劉源 王鐵鋼 侯翔

【摘要】為滿足現(xiàn)代制造業(yè)對表面工程技術(shù)發(fā)展的需求，分析了在高職開展金屬表面處理技術(shù)實驗課程的可行性，以電弧離子鍍沉積TiN涂層實驗為例，結(jié)合項目化教學(xué)理念，介紹如何在高職院校開展表面工程技術(shù)實驗課。

【關(guān)鍵詞】表面工程技術(shù) 項目化教學(xué) 實驗課程

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）16-0253-01

一、課程開展背景及意義

隨著現(xiàn)代制造業(yè)的飛速發(fā)展，表面工程技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，對人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了重大影響。近年來國內(nèi)諸多高職院校都開通了表面處理工藝、金屬表面處理等相關(guān)課程，這些課程多以理論教學(xué)為主，缺乏相關(guān)實際的操作。因此，如何將表面工程技術(shù)的理論知識與實際操作相結(jié)合成為高職院校面臨的一個關(guān)鍵的問題。在高職院校開展表面工程技術(shù)類的實驗課程不僅可以解決上述問題，還能培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力。本文結(jié)合金屬表面處理實驗課特點，以課程中電弧離子鍍制備涂層實驗為例，分析了該實驗課程的特點，探討了在高職院校教學(xué)中開設(shè)相關(guān)實驗課的可行性[1-3]。

二、實驗課程內(nèi)容

開展“金屬表面處理技術(shù)”實驗課程旨在強化課堂教學(xué)的效果，是對課堂理論知識的補充和延伸，充分利用實驗室資源，在實驗教學(xué)中綜合運用多種實驗教學(xué)方法，提高學(xué)生設(shè)計實驗工藝、操作實驗設(shè)備和分析實驗結(jié)果的能力。

（一）實驗原理

電弧離子鍍技術(shù)是物理氣相沉積技術(shù)的重要組成部分。電弧離子鍍技術(shù)的原理簡單來說就是在真空條件下把陰極靶材作為蒸發(fā)源，通過靶材與陽極殼體之間的弧光放電燒蝕靶材表面，使靶材中的離子蒸發(fā)，從而在空間中形成等離子體，對基體進行沉積的過程。

（二）實驗設(shè)備及材料

實驗設(shè)備：實驗設(shè)備分為清洗設(shè)備、制備設(shè)備和測試設(shè)備。清洗設(shè)備為超聲波清洗機、磨拋機等；制備設(shè)備為電弧離子鍍膜機；測試設(shè)備為掃描電鏡、顯微硬度計、應(yīng)力儀、劃痕儀、高溫摩擦機等。

實驗材料：實驗材料主要分為樣品、清洗樣品所需要的試劑和靶材。樣品主要有304不銹鋼片、硬質(zhì)合金片及單晶硅片等；清洗材料有酒精、丙酮、超純水等；靶材為純金屬Ti靶。

（三）實驗過程

電弧離子鍍制備TiN涂層這一實驗分為實驗前準備、涂層制備、涂層測試三個部分。

1.實驗前準備：實驗前準備階段主要包括對基體的拋光、清洗、烘干。

2.涂層制備：涂層制備階段包括樣品的裝夾、沉積壓強和沉積溫度的設(shè)定、輝光清洗和轟擊清洗、過渡層的制備、涂層制備等步驟。

3.涂層測試：制備得到的涂層需要進行各種性能的觀測，主要分為顯微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能三個方面的測試。

三、實驗課程的組織與開展

按照“項目化教學(xué)”的理念，在高職開展金屬表面處理技術(shù)實驗課程以項目為載體，以任務(wù)目標為驅(qū)動，以理論知識為基礎(chǔ)，使學(xué)生在完成目標的過程中培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力。其中項目來源于課程大綱和課程內(nèi)容，每一個項目都包含一項具體的學(xué)習(xí)任務(wù)或者多項學(xué)習(xí)任務(wù)，在教學(xué)過程中倡導(dǎo)將教師“做中教”與學(xué)生“做中學(xué)”“學(xué)中做”相結(jié)合，實現(xiàn)課程開展過程中的“教學(xué)做”有機結(jié)合，進一步培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

（一）項目任務(wù)目標的確定

根據(jù)上文提及的電弧離子鍍制備涂層的實驗內(nèi)容，可以把電弧離子鍍制備TiN涂層這一課題項目分為三個子項目，即樣品的準備、涂層的制備和涂層的測試。這三個子項目又分別包含其中若干子任務(wù)。

（二）項目的分組及實施

根據(jù)上文確定的項目任務(wù)目標，相對應(yīng)的將學(xué)生分為三組。每組根據(jù)組內(nèi)學(xué)生的自身情況合理分配不同的子任務(wù)，確保每個成員都參與其中且分工明確。在實驗課程項目的實施過程中應(yīng)確保學(xué)生的主體地位，所有的教學(xué)活動都是圍繞學(xué)生開展的，學(xué)生在指導(dǎo)教師的幫助下制定實驗方案，通過演示與講授相結(jié)合的方式傳授給學(xué)生使用設(shè)備的方法，引導(dǎo)學(xué)生獨立完成實驗任務(wù)。

（三）項目化課程學(xué)生評價

為了更好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生的動手操作能力和創(chuàng)新意識，應(yīng)建立一個科學(xué)的、準確的學(xué)生成績考核評價體系。整個體系要遵循評價主體多元化、評價顯示多樣化、評價指標定量化原則，注重形成性考核和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，具體來說本實驗課程成績考核評價體系主要包括形成性評價和創(chuàng)新能力評價兩部分。其中形成性評價由學(xué)生自我評價、小組評價和教師評價三個方面構(gòu)成，小組評價又分為組內(nèi)評價和組間評價。

結(jié)語

本文依據(jù)項目化的教育理念，以電弧離子鍍制備TiN涂層為項目載體，探索了高職開展表面工程技術(shù)類實驗課程的開展方式，從而促進表面工程技術(shù)類實驗課程在高職院校中廣泛開展，推動表面工程技術(shù)與職業(yè)技術(shù)教育的深度融合。

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[3]萬春鋒.淺談《表面處理技術(shù)》課程的教學(xué)設(shè)計[J].職業(yè)教育研究，2013（09）：90.

作者簡介：

劉源，男，天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)2016級碩士研究生。

王鐵鋼，男，副教授，博士；研究方向：硬質(zhì)薄膜與刀具涂層技術(shù)。

侯翔，女，天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)2017級碩士研究生。