金屬材料組織的有效手段[1]。此后，金相技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。目前，金相技術(shù)作為重要的物理檢驗(yàn)項(xiàng)目類別，已被列入各國(guó)和ISO標(biāo)準(zhǔn)[2]，并廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)金屬制品的研究與檢驗(yàn)，成為當(dāng)今世界金屬材料產(chǎn)品研發(fā)、質(zhì)量檢驗(yàn)、零部件失效分析等的重要手段。由此可見，金相技術(shù)在材料研究與企業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)十分重要的地位。對(duì)于應(yīng)用型的本科院校而言，金相實(shí)驗(yàn)技術(shù)也是金屬材料專業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，是該專業(yè)學(xué)生必需掌握的重要技能。

1 金相實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程的特點(diǎn)

金相技術(shù)是將材料成分、顯微組織、加工工藝、力學(xué)性能等方面的有機(jī)關(guān)聯(lián)，并為調(diào)整材料成分、改善加工工藝、最終提高材料性能提供可靠的技術(shù)支撐[3-4]。金相技術(shù)包含金相試樣的制備、顯微組織的觀察與分析、金相攝影三部分。金相試樣的制備又包括磨樣、拋光、腐蝕等基本工序，其中每個(gè)工序都要求學(xué)生具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力。對(duì)于動(dòng)手能力較差或者初學(xué)者而言，樣品表面在磨樣過(guò)程中很有可能出現(xiàn)交叉劃痕、平面被磨成多個(gè)面，拋光過(guò)程時(shí)出現(xiàn)飛樣、水膜，腐蝕過(guò)程出現(xiàn)腐蝕不均勻、腐蝕不夠、腐蝕太深等問(wèn)題，干擾后續(xù)的觀察與分析。顯微觀察與分析的過(guò)程，不僅考驗(yàn)學(xué)生的動(dòng)手能力，而且需要學(xué)生在理解科學(xué)理論知識(shí)的同時(shí)具有較強(qiáng)的分析能力，能夠準(zhǔn)確識(shí)別樣品中的組織類別，掌握各種組織對(duì)應(yīng)的性能。此外，還需要學(xué)生足夠了解顯微鏡的構(gòu)造與成像原理，并能熟練運(yùn)用顯微鏡與電腦軟件拍攝美觀的金相照片。相比較其他實(shí)驗(yàn)而言，金相實(shí)驗(yàn)技術(shù)既要求學(xué)生先牢牢掌握《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《金屬學(xué)與熱處理》、《金相學(xué)》等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，又要求學(xué)生具有較強(qiáng)的分析能力和實(shí)踐能力。

我校作為淮安地區(qū)的應(yīng)用型本科院校，在早期辦學(xué)時(shí)就已開設(shè)金相實(shí)驗(yàn)課程，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，已成為金屬材料類的重要專業(yè)課程。該課程的對(duì)象為已先修專業(yè)基礎(chǔ)課程的中年級(jí)的學(xué)生。其目的是使學(xué)生掌握金相分析的基本知識(shí)與方法，加深對(duì)相關(guān)理論科學(xué)知識(shí)的進(jìn)一步理解，同時(shí)鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力與分析能力，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，為學(xué)生走向企業(yè)解決實(shí)際問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。

2 金相實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)現(xiàn)狀

金屬專業(yè)的課程非常抽象難懂，金相實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果又直接影響學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。金相實(shí)驗(yàn)課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式是學(xué)生先聽老師講授理論知識(shí)和操作技巧，然后再分批進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)操作技能。在目前的金相實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，有些高校及教師過(guò)分看重理論教學(xué)，而對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度不夠。有些教師則認(rèn)為金相技能實(shí)驗(yàn)技術(shù)含量低，不能發(fā)表高水平論文，沒(méi)有績(jī)效獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)職稱評(píng)定沒(méi)有幫助，從而忽視金相實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生不能系統(tǒng)地學(xué)習(xí)、掌握金相技術(shù)。

對(duì)于學(xué)生而言，有的學(xué)生在大學(xué)入學(xué)之初就放松對(duì)自己的要求，對(duì)理論課程不感興趣，學(xué)習(xí)沒(méi)有壓力，狀態(tài)不佳，學(xué)習(xí)不深入，基礎(chǔ)不扎實(shí)，知識(shí)理解不透徹，考試六十分萬(wàn)歲。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中又對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)技巧完全應(yīng)付，有的學(xué)生則是有樣學(xué)樣，知其然而不知其所以然。在金相組織觀察的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，許多人連組織都分不清，如珠光體球墨鑄鐵中，根本分不清哪些是珠光體，哪些是石墨；再如，觀察亞共晶白口鐵時(shí)，有些學(xué)生甚至認(rèn)為黑色區(qū)域就是石墨。這樣的學(xué)而不識(shí)，比比皆是。由于課堂學(xué)時(shí)有限，學(xué)生的學(xué)習(xí)不夠全面和深入，但課外又不愿意花時(shí)間探索，嚴(yán)重影響學(xué)習(xí)的效果，畢業(yè)后到工作崗位上再現(xiàn)學(xué)現(xiàn)賣，延長(zhǎng)了成為熟練工作者的過(guò)渡期。

