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【摘 要】《金属工艺学》的理论性和实践性都很强，本文结合课程中一些难以理解和掌握的知识点，分析了课程教学内容改革的必要性，并从教学内容、教学手段和实践性教学方面提出了改革的一些措施，提高了课程教学效果和人才培养的质量。
【关键词】金属工艺学；教学改革；实践性教学
《金属工艺学》是高等工科院校材料冶金类和机械类专业必修的学科技术课程，其应用性和实践性很强，它包含金属机械性能、金属热处理、金属材料、非金属材料、材料加工方法（锻造、铸造、焊接、切削）等内容，是工科院校学生必备的专业基础知识，在教学中学生反映的突出问题有两点：
（1）课程的内容多且繁杂，覆盖面较大，术语多，概念多且抽象，教学课时少，而课程又与实际应用结合非常紧密，学生在学完本课程后，对课程的内容仍不能系统地把握。
（2）传统的教学方法，学生学习起来枯燥乏味，对课程的重要性没有足够认识，没有掌握重要的知识点，因此在参加工作后，有体会到金属工艺学中学到的知识很有用，却因为没有掌握到知识点或没有进行实训和实验而束手无策，不知道怎么用。
因此，将学到的知识应用到实践中，需要探索一种学生感兴趣、易于掌握、理论教学联系实际应用的教学方法。例如在学习了金属材料的机械性能、热处理、铸造技术以及切削加工技术后，组织学生参加到采用砂型铸造法制备相应的零件毛坯过程中，并对铸造后的零件毛坯进行热处理，再将热处理后的零件毛坯进行相应的切削加工，最后测试相应的机械性能（抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度等），使学生在亲自实验经历中获得技能和相应的经验，从而掌握相应的知识点。通过本教学改革和实践，大大提高了学生对《金属工艺学》相应知识点的认识和掌握，教学效果良好，同时学生的科研思维和实际动手能力得到了大大的提高。
一、具体研究对象和内容的更新
传统的教育方式是一支粉笔、一块黑板、教师一言堂；采用的教材的内容都是概括性的介绍，但还是有很多细节性的重点和难点并不太容易通过课堂学习就能理解和掌握，例如：（1）常见的铸造缺陷如缩孔、缩松、孔洞、组织粗大、成分不均匀等产生的原因；（2）如何通过制备工艺方法的改进和合金元素的添加来改善金属材料的组织，从而减少缺陷，提高金属材料的机械性能；（3）金属材料在切削加工过程中涉及的摩擦磨损和切削热以及他们对加工质量的影响。上述这些问题如果能很好地得到解决，那么学生对所涉及的热加工工艺基础内容：铸造、金属材料的机械性能、热处理、铸造技术以及切削加工技术等，将会有更加深刻的认识和理解。既提高了学生的科研能力，又使教学质量和教学效率提高到一个新的档次。
前面所述几个问题在课程设计和实验过程中鲜能系统的联系起来，在一定程度上降低了整体的教学效果和质量。因此，在《金属工艺学》的教学过程中，当遇到上述问题时，可依托相关的科研项目进行教学方法改革与实践，使学生在科研过程中获得经验和技能，从而达到教学目的。当前，科技发展迅速，这就要求《金属工艺学》课程要做到与时俱进，如何做到与时俱进，这也是所有教学课程所面临的问题，只有不断地更新知识内容，不断地把一些新概念、新技术、新工艺、新知识扩充到教学内容中，才能保持课程的先进性和知识内容的前沿性。
二、教学手段的改进
教学内容的更新与改革，若没有与之相适应的的教学手段和方法，就不可能达到预期的教学目标和教学效果，应采用先进的教学模式，具体介绍如下：
1. 讨论启发式教学方法
