“金属材料学”课程教学改革创新与实践

2018年3月DOI：10.16681/j.cnki.wcqe.201806085“金属材料学”课程教学改革创新与实践孟威，斯松华*，王永强，陈艳（安徽工业大学材料科学与工程学院，安徽马鞍山，243002）摘要：文章概述了“金属材料学”课程，分析了“金属材料学”课程教改现状，指出了“金属材料学”的教改创新实践与成效，即教学方式改革；课堂反向教学，发挥师生与生生角色互换的作用；形成性评价创新应用。关键词：金属材料学；反向教学法；形成性评价中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：2095-6401(2018)06-0135-02“金属材料学”是金属材料工程专业一门重要的专业基础课，主要介绍常见金属的基本性能、原理及应用，力求培养学生综合运用所学知识分析和评价金属材料性能的能力。该课程具有知识点多、内容繁杂零散、连贯困难、对学生专业基础要求高的特点，多数内容抽象、乏味。因此，该课程讲授和学习都有较大难度，对传统教学方法进行革新就很有必要。作为省级优秀课程，笔者所在学校教学团队进行多年的教学改革和实践，创造运用反向教学法教学及五位一体的形成性评价方法，提高了学生学习的主动性和积极性，特别在培养学生寻找问题、发现问题和解决问题的能力方面取得了良好效果。“金属材料学”课程是金属材料工程专业一门重要的专业基础理论课，为了提高课程教学水平和学生的主动性，加强本科生的创新思维培养，通过从教学内容、教学方法及教学活动中师生的角色变换等角度，对该课程进行了教学创新与实践，注重师生及生生互动，建立了反向教学、课堂考勤与表现、专题报告等五位一体的课程教学模式及评价机制，并引入了企业专家进课堂的方式，提升了学生的主动创新思维能力。一、“金属材料学”课程概述随着计算机和网络信息技术的发展及学校硬软件设施的完善，“金属材料学”课程在教学内容和方法上都有了较大改进，最主要体现是多媒体教学与板书的结合，教师可充分利用网络资源增加相关的图片、视频、科研成果、时事等内容，丰富课程内容，活跃课堂气氛，一定限度上解决了课程枯燥的问题。“金属材料学”也是一门与生产实践紧密联系的学科，通过增加实验和生产实践的内容，与学生所学专业知识紧密结合，有利于激发学生学习的积极性，提高学生的创新能力和应用能力。但无论是先进的教学手段，还是良好的软硬件条件，课堂教学是基础，课堂教学效果对学生知识的掌握和运用、思维方式、实习及学习态度等都有很大的影响，因此，课堂教学是教学环节中最为关键的一环，需引起师生足够的重视。二、“金属材料学”课程教学改革现状据粗略统计，近10年发表的有关“金属材料学”教学改革方面的研究论文仅有20余篇，还主要集中在近5年。一方面，此课程的专业性较强，另一方面，可见此课程教改的难度相对较大，其教学改革多注重教学方法和教学手段的更新和应用。譬如，采用大量的图片对金属材料在生活和工业中的应用予以展示；采取比喻教学法、实践教学法等手段帮助学生理解相对抽象的知识；对实验和实践环节进行加强等[1]。将这些措施应用于教学中，有效提升了“金属材料学”课程的教学效果。但“金属材料学”课程具有综合性和应用性的特点[2]，因而，从教学实践中，可以发现学生在课堂上所学到的知识能够在今后的工作中直接用到的较少，且学生若干年后能够记忆的也很有限。因此，此类专业课程应重视学生发现问题、分析问题和解决问题的思维能力和方法的培养，学生只有清楚知识的实际运用方法，才能够避免在实验、实习及在今后的工作中出现理论与实际相脱节的现象。安徽工业大学“金属材料学”课程教学团队从多个角度对该课程进行了探究，并积极进行教学改革与实践，现已基本实现了预期目标，即教学过程中，能够将课本知识与生产实践相结合，将传授知识与培养能力相结合，有效提升学生运用知识解决问题的能力，培养学生的创新思维、演讲及团队协作能力。三、“金属材料学”课程教学改革创新实践与成效“金属材料学”主要涵盖三大部分，分别是钢铁材料、有色金属合金和新型金属材料。其中，在金属学、金属组织控制原理及工艺和力学性能等课程的基础上，系统介绍了金属材料合金化的一般规律及金属材料的成分、工艺、组织、性能及应用的关系。因而，课程要求学生掌握合金化理论的基本知识，了解材料成分设计的基本依据，熟悉生产中常用的材料及其热处理工艺、组织、性能之间的关系，根据零件技术要求，能正确地选择材料和制定工艺[3]。本文的教学团队围绕“金属材料学”课程教学大纲进行讲授，主线脉络清晰，主要包括合金化及工艺控制原理、钢铁材料、非铁材料、新型材料等部分，重点讲解了各部分的共性和特性，并明晰了各部分之间的有机联系。由于“金属材料学”课程大部分知识都是以工程应用为背景，相关的资料较多，学生通过前期专业基础知识的学习，对该课程的内容也有一定的认识，因此，该课程的教学方法更趋灵活，目前常见的教学方法都能够应用于该课程，笔者作者简介：孟威（1982—），男，汉族，河南商丘人，副教授，博士。研究方向：激光焊接技术，材料焊接。注：本文系振兴计划新专业建设项目“焊接技术与工程专业结构优化调整与专业改造”（编号：2015zytz012）。