此外，目前金屬材料類理論教學(xué)課本及學(xué)習(xí)資料中，均以碳鋼、鑄鐵為主要教學(xué)素材，而對(duì)于有色金屬則粗泛概括。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，更是以20、45、GCr15、灰鑄鐵、球墨鑄鐵等為主，幾乎不涉及有色金屬。然而，當(dāng)今的世界正向輕量化大步邁進(jìn)，從個(gè)人汽車到航天飛行器，從家用產(chǎn)品到及精密儀器儀表，小密度的有色金屬（如鋁、鎂、鈦）正被廣泛應(yīng)用。如果學(xué)校再按古老而一成不變的教學(xué)材料進(jìn)行教學(xué)，培養(yǎng)的學(xué)生勢(shì)必將脫節(jié)于社會(huì)，學(xué)生走上工作崗位后將花費(fèi)大量的時(shí)間重新學(xué)習(xí)。endprint

因此，鑒于金相實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，有必要對(duì)金相實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程金相改革，提高教師和學(xué)生對(duì)金相技能實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視，改變教學(xué)內(nèi)容與方式，適當(dāng)加大學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生對(duì)金相技能的掌握程度及實(shí)踐創(chuàng)新能力。

3 以賽促學(xué)踐行教學(xué)方法改革

金相大賽是全國(guó)性的賽事，旨在引導(dǎo)高等學(xué)校強(qiáng)化材料類專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、激發(fā)材料類專業(yè)大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激勵(lì)學(xué)生掌握材料專業(yè)基本技能的積極性，促進(jìn)學(xué)生對(duì)材料類專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、科學(xué)內(nèi)涵的掌握，培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)技能和實(shí)踐動(dòng)手能力。

金相大賽分為兩項(xiàng)賽事，其一是由教育部高等學(xué)校材料類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主辦的全國(guó)大學(xué)生金相技能大賽，該賽事已在北京科技大學(xué)、東南大學(xué)、北方民族大學(xué)、昆明理工大學(xué)、清華大學(xué)、南昌大學(xué)和南昌航空大學(xué)連續(xù)舉辦了六屆；其二是由中國(guó)體視學(xué)學(xué)會(huì)金相與顯微分析分會(huì)主辦的“蔡司·金相學(xué)會(huì)杯”全國(guó)高校大學(xué)生金相大賽，該賽事也在遼寧科技大學(xué)、重慶科技學(xué)院、西南交通大學(xué)、武漢科技大學(xué)、南京理工大學(xué)等成功舉辦了五屆。兩項(xiàng)賽事相互補(bǔ)充，擴(kuò)大了金屬材料類專業(yè)學(xué)生的參與人數(shù)，調(diào)動(dòng)了各高校、學(xué)生參與教學(xué)的積極性，成功吸引了國(guó)內(nèi)近百所高校的參與。

我校積極鼓勵(lì)金屬材料專業(yè)學(xué)生參加金相大賽，并為本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)置了關(guān)于實(shí)踐創(chuàng)新能力的必修學(xué)分。這為大學(xué)生畢業(yè)設(shè)置了一定的門檻，也增加了一定的壓力，迫使學(xué)生積極參加這類活動(dòng)與賽事。金相大賽的比賽內(nèi)容包括理論考試和金相試樣制備兩個(gè)部分。參賽學(xué)生要想獲得一定的獎(jiǎng)項(xiàng)，修滿實(shí)踐創(chuàng)新能力學(xué)分，需努力提升自身的理論知識(shí)與金相實(shí)驗(yàn)技能。此外，我校對(duì)參賽并獲獎(jiǎng)的學(xué)生給予豐厚的獎(jiǎng)勵(lì)，讓他們?cè)趨①惖耐瑫r(shí)，獲得足夠的榮譽(yù)感與滿足感，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，提升他們的自信心，鼓勵(lì)他們努力提高理論與實(shí)踐技能。

此外，學(xué)校為參賽的學(xué)生配備了資深的指導(dǎo)教師，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中講授理論知識(shí)，識(shí)別金屬材料中的物相、組織，提升了學(xué)生的分析能力，手把手指導(dǎo)學(xué)生磨樣、拋光以及腐蝕的手法與技巧，讓學(xué)生學(xué)到更多的實(shí)驗(yàn)技能，從而提升學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。為了激勵(lì)指導(dǎo)教師的主動(dòng)性，學(xué)校給予指導(dǎo)學(xué)生并獲獎(jiǎng)的教師豐厚的獎(jiǎng)勵(lì)，并將學(xué)生獲獎(jiǎng)與教師職稱的評(píng)定掛鉤，從而極大地激發(fā)了教師的積極性。

此外，全國(guó)金相技能大賽的內(nèi)容并不僅僅局限于所學(xué)教材中的鋼、鐵等材料，也開始嘗試性組織學(xué)生認(rèn)識(shí)目前更加貼近企業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)應(yīng)用的有色金屬。例如，在南京理工大學(xué)成功舉辦的“第五屆蔡司·金相學(xué)會(huì)杯全國(guó)大學(xué)生金相大賽”中，主辦方在決賽部分設(shè)置了制備壓鑄鋁合金金相樣品的環(huán)節(jié)。參賽學(xué)生、指導(dǎo)教師要想獲得獎(jiǎng)項(xiàng)，必須進(jìn)一步學(xué)習(xí)鋁合金等有關(guān)理論知識(shí)與制樣技巧，這為學(xué)生知識(shí)面的擴(kuò)展提供了有效的途徑，為學(xué)生走向工作崗位獲得了很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。

總體而言，通過(guò)參加全國(guó)金相大賽，激發(fā)學(xué)生對(duì)金相知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生與教師的積極性，總體提高學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力，提升了本科專業(yè)教學(xué)質(zhì)量。

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