传统的教育方式是一支粉笔、一块黑板、教师一言堂，学生都是被动的“灌注式”教育，学生学习起来普遍感到枯燥乏味，知识点难以掌握，很难调动学生学习的主动性和积极性，影响了对学生创造性思维和创新能力的培养。应针对不同的课程内容，采取多种形式的课堂讨论和启发式教学方法，培养学生学习的主动性和积极性。比如在讲“表面热处理”时，汽车上用的齿轮，既要求高硬度、高耐磨性和高含碳量，又要求承受冲击载荷和循环应力作用，韧性好，该选什么热处理方法呢？用这种设问的方式来启发学生思维，接下来再讲“表面处理”的目的、方法、原理、组织、性能等，一层一层把问题引出并解答出来，学生带着问题听课，积极性更加活跃。课堂结束之前，让学生讨论“表面热处理”的方法还可应用于哪些零部件中，使学生思路更加广阔，增加了知识面。
2. 应用多媒体等教学手段
本课程的图和表较多，传统的粉笔黑板教学，不仅占用上课讲授时间，而且受时间的限制传递的信息量少，学生听课兴趣不浓烈。利用多媒体教学，可显示无法手绘的复杂的图，既使教学内容更直观，又减少了课堂书写时间，提高了课堂效率。我们已充分利用学校提供的现代化教学设备制作了《金属工艺学》多媒体教学课件，大大提高了课堂讲授的信息量，提高了学生学习的兴趣，增加了课堂讲授的信息量，教学效果良好，受到学生欢迎。
3. 改革考试方法
考试是考查学生掌握知识多少的一种方法，一般情况下都是任课老师出题，教研室审核，这样就会产生一些问题如：试卷的难易程度不同、分量轻重不一、内容分布不均匀等，因此我们建立了《金属工艺学》试题库，题库中的试题类型包括填空题、选择题、简答题、名词解释和计算题等，覆盖了教材中各个章节的内容，我们还设置了不同难度系数的试题，经过几个学期的应用实践，证明题库中的题难易程度适中，能真实地反映学生的学习成绩，也能较为客观地评价教学效果，而且节省了大量的财力人力和时间。
此外，《金属工艺学》是一门理论性与实践性结合比较紧密的课程，这就要求题库中要有反映学生理论联系实际问题能力的试题，这类试题一般占试题量的10%-15%。如在铸造工艺过程中，浇注温度是怎么确定的？浇注温度过高或过低会对铸件的组织和性能产生什么影响？这种理论联系实践的命题是对学生综合能力的考核，对学生以后走上工作岗位具有很好的导向作用。
三、加强实践性教学环节
《金属工艺学》是一门研究金属制备工艺的专业基础课，具有很强的实践性，教材中很多的概念、公式和理论都是在实际生产过程中总结和归纳出来的，所以实践教学至关重要。实践性教学是提高學生用所学的理论解决实际问题的能力，以及学生将所学的理论知识转化为专业技能的重要环节。通过实践，学生不仅对相关理论知识有了进一步的理解和认识，而且锻炼了科研能力和创新思维能力。
实践性教学环节是高等工科院校人才培养不可缺少的重要环节，根据教学大纲和市场对人才的需求，《金属工艺学》实践性教学环节主要由教学实验、金工实习、课程设计和毕业设计等模块组成，其中实习包括生产实习和毕业实习。目前，《金属工艺学》课程相关的实验室已有冷热加工实验室、金相实验室、材料热处理实验室、材料性能检测实验室、模具和零部件的加工实验室。在教学实验过程中，多开设设计性和创新性实验，减少验证性实验，培养学生动手和创新能力。
新疆工程学院机械工程系拥有校内工程实践基地，校内工程实践基地的实践性教学内容包括金工实习、生产实习、课程设计和毕业设计。例如在金工实习过程中，教师给出零部件的使用环境和条件，要求学生根据实习车间提供的材料和设备，制订工艺方案，并实际操作设备制备出所需的工件，并对所制备的工件进行性能检测和分析，最后完成设计作品，写出实习报告，锻炼了学生解决实际问题的能力。
四、结语
经过几年的改革和实践，在目前的教学条件下，新疆工程学院机械工程系形成了一套与实践教学相适应的教学内容、教学方法和教学手段，注重学生实践能力和创新能力的培养。毕业生专业基础扎实，实践能力强，综合素质高，受到用人单位的好评，教学改革取得明显实效。
