《热处理原理及工艺》课程教学改革研究

谭元标　雷源源　赵飞　万明攀

摘要：《热处理原理及工艺》作为材料科学与工程专业的一门核心课程，本文主要针对该门课程教学过程中存在的问题，从优化课程教学内容、改革教学模式和教学方法、采用Thermo-Calc和Deform-3D等软件教学工具来提高教学效率、建立多元化的课程考核方式等方面进行探讨。其目的是激发学生学习的积极性和主观能动性，提高学生分析和解决工程问题的能力，以适应社会对应用型人才的发展需求。

关键词：《热处理原理及工艺》；课程教学方法；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）34-0142-02

近年来，随着汽车、工程机械、航空航天领域的快速发展，对金属材料的性能要求越来越高，要求金属材料在各种高低温和腐蚀环境依然保持良好的使用性能。与此同时，这对高校培养学生的质量也提出了更高的要求。高等学校提高教学质量和本科生的培养质量主要通过课程教学改革来实现。贵州大学材料科学与工程专业以“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”为原则，深化改革“材料工程应用复合型创新人才”培养方案，通过课程内容的整合、专业核心课程集群的构建以及系列专业选修课，以适应学生个性化发展。目前，材料科学与工程专业按照“通识公共基础+夯实大材料学科基础+明确专业专长方向”的方式进行本科生人才的培养。

《热处理原理及工艺》作为材料科学与工程专业的一门核心课程，该课程涉及到材料科学基础、金属学、固态相变原理、物理化学等多门相关课程，具有理论性强、抽象性强、综合性强和实践性强的特点。近年来，贵州大学在宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力人才培养模式指导下，课程体系几经改革，课程内容在相应的进行调整，课时也在不断减少。如仍按原有传统的课堂讲授式教学模式进行授课，会使学时数与课程内容之间出现矛盾。这也会大大减少课堂中与学生的互动环节，降低学生主观能动性的发挥。因此，改革课程教学方法，充分发挥学生课堂上的主观能动性，对提高“热处理原理及工艺”课程整体的教学质量与效果具有重要意义。

一、《热处理原理及工艺》课程教学存在的问题

1.教育观念滞后，教学模式陈旧。目前，《热处理原理及工艺》课程教学采用的教学模式依然是以老师课堂讲授为主。这种模式仅适用于纯理论课程的教学，但对于这种实践性很强的专业课，该教学模式会使理论与工程实践相脱节。另外，学生在学习过程中只能被动接受，缺乏对学生创新能力和学习能力的培养，久而久之会使得学生失去学习的热情与积极性，进而影响教学质量和教学效果。

2.课程内容多而杂。已出版的《热处理原理及工艺》教材，不同版本的内容大体相同，其内容都是追求知识的全面性，重点不突出，各章节之间也缺乏连贯性。随着材料科学与工程专业课程体系的改革，课程的学时也在不断缩减，进而出现教学内容与学时数之间的矛盾。为了完成教学内容，许多教师在授课过程中都是侧重于热处理原理部分，而对于热处理工艺部分都是讲授比较浅显，没有深入讲解如何将基本理论应用于实际生产过程。

3.理论与实践脱节。该课程具有实践性强的特点，为了让学生更好地掌握本门课程，在学习完理论知識后，需要深入企业一线进行实践学习。目前，由于学校都在扩招本科生，导致本科生人数过多，另外，企业对实习生的容纳能力有限。这使得在实习实践环节，学生只能走马观花地了解企业的生产过程，自己动手机会很少，不能将所学习理论知识很好地与实践相结合。

二、《热处理原理及工艺》课程教学改革措施

1.优化课程教学内容，改变课堂教学模式。随着课程体系的改革，课程学时数在不断减少。《热处理原理及工艺》教材内容又过于繁杂，因此需要根据金属材料工程专业应用型人才培养目标对教学内容进行精选。对于热处理原理部分依然作为教学内容的重点，而对于热处理工艺部分，以普通热处理的退火、正火、淬火及回火为基础，其他热处理新工艺方法则根据企业和社会对人才的需求以及各种热处理方法的最新发展动态来选择教学内容。这样可避免课程内容繁杂，课程内容讲授不深入的缺点。传统教学模式减少了学生的课堂参与度，学生容易分散听课注意力。我认为应该采取讲授式、启发式和讨论式并重的教学模式，课堂上多增加与学生的互动环节，多以启发式教学模式引导学生去思考某个知识点及其在实际工程问题中的应用。对于学生难以理解的一些问题，可采用大家共同讨论的方式解决。为了加强学生对基础知识的掌握，适当布置一些课后作业。但课后作业必须及时批改，并根据学生课后作业的完成情况来检验学生对所学知识的掌握程度，对于学生掌握不好的知识点需要及时讲解。另外，平时要多与学生沟通，根据学生反馈的意见及时调整教学方法。

2.采用Thermo-Calc和Deform-3D等软件教学工具。《热处理原理及工艺》课程内容比较繁杂，在有限学时数情况下很难讲授更多的课程内容。随着计算机科学技术的高速发展，各种软件被广泛应用于材料科学领域，如Thermo-Calc和Deform-3D等软件可以模拟钢的渗碳、渗氮、奥氏体/铁素体相变、马氏体相变以及珠光体相变等过程。教师可以教会学生操作这些软件，通过Thermo-Calc和Deform-3D等软件来模拟钢的奥氏体化、珠光体转变、贝氏体转变以及马氏体转变过程中的原子扩散过程。这样可以让学生更好地理解金属材料热处理过程中各类相变过程及其相变机制，并且可以极大地提高教学效率。另外，在授课过程中教师多引入企业的工程实例进行讲解，如齿轮、轴承以及紧固件的热处理过程等。然后教授学生使用软件对工程构件在不同工况下的热处理工艺进行模拟。课后并针对性地布置一些作业，这样既能充分发挥学生的主观能动性，又能让学生将所学基本理论应用于实际生产，提高学生独立解决工程实际问题的能力。

3.改革课程考核方式。为了综合评价学生对基本知识的掌握程度及其应用能力，应摈弃传统的以期末闭卷考试成绩为主的考核方式，建立多元化测评的方式。可以将课程的考核方式分为期末闭卷考试成绩和平时成绩，比例分别为50%。平时成绩应包含平时出勤、课堂提问及讨论、课后作业等多个方面，比例分别为10%、10%和30%。课后作业以工程构件的热处理工艺优化为主，让学生熟练使用模拟软件对工程构件的热处理工艺进行优化设计。期末闭卷考试主要考查学生对基本知识的掌握程度，平时成绩主要对学生学习态度以及基本知识应用能力的评价。

三、结束语

《热处理原理及工艺》作为金属材料科学与工程专业的一门核心课程，为了提高学生对该门课程的综合学习能力，需要对该门课程教学进行改革，以适应社会发展的需求。针对该课程在教学过程存在的问题，本文提出一些改进措施。其目的是提高学生的综合素质，使学生更好地掌握企业实际生产过程中热处理方面的理论知识，毕业后能够很快适应企业相关工作岗位的要求。

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