案例教学法在《金属工艺学》课程教学中的应用?

孙有平++徐武彬++李冰++闫共芹

摘 要：本文简述了《金属工艺学》课程所包含的内容及开展教学改革的必要性，通过列举具体教学案例探讨了案例教学法在这门课程中所起到的作用。

关键词：案例教学法；金属工艺学；教学改革

基金项目：广西高等教育本科教学改革工程项目（2014JGA191，2015JGB283，2016JGZ139）

G712

《金属工艺学》是机械类专业中的一门比较重要的专业基础课，主要由工程材料基础知识、热处理、铸造、塑性成型基础、焊接基础等内容构成，其特点是理论性强、概念多、知识结构联系紧密、实践性强。为了学好这门课程，需要学生掌握好工程材料晶体结构与结晶、相图相变等比较抽象而枯燥的基础知识，又要掌握铸造、锻造、焊接等实践性较强的热加工工艺方法和理论，在有限的学时内，要完全掌握好这门课程的知识点较难。因此，探索比较有效的教学模式和方法，使学生能够尽快的学好《金属工艺学》这门课程是当前新形势下应该重点考虑的问题。作者下面就自己在讲授这门课时采用案例教学的效果和体会进行一些探讨：

首先，在教学过程中应该明确目标，突出本科教育教学的特点，即应该重视素质与能力的教育与培养，实行启发式教学，而不是单纯的对学生进行知识的灌输。每一章节都有一些教学重点与难点，应重点讲解，对比较抽象的材料基础知识可以借助实例来帮助学生掌握，同时拓展其知识面。例如，在讲授材料晶体缺陷的面缺陷（晶界）这一知识点时，除介绍晶界的基本概念外，可用图1来帮助学生理解晶界对金属材料室温与高温断裂模式的作用，即与晶内相比，晶界是由大量点缺陷和面缺陷组成的，具有更大的晶格畸变，因而室温时能量高，强度高，这一特点使其在低温变形时裂纹总是沿着穿过晶粒的方向扩展，而不是沿着晶界方向扩展，表现出穿晶断裂特征；在高温下受力时，由于晶界的能量高，原子活性更大，此时晶界在受力的情况下更易使裂纹沿着晶界进行扩展，此时就表现出沿晶断裂的特征。通过这一案例的介绍，可以使大多数学生很快了解晶界的作用，也有助于学生在工作中解决实际问题。

在介绍均匀化退火处理实现组织与成分均匀化这一知识点时，绝大多数学生会对均匀化的作用和效果想象不出，这时我会给学生展示镁合金均匀化退火前后的照片（图2），通过对比可以很明显发现，对金属材料进行均匀化退火处理时，由于温度高，溶剂中原子的振动幅度增大，原子间隙变大，可以容纳更多的溶质原子进入到溶剂的原子间隙中，使铸态组织中的粗大初生相不断回溶进固溶体中，这样学生就有了一个很直观的认识，也就能够理解均匀化处理的原理和作用了。

除了采用案例来辅助教学外，还应处理好相关章节之间的关系。相图、晶体结构等工程材料的知识是学习铸造、锻造、焊接等金属加工工藝的基础，在金属加工工艺章节的学习中，也应适当回顾前面学习的知识点，帮助学生将新旧知识串起来分析具体问题，引导学生融会贯通。

此外，还应利用好现有资源，将实验、实训与讲授、讨论、点评有机结合。对于一些加工工艺与加工设备，通过将学生带到实验室或车间，使学生亲自动手操作或观摩热处理炉、轧机、焊接设备、拉伸试验机等，可以使其更好地理解课本的知识。

总之，通过进行案例教学的实践，极大地激发了学生的学习兴趣，改善了教学效果。金属工艺学这么课程的知识在工程机械、汽车、冶金、航空航天等领域都多应用，是学生重要的专业基础知识，我们应该探索更多的教学模式与教学方法，促进学生对知识点的掌握，为将来的工作打下坚实的基础。

参考文献：

[l]周荣惠.《金属工艺学》课行动导向教学方法探析[J].课堂内外：教师版，2012（8）：77-78.

[2]刘春苓.浅谈多媒体辅助教学在《金属工艺学》教学中的应用[J].中国科教创新导刊，2011（35）：201-201.

[3]王芳.金属工艺学实践教学改革的探究[J].中小企业管理与科技，2011（12）：143-144.

[4]郑海忠.基于航空特色化的《金属工艺学》课程教学改革与探索[J].科技资讯，2010（22）：213-213.

[5]王斌.金属工艺学教学法尝试[J].机械管理开发，2009，24（5）：166.

[6]姬玉媛.金属工艺学理论实习一体化教学的改革与实践[J].装备制造技术，2009（11）：173-174.

作者介绍： 孙有平（1979～），男，吉林松原人，博士，教授，硕士生导师，研究方向：金属材料塑性变形技术