作者简介：
张金玲（1981-），女，山东莱芜人，新疆工程学院讲师，博士，主要从事金属工艺学和材料加工工程方面的教学和研究。
【关键词】金属工艺学；教学改革；实践性教学
《金属工艺学》是高等工科院校材料冶金类和机械类专业必修的学科技术课程，其应用性和实践性很强，它包含金属机械性能、金属热处理、金属材料、非金属材料、材料加工方法（锻造、铸造、焊接、切削）等内容，是工科院校学生必备的专业基础知识，在教学中学生反映的突出问题有两点：
（1）课程的内容多且繁杂，覆盖面较大，术语多，概念多且抽象，教学课时少，而课程又与实际应用结合非常紧密，学生在学完本课程后，对课程的内容仍不能系统地把握。
（2）传统的教学方法，学生学习起来枯燥乏味，对课程的重要性没有足够认识，没有掌握重要的知识点，因此在参加工作后，有体会到金属工艺学中学到的知识很有用，却因为没有掌握到知识点或没有进行实训和实验而束手无策，不知道怎么用。
因此，将学到的知识应用到实践中，需要探索一种学生感兴趣、易于掌握、理论教学联系实际应用的教学方法。例如在学习了金属材料的机械性能、热处理、铸造技术以及切削加工技术后，组织学生参加到采用砂型铸造法制备相应的零件毛坯过程中，并对铸造后的零件毛坯进行热处理，再将热处理后的零件毛坯进行相应的切削加工，最后测试相应的机械性能（抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度等），使学生在亲自实验经历中获得技能和相应的经验，从而掌握相应的知识点。通过本教学改革和实践，大大提高了学生对《金属工艺学》相应知识点的认识和掌握，教学效果良好，同时学生的科研思维和实际动手能力得到了大大的提高。
一、具体研究对象和内容的更新
传统的教育方式是一支粉笔、一块黑板、教师一言堂；采用的教材的内容都是概括性的介绍，但还是有很多细节性的重点和难点并不太容易通过课堂学习就能理解和掌握，例如：（1）常见的铸造缺陷如缩孔、缩松、孔洞、组织粗大、成分不均匀等产生的原因；（2）如何通过制备工艺方法的改进和合金元素的添加来改善金属材料的组织，从而减少缺陷，提高金属材料的机械性能；（3）金属材料在切削加工过程中涉及的摩擦磨损和切削热以及他们对加工质量的影响。上述这些问题如果能很好地得到解决，那么学生对所涉及的热加工工艺基础内容：铸造、金属材料的机械性能、热处理、铸造技术以及切削加工技术等，将会有更加深刻的认识和理解。既提高了学生的科研能力，又使教学质量和教学效率提高到一个新的档次。
前面所述几个问题在课程设计和实验过程中鲜能系统的联系起来，在一定程度上降低了整体的教学效果和质量。因此，在《金属工艺学》的教学过程中，当遇到上述问题时，可依托相关的科研项目进行教学方法改革与实践，使学生在科研过程中获得经验和技能，从而达到教学目的。当前，科技发展迅速，这就要求《金属工艺学》课程要做到与时俱进，如何做到与时俱进，这也是所有教学课程所面临的问题，只有不断地更新知识内容，不断地把一些新概念、新技术、新工艺、新知识扩充到教学内容中，才能保持课程的先进性和知识内容的前沿性。
二、教学手段的改进
教学内容的更新与改革，若没有与之相适应的的教学手段和方法，就不可能达到预期的教学目标和教学效果，应采用先进的教学模式，具体介绍如下：
1. 讨论启发式教学方法
