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工程认证背景下金属材料热处理实验教学改革探索

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工程认证背景下金属材料热处理实验教学改革探索

一、现状分析及存在的问题

（一）忽视实验教学

在以往的实验教学模式中，学生的创新能力和实践能力得不到重视，实验内容与实践内容没有紧密结合起来，也必然无法达到工程教育认证的要求。过去的金属材料热处理课程实验课程得不到足够的重视，课时数较少。在较短的热处理实验课时下，学生没有时间对实验样品进行显微分析，无法将热处理原理和实验结果结合起来，使得学生对试样在热处理实验前后的组织改变缺乏直观对比，妨碍了教学目标的实现。

（二）实践教学与理论教学相脱节

当前金属热处理在实践教学环节上普遍缺乏对理论课程操作的灵活度。热处理专业教学的主要内容，偏重于固态相变原理的传授，而对于根据具体设备条件选择合适的热处理工艺方法方面的培训基本上缺失，这对于培养材料机械专业的毕业生而言是个瑕疵。这使得学生参加实验教学的积极性受到挫伤，难以正确掌握运用实验分析方法的掌握，影响了应用型、技能型人才的培养。

（三）学生在实验中缺乏自主性

教育“单向化”明显，教学效果不佳。在热处理实验教学环节中，学生积极性不高，只是机械性的随着教师的讲解完成实验过程，缺乏主动思考的能力和习惯，不会自学、不愿深究。这种“单向化”的教学手段难以提高学生的动手能力和实验分析能力，影響教学目标的完成。这门课程带给学生的感觉是理论性强，知识点繁杂，学习起来枯燥，知识点的连贯性和整体性差，因而学生学习兴趣不高，进而会影响到材料及机械专业的人才培养的质量[1]。

从根本上说，工科高等学校的实验教学过程应该成为一种有创造性的活动。主动性、能动性、研究性和创造性，应该成为实验教学过程中的关键性要素。如果教师不能激发出学生的主动性和能动性，不能培养其研究性和创造性，最终学生的创新思维能力会被扼杀在“照葫芦画瓢”的练习中[2]。

综上所述，目前实验教学存在的问题是：本课程实验对许多学生缺乏吸引力，具体表现为不进行课前预习准备；实验中操作“依葫芦画瓢”，实验报告雷同等。因此为了修正以往实验教学中存在的问题，我们考虑对《金属材料及其热处理》进行新型实验教学改革探索，摒弃传统的教学模式，提高学生能动性和自主创新能力并提高学生实践应用能力[3]。

我们进行《金属材料及其热处理》课程实验教学改革的基本思路是：增加可以发挥学生自主性和能动性的实验内容，给学生提供自己设计实验、独立动手和独立分析实验结果的机会；增加实验室开放时间、提供丰富的实验材料；在教学生了解材料分析的基本方法和相关实验仪器的使用常识后，放手让学生自己制定实验方案并动手操作；充分调动学生的积极性，发挥自主性和创新性，使实验教学成为课堂教学的有效补充。

二、改进的措施及方案

（一）改进实验教学的原则

我们改进实验教学模式依据遵循的是互动性、开放性、综合性和实用性。互动性原则是指在将学生置于实验教学的主体位置中，老师作为辅助的角色。在学生观察和思考的基础上，老师引导学生制定出合理是实验方案，并在实验教学中保持与学生积极互动，帮助学生全面理解实验教学目标，顺利完成实验；开放性是指在实验教学大纲中实验内容只规定基本要求，其实验步骤由学生自行设计。综合性是指将简单的实验操作过程扩容为集设计实验、独立动手和独立分析实验结果为一体的综合性实验，让学生在独立制定方案、设计实验步骤和分析数据的过程中深入地理解实验目标，为专业理论的学习奠定坚实的基础；实用性就是使实验设置尽可能贴近生产实际，使学生在实验中加深对材料的成分、组织和性能之间的关系的理解，为日后学习和实际工作中打下坚实的基础。

（二）实施方案

1.第一阶段：课题准备阶段——进行实验教学创新设计

教师选择提出便于学生探究的实验题目，让学生能够在明确实验目标的前提下自行查找资料，确立实验方案，设计实验步骤并完成实验任务。教师在此阶段只提供合适的问题而并不进行方法上的指导。在工程认证原则的指导下，实验教学由被动的知识传输过程转变成由学生独立探索和主动学习的过程。在这一阶段中教师提出的题目最好有一定工程背景，给学生以学以致用的积极性。在学生主动探究的过程中，不但提高了学生的动手能力，而且培养了学生制定实验方案和分析实验结构的能力。

2.第二阶段：课题实施阶段——学生自主选择研究课题

全班学生分成若干课题研究小组，设计研究方案，完成预习报告。经历资料收集、实验探究、分析检测、完成实验报告等学习过程。

受传统教学的影响，学生善于被动接受知识，很多学生拿到实验题目后不知该如何下手。因此，在进入实验操作环节前，教师需要讲解如何运用基本原理去制定热处理的工艺参数。在学生拿到实验题目后教师要明确提出实验要求，帮助学生回顾理论课上学习到的相关知识