摘要:筆者結合自身教學情況,探索了《金屬材料及熱加工》課程的項目化總體教學設計及實施方案。課程整體設計圍繞完成綜合項目和考核項目,將課程內容分解成了五個子項目和若干任務,體現(xiàn)過程性為主的考核思想。從單元設計、理論教學、實踐教學三方面闡述了課程項目化教學改革的實施方案。
關鍵詞:項目化;金屬材料;熱加工;教學改革
引言
《金屬材料及熱加工》課程是高職院校機械類專業(yè)必修的一門專業(yè)技術基礎課,該課程具有知識面寬、概念多、實踐性強等特點。傳統(tǒng)的講授法顯得枯燥難懂,學生易產(chǎn)生厭學情緒[1]。歷年來,老師反映該課程難教,學生反映該課程難學。面對這一難題,值得每一位教師反思。戴士宏教授的“項目化教學”思想使我深受啟發(fā),也深刻體會到高職院校推行項目化教學改革的迫切性。本文擬在明確課程任務及目標的基礎上簡單介紹《工程材料及熱加工》課程的項目化教學內容設計,考核設計,以及項目化教學實施方案設計。
1 課程任務及目標
能力目標:依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標,確定本課程的能力目標為:能夠根據(jù)Fe-Fe3C相圖分析不同成分碳鐵碳合金在平衡狀態(tài)下組織、性能與溫度之間的變化規(guī)律;能夠根據(jù)機器零件、工程構件以及工具的服役條件,正確選用材料,選擇合適的熱處理方法及毛坯,并能夠正確設計典型零件的加工路線和熱處理工藝。
知識目標:掌握鋼鐵材料的成分、結構、組織和性能的關系,熟練分析Fe-Fe3C相圖;了解熱處理的基本原理,掌握常用熱處理的基本工藝與典型應用;掌握鑄造、鍛壓、焊接三種成型工藝藝及其典型應用;了解材料的失效形式及原因,掌握典型零件的材料及毛坯的選擇。了解有關的新材料、新技術、新工藝及其發(fā)展情況。
素質目標:培養(yǎng)學生信息技術的應用能力;培養(yǎng)學生的分析和解決實際問題的能力,培養(yǎng)學生認真負責的工作態(tài)度;培養(yǎng)學生團隊合作的精神等。
2 教學內容項目化設計
要將一張零件圖紙轉換成一個滿足設計需求的零件,需要經(jīng)過選擇材料、選擇毛坯、預備熱處理、機械加工、最終熱處理、成品檢驗等主要工序。可見《金屬材料及熱加工》的課程內容貫穿于機械零件加工的全過程。基于此將該課程整體教學設計為以完成一個綜合能力訓練項目(根據(jù)某機床變速箱齒輪設計要求,選擇合理的材料及毛坯)為主線開展教學。完成這一綜合項目需具備以下五個子項目的知識和能力。
子項目一 工程材料的力學性能測試與評價(6學時)
在該項目包括金屬材料的強度與塑性的測試、硬度的測試與評價、沖擊韌度及疲勞強度的測試與評價三項任務。
子項目二 探索金屬與合金的結構與結晶與性能之間的聯(lián)系(10學時)
該項目包括成認識金屬的晶體結構、認識金屬的結晶、探索合金的結構與結晶、分析鐵碳合金的性能、組織結構與溫度間的關系四項任務。
子項目三 鋼的熱處理工藝分析與設計(12學時)
該項目包括鋼的退火與正火工藝分析與設計、鋼的淬火與回火工藝分析與設計、鋼的表面熱處理工藝分析與設計、熱處理工藝設計綜合訓練四項任務。
子項目四 認識常見的金屬材料(10學時)
該項目包括認識碳鋼的性能及典型應用、識合金鋼的性能及典型應用、認識鑄鐵的性能及應用、認識常見的非鐵金屬材料、認識常見的新材料及應用五項任務。
子項目五 認識常見的毛坯生產(chǎn)方法(6學時)
該項目包括認識金屬液態(tài)成型工藝、認識壓力加工成型技術、認識焊接成型工藝三項任務。
完成五個子項目的考核目標后,便可以輕松完成綜合項目了。另外設計一個考核項目(根據(jù)某機床主軸工作條件和設計要求,選擇合適的材料及毛坯)要求同學們課下完成,最后一次課進行答辯考核。
改革傳統(tǒng)的一張試卷定成績的考核辦法,采取以過程行考核為主的考核方式:過程性考核(70%)+期末考試(30%)。過程性考核項目權重為:出勤(10%)、課內項目25%、考核項目(30%)、職業(yè)素養(yǎng)(5%)。
4 項目化教學實施方案設計
1)精心進行單元設計 老師在進行教學設計的時候,要落到實處,每一個子項目或任務都要有明確的目標,都要體現(xiàn)出學生的主體作用。例如,子項目二的任務四,主要教學目標設計為能根據(jù)鐵碳合金相圖,分析給定成分的鐵碳合金在不同溫度下的平衡組織和性能。課堂上老師介紹基本的概念和分析方法,然后主要以分組討論形式進行,單元考核采取小組選派代表上臺匯報的形式進行。
2)變革傳統(tǒng)理論教學模式與方法 依托我校精品在線開放課程平臺,本課程理論教學擬采用“翻轉課堂”的教學模式為主,靈活應用多種教學方法。目前我?!豆こ滩牧霞盁峒庸ぁ氛n程為在建的省級精品課,課程門戶上有較為豐富的教學資源,包括動畫、視頻、老師上課微視頻等,方便老師們推行多種教學模式,方便學生進行自主學習,提高學習積極性。
3)注重實踐教學 ①加強校外實訓基地建設,比如在子項目三任務一的教學實施過程中,要進行鋼的退火與正火工藝分析與設計,從認知學角度,最好對熱處理有一定的感官上的認識,但高校一般沒有熱處理車間實訓條件??膳c當?shù)仄髽I(yè)建立合作關系,讓同學們帶著任務書進行參觀、體驗。然后再讓同學帶著疑問觀看熱處理視頻,把參觀過程中不理解的內容進一步理解掌握,然后分組討論,查閱資料,完成任務。②加強校內實訓條件建設,在子項目二、四的實施過程中,可在配套的金相觀察實驗室中進行教學,借助帶有動畫及音頻的Fe-C合金相圖,常見金屬材料及典型零件的陳列柜,虛擬零件的工作過程動態(tài)視頻等實訓教學條件和資源,將抽象的知識形象化,激發(fā)同學們的探究興趣。
結語
高職項目化教學改革是當今高職院校提高教學質量的的有效措施,項目化教學過程體現(xiàn)以具體的工作任務為載體,增強學生的主體作用,突出能力培養(yǎng)。以《金屬材料及熱加工》為例,在闡述課程目標的基礎上,探討了課程教學內容項目化設計與考核設計,也對實施教學設計方案的措施進行了簡單討論。項目化教學改革任重而道遠,教學團隊要加強新的教學理念的學習,不斷優(yōu)化課程教學設計,豐富教學資源,改善教學條件,才能提高教學質量。
參考文獻
[1]陳庚,方琴,彭顯平等. 淺談《金屬材料與熱加工基礎》的教學改革[J],教育教學論壇,2016,( 44):149-150
項目基金:
2016年安徽省創(chuàng)新行動計劃項目:《工程材料及熱加工》精品在線開放課
作者簡介:
王麗七,女,碩士研究生,講師,主要從事機械和材料類的教學與教科研工作