传统的教育方式是一支粉笔、一块黑板、教师一言堂，学生都是被动的“灌注式”教育，学生学习起来普遍感到枯燥乏味，知识点难以掌握，很难调动学生学习的主动性和积极性，影响了对学生创造性思维和创新能力的培养。应针对不同的课程内容，采取多种形式的课堂讨论和启发式教学方法，培养学生学习的主动性和积极性。比如在讲“表面热处理”时，汽车上用的齿轮，既要求高硬度、高耐磨性和高含碳量，又要求承受冲击载荷和循环应力作用，韧性好，该选什么热处理方法呢？用这种设问的方式来启发学生思维，接下来再讲“表面处理”的目的、方法、原理、组织、性能等，一层一层把问题引出并解答出来，学生带着问题听课，积极性更加活跃。课堂结束之前，让学生讨论“表面热处理”的方法还可应用于哪些零部件中，使学生思路更加广阔，增加了知识面。
2. 应用多媒体等教学手段
本课程的图和表较多，传统的粉笔黑板教学，不仅占用上课讲授时间，而且受时间的限制传递的信息量少，学生听课兴趣不浓烈。利用多媒体教学，可显示无法手绘的复杂的图，既使教学内容更直观，又减少了课堂书写时间，提高了课堂效率。我们已充分利用学校提供的现代化教学设备制作了《金属工艺学》多媒体教学课件，大大提高了课堂讲授的信息量，提高了学生学习的兴趣，增加了课堂讲授的信息量，教学效果良好，受到学生欢迎。
3. 改革考试方法
考试是考查学生掌握知识多少的一种方法，一般情况下都是任课老师出题，教研室审核，这样就会产生一些问题如：试卷的难易程度不同、分量轻重不一、内容分布不均匀等，因此我们建立了《金属工艺学》试题库，题库中的试题类型包括填空题、选择题、简答题、名词解释和计算题等，覆盖了教材中各个章节的内容，我们还设置了不同难度系数的试题，经过几个学期的应用实践，证明题库中的题难易程度适中，能真实地反映学生的学习成绩，也能较为客观地评价教学效果，而且节省了大量的财力人力和时间。
此外，《金属工艺学》是一门理论性与实践性结合比较紧密的课程，这就要求题库中要有反映学生理论联系实际问题能力的试题，这类试题一般占试题量的10%-15%。如在铸造工艺过程中，浇注温度是怎么确定的？浇注温度过高或过低会对铸件的组织和性能产生什么影响？这种理论联系实践的命题是对学生综合能力的考核，对学生以后走上工作岗位具有很好的导向作用。
三、加强实践性教学环节
《金属工艺学》是一门研究金属制备工艺的专业基础课，具有很强的实践性，教材中很多的概念、公式和理论都是在实际生产过程中总结和归纳出来的，所以实践教学至关重要。实践性教学是提高學生用所学的理论解决实际问题的能力，以及学生将所学的理论知识转化为专业技能的重要环节。通过实践，学生不仅对相关理论知识有了进一步的理解和认识，而且锻炼了科研能力和创新思维能力。
实践性教学环节是高等工科院校人才培养不可缺少的重要环节，根据教学大纲和市场对人才的需求，《金属工艺学》实践性教学环节主要由教学实验、金工实习、课程设计和毕业设计等模块组成，其中实习包括生产实习和毕业实习。目前，《金属工艺学》课程相关的实验室已有冷热加工实验室、金相实验室、材料热处理实验室、材料性能检测实验室、模具和零部件的加工实验室。在教学实验过程中，多开设设计性和创新性实验，减少验证性实验，培养学生动手和创新能力。
新疆工程学院机械工程系拥有校内工程实践基地，校内工程实践基地的实践性教学内容包括金工实习、生产实习、课程设计和毕业设计。例如在金工实习过程中，教师给出零部件的使用环境和条件，要求学生根据实习车间提供的材料和设备，制订工艺方案，并实际操作设备制备出所需的工件，并对所制备的工件进行性能检测和分析，最后完成设计作品，写出实习报告，锻炼了学生解决实际问题的能力。
四、结语
经过几年的改革和实践，在目前的教学条件下，新疆工程学院机械工程系形成了一套与实践教学相适应的教学内容、教学方法和教学手段，注重学生实践能力和创新能力的培养。毕业生专业基础扎实，实践能力强，综合素质高，受到用人单位的好评，教学改革取得明显实效。
作者简介：
张金玲（1981-），女，山东莱芜人，新疆工程学院讲师，博士，主要从事金属工艺学和材料加工工程方面的教学和研究。