金相实验教学改革及实验技术能力提升探索

马杰　王长征　黄宝旭　陈辉　赵性川

摘 要： 本文分析了传统金相实验课程教学中存在的一些问题，在“贴近实际工程，以工程技术为主线”的背景下提出了引进多媒体、数据库，完善实验教学手段，夯实实验技能，加强学生实践能力及改革实验成绩考核方式等措施，旨在对实验教学及提高学生实验技术能力进行探索。

关键词： 金相实验技术 实验教学 实验课程改革

金相实验技术是材料科学与工程专业类学生必须掌握的一门基本实验技能，也是当今金属材料开发、产品质量检验及失效分析常用的分析方法。现代金相检验技术将材料组分—加工工艺—显微组织形貌—材料性能有机关联，为调整材料组分、改善加工工艺，最终提高材料性能提供可靠的技术支持。相较而言，金相实验技术的实践性和操作性很强，其课程目的是使学生一方面掌握金相显微分析的基本知识和方法，加深对相关材料科学理论知识的理解，另一方面在锻炼学生动手实践能力、培养学生实验技能的基础上，着重培养学生在材料研究中观察问题、发现问题、分析问题和解决问题的能力，为学生解决后续实际工程问题奠定基础。

长期以来，金相实验课程教学以理论讲授为主，疏于学生操作实践能力的培养和锻炼。而且，实验讲义所采用的金相组织照片多为试样的典型组织形貌，与工程实际组织相差甚远。因此，针对现行实验教学中的不足，在贴近实际工程，以工程技术为主线的背景下，同时借助我校“卓越工程师教育培养计划”，材料科学与工程学院金属材料工程系在现行实验教学的基础上，针对学生参与实践训练机会少、所学理论知识与工程实际脱节的不足，对金相实验教学进行改革及探讨如何进一步提高学生的实验技术能力。笔者现结合近些年的实验工作经验和体会，提出对金相实验课程改革的设想。

1.引进多媒体、数据库，进一步完善实验教学手段

传统金相实验教学模式中教师先讲解实验目的、内容、原理及方法，借助一些典型的金相显微组织形貌图，对显微组织特征给予必要的文字说明。随后将制作好的若干金相试样提供给学生观察。由于学生自身差异性较大，加之对金相组织形态认同度较低，该种教学方法往往导致学生茫茫然，很难达到实验的目的。多媒体技术及大数据的引入可以很好地解决该类问题。可以将实验涉及的试样标准组织形貌及不同热处理条件下的金相试样利用多媒体呈现出来，将实验内容准确、迅速地传达给学生，让学生首先有充分的感性认识，抓住试样典型显微组织特征，随后有更多的时间观察、体会实验内容。同时，学生在观察过程中如果对组织形貌存在疑问，就可以方便在数据库中寻找。这种启发式的教学势必会提高学生的学习积极性和主动性，实验教学质量也会大大提高。

2.进一步夯实实验技能，增强学生的实践能力

提升学生实验技能最直接、最有效的方法是增加学生动手实践机会。具体做法可以由任课老师讲授完必要的背景知识，学生有初步认识后，分发给每一个学生不同的试样，让学生制备金相试样，完成组织形貌观察分析。在制备试样、观察形貌的过程中对相关理论首先形成自己的体会，然后任课教师进行系统的讲解。这样学生在课堂讲解过程中，可能会有更深入的理解。再有，在金相试样显微组织分析中，学生制备试样，完成金相组织显微镜观察及图像拍照，生生间相互对比观察，了解不同处理条件下试样金相组织形态的特点及观察分析方法。而且在相互对比过程中，既多方面了解不同组织形貌，加深记忆，又比较各自的劳动成果。这样学生更重视也更珍惜自己的劳动成果，形成积极向上、相互竞争的氛围，提高学生的学习兴趣。对于学有余力的学生，可鼓励其参与老师的科研项目，全面开放实验室，为学生提供创新性、研究性试验条件，充分调动学生学习的主动性和积极性。

3.改革实验成绩考核方式

成绩考核是考查学生所学知识掌握程度的一种手段，同时也是调动学生学习积极性的一种有效措施。为全面把握学生的学习情况和实验技能，充分调动学生上好实验课的积极性，构建科学、合理的实验考核体系具有重要的意义。在具体操作过程中，对验证性基础实验可根据学生的实验预习、操作和报告情况进行考核；综合实验主要基于实际工程问题开设，题目具有一定的难度。其目的是让学生充分发挥主观能动性，在探索的氛围中积极主动思考问题、分析问题，提出实验方案最终解决问题。此类实验的考核可结合学生自评或团队互评，最后结合学生各方面的表现由老师进行综合评定，确定每一个学生的实验成绩。成绩考核中应突出学生的主体地位，强化学生的主人翁意识，调动学生参加实验的积极性和主动性，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

金相实验技术是金属类学生必须掌握的一门基本实验技能。用先进的实验教学方法、手段等措施完善实验课教学，进一步提高学生的实验技术能力，培养高素质的学生是实验教师的责任，我们将继续努力对金相实验教学进行改革及探讨。

参考文献：

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[2]李蛟，张大富，王发刚，杜庆洋，张华.基于材料类本科生实践创新能力培养的实验教学体系改革研究[J].大学教育，2013，20：75-76.

[3]姚鸿年.金相实验技术的现状及其发展[J].理化检验：物理分册，2009.

基金项目：聊城大学实验技术研究项目（LDSY2014004）

通讯作者：王长征