2018年3月经过多年的教学实践和总结，对本课程进行了教学改革，以期真正让学生参与课程的教学和学习，拓展学生的思维，激发其学习兴趣，提升课堂教学质量和学习效果。（一）教学方式改革教学方式改革是提升“金属材料学”课程教学质量的一种有效方式，通常在“金属材料学”课程教学中，会安排教师讲授，课堂讨论，配套实验三个相辅相成的教学环节[4]。“金属材料学”课程围绕材料的成分、工艺、组织和性能之间的关系这条主线展开，在教学上采取与学生分工协作的形式，教师主讲金属的合金化原理及其成分与组织性能的关联机制，学生按小组通过查阅相关资料主讲典型金属的概念、分类、特点及应用，教师课堂进行点评和总结。由此，让学生成为学习的主体，教师成为学生学习的引导者，使学生参与教学活动，加强课堂教学师生和生生之间的互动和联系，促使学生在课堂上和课后主动学习和思考，从而使学生能够自主构建知识体系，提升“金属材料学”课程教学的实效[5]。教学内容安排上采用反复强化，多次回顾的方式，并与生产实践紧密结合，把课本知识与学生兴趣紧密联系，主动引导学生去思考，如每一章知识讲完后教师再回头以课本中的图表进行分析讲解，而在整个课程结束后结合课本知识可对每章后的习题进行讲解，进一步对所学知识进行梳理和强化记忆，一方面，在“金属材料学”课堂上介绍基础理论知识，让学生有一个初步的认知；另一方面，带领学生回顾课程内容，让学生进一步思考，强化记忆，结合前期所学知识，增强学生的学习兴趣，更有利于学生接受和掌握知识。本课程教学团队也尝试引入与课程章节相关的教授和企业专家进课堂，进行讲授相关的知识及科研成果，如有色金属部分及金属材料的焊接性等。通过课堂教学与专家自身科研经历、课题研究及最新成果相结合，学生不仅能牢固掌握理论知识，提高学习兴趣，也能了解到所学“金属材料学”知识的重要性及如何运用所学知识解决工业生产的实际问题。金属材料学”是一门具有综合性、应用性、经验性特点的课程，引入大量的案例，一方面，能够提升学生的学习兴趣，帮助学生了解金属材料在实际工程中的具体应用；另一方面，还能培养学生利用材科相关理论知识解决实际问题的能力[6]。（二）课堂反向教学，发挥师生与生生角色互换的作用在“金属材料学”课程教学过程中，为了改变满堂灌的教学模式，凸显学生的主体地位，课程教学团队分析了整个课程的结构特点和内容，精心安排了六个小组进行反向教学，设置六个课内教学单元，让学生以个体自学、写备课（读书）笔记（类似于教案），以小组来做PPT、讲课准备、讲课、接受学生和教师的提问等环节，教师最后进行教学总结，进行教学实践。要求学生查阅资料预习，复习学过的知识，巩固专业系统知识。课堂反向教学由教师主持，这种教学方法能够调动每个学生的积极参与性和积极思维。最后教师做课堂总结，指出存在的问题及在今后学习中应注意的问题。课后学生纷纷反映这种上课形式很好。这样的教学既提高了学生的学习兴趣，又促进了学生对知识点的深人理解，也锻炼了学生的交流和团队协作能力。（三）形成性评价创新应用采用反向教学法提高了学生学习的积极性，学生掌握了基本理论知识，对金属材料也有了初步的认识，但为了巩固学习效果，达到学以致用的目的，我们对学生的平时成绩进行了创新评价，主要包括学生学习过程中的平时作业、平时测验、课堂学习、专题调研报告等形成性评价内容，形成性评价平时成绩占50%。平时（课堂）测验是期末考试的必要补充，有利于教师和学生及时了解阶段学习效果及学生状态，对学生学习也是一种促进。专题调研报告是结合反向教学实践提出的，两者相互补充，有利于培养学生运用所学知识独立思考和分析总结的能力。根据课程内容预先设置若干综合性题目，再划分小组，并给予每组一个题目。让小组成员分工合作，共同完成查阅文献资料、讨论、分析论证这一过程，最后由学生各自完成专题调研报告，交给教师评阅并打分。通过这样对学生表现和成绩进行形成性评价，不仅能够在有限的教学时间内完成教学任务，还为学生提供了运用知识的机会，使他们能够运用已知的理论知识解决问题。四、结语针对“金属材料学”这一课程，要在教学内容、教学手段及方法、师生的角色转换等方面进行探索与实践。就此，安徽工业大学“金属材料学”教学团队提出了“反向教学法”教学模式创新性改革，主要进行了教学创新与实践，注重师生及生生互动，建立了平时作业、课堂测验、反向教学、课堂考勤与表现、专题报告等“五位一体”的课程教学模式及评价机制，培养了学生的主动思维创新能力，锻炼了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。然而，目前“反向教学法”教学模式和手段仍不完善，还需进一步探究，只有这样，才能真正实现学生学与用的有机结合。参[1]考文献[2]戴李起惠勋,焦.金属材料：雷,芦笙,等学《.[M].金属材料北京:机学械》工业创新出版社性课程,2015.产业与科技论坛,2014(21):140-141.的建设与实践改革[J].质[3]教育李强,2016,2(1):55.

,潘登.金属材料学创新性课程建设与实践改革探索[J].西部素[4]践[J].王高红等洁教育,徐彤研究学,席生岐报,等,2015,38(4):117-120.“.材料科学基础”课程研究型教学改革与实12-13.

[5]殷志平.反向教学与学生创新思维能力的培养[J].科学教育,2004(2):[6]宁工业陈扬大,刘伟学学东报,石萍(社会科,等《.学材料版),2014,6(1):126-128.科学基础》多媒体教学探索与应用[J].辽通讯作者：斯松华（1966—），男，汉族，安徽太湖人，教授，硕士。（E-mail：

sisonghua@ahut.edu.cn）