案例教學(xué)法在《金屬工藝學(xué)》課程教學(xué)中的應(yīng)用?

孫有平++徐武彬++李冰++閆共芹

摘 要：本文簡(jiǎn)述了《金屬工藝學(xué)》課程所包含的內(nèi)容及開展教學(xué)改革的必要性，通過列舉具體教學(xué)案例探討了案例教學(xué)法在這門課程中所起到的作用。

關(guān)鍵詞：案例教學(xué)法；金屬工藝學(xué)；教學(xué)改革

基金項(xiàng)目：廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目（2014JGA191，2015JGB283，2016JGZ139）

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《金屬工藝學(xué)》是機(jī)械類專業(yè)中的一門比較重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要由工程材料基礎(chǔ)知識(shí)、熱處理、鑄造、塑性成型基礎(chǔ)、焊接基礎(chǔ)等內(nèi)容構(gòu)成，其特點(diǎn)是理論性強(qiáng)、概念多、知識(shí)結(jié)構(gòu)聯(lián)系緊密、實(shí)踐性強(qiáng)。為了學(xué)好這門課程，需要學(xué)生掌握好工程材料晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、相圖相變等比較抽象而枯燥的基礎(chǔ)知識(shí)，又要掌握鑄造、鍛造、焊接等實(shí)踐性較強(qiáng)的熱加工工藝方法和理論，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，要完全掌握好這門課程的知識(shí)點(diǎn)較難。因此，探索比較有效的教學(xué)模式和方法，使學(xué)生能夠盡快的學(xué)好《金屬工藝學(xué)》這門課程是當(dāng)前新形勢(shì)下應(yīng)該重點(diǎn)考慮的問題。作者下面就自己在講授這門課時(shí)采用案例教學(xué)的效果和體會(huì)進(jìn)行一些探討：

首先，在教學(xué)過程中應(yīng)該明確目標(biāo)，突出本科教育教學(xué)的特點(diǎn)，即應(yīng)該重視素質(zhì)與能力的教育與培養(yǎng)，實(shí)行啟發(fā)式教學(xué)，而不是單純的對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的灌輸。每一章節(jié)都有一些教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)，應(yīng)重點(diǎn)講解，對(duì)比較抽象的材料基礎(chǔ)知識(shí)可以借助實(shí)例來幫助學(xué)生掌握，同時(shí)拓展其知識(shí)面。例如，在講授材料晶體缺陷的面缺陷（晶界）這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，除介紹晶界的基本概念外，可用圖1來幫助學(xué)生理解晶界對(duì)金屬材料室溫與高溫?cái)嗔涯Ｊ降淖饔茫磁c晶內(nèi)相比，晶界是由大量點(diǎn)缺陷和面缺陷組成的，具有更大的晶格畸變，因而室溫時(shí)能量高，強(qiáng)度高，這一特點(diǎn)使其在低溫變形時(shí)裂紋總是沿著穿過晶粒的方向擴(kuò)展，而不是沿著晶界方向擴(kuò)展，表現(xiàn)出穿晶斷裂特征；在高溫下受力時(shí)，由于晶界的能量高，原子活性更大，此時(shí)晶界在受力的情況下更易使裂紋沿著晶界進(jìn)行擴(kuò)展，此時(shí)就表現(xiàn)出沿晶斷裂的特征。通過這一案例的介紹，可以使大多數(shù)學(xué)生很快了解晶界的作用，也有助于學(xué)生在工作中解決實(shí)際問題。

在介紹均勻化退火處理實(shí)現(xiàn)組織與成分均勻化這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，絕大多數(shù)學(xué)生會(huì)對(duì)均勻化的作用和效果想象不出，這時(shí)我會(huì)給學(xué)生展示鎂合金均勻化退火前后的照片（圖2），通過對(duì)比可以很明顯發(fā)現(xiàn)，對(duì)金屬材料進(jìn)行均勻化退火處理時(shí)，由于溫度高，溶劑中原子的振動(dòng)幅度增大，原子間隙變大，可以容納更多的溶質(zhì)原子進(jìn)入到溶劑的原子間隙中，使鑄態(tài)組織中的粗大初生相不斷回溶進(jìn)固溶體中，這樣學(xué)生就有了一個(gè)很直觀的認(rèn)識(shí)，也就能夠理解均勻化處理的原理和作用了。

除了采用案例來輔助教學(xué)外，還應(yīng)處理好相關(guān)章節(jié)之間的關(guān)系。相圖、晶體結(jié)構(gòu)等工程材料的知識(shí)是學(xué)習(xí)鑄造、鍛造、焊接等金屬加工工藝的基礎(chǔ)，在金屬加工工藝章節(jié)的學(xué)習(xí)中，也應(yīng)適當(dāng)回顧前面學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生將新舊知識(shí)串起來分析具體問題，引導(dǎo)學(xué)生融會(huì)貫通。

此外，還應(yīng)利用好現(xiàn)有資源，將實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)與講授、討論、點(diǎn)評(píng)有機(jī)結(jié)合。對(duì)于一些加工工藝與加工設(shè)備，通過將學(xué)生帶到實(shí)驗(yàn)室或車間，使學(xué)生親自動(dòng)手操作或觀摩熱處理爐、軋機(jī)、焊接設(shè)備、拉伸試驗(yàn)機(jī)等，可以使其更好地理解課本的知識(shí)。

總之，通過進(jìn)行案例教學(xué)的實(shí)踐，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善了教學(xué)效果。金屬工藝學(xué)這么課程的知識(shí)在工程機(jī)械、汽車、冶金、航空航天等領(lǐng)域都多應(yīng)用，是學(xué)生重要的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，我們應(yīng)該探索更多的教學(xué)模式與教學(xué)方法，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握，為將來的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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作者介紹： 孫有平（1979～），男，吉林松原人，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：金屬材料塑性變形技術(shù)