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《金属材料学》建设总结
金属材料学是专业主干课程,也是现在教学计划中的核心课程。2004年列为江苏大学精品课程重点建设项目。在多年课程建设的基础上,经过系统整合,取得了很好的成绩,2006年被评为江苏省一类精品课程。所编写的教材《金属材料学》在2006年被评审列为普通高等教育“十一五”国家规划教材,2007年获中国石油和化学工业协会优秀教材一等奖,2007年获江苏省优秀精品教材。课程改革成果于2007年获江苏大学教育教学成果特等奖,2008年两位主讲教师均获江苏大学第三届教学质量一等奖。金属材料学教学团队于2008年被评为江苏大学优秀教学团队,团队带头人戴起勋教授于2009年评为江苏大学首届教学名师。主要成果有:更新教学内容、改革教学方法、强化实践环节,调整课程体系,编写出版有特色的新教材。几年来的教学实践获得了学生的好评,取得了很好的教学效果。现总结如下。
1 改革课程体系和教学内容
1.1 课程改革思路和历史沿革
1.1.1 课程性质
金属材料学核心课程是专业知识教学中最后一门课程。金属材料学课程知识体系及与各专业课程知识间的相互关系如图1所示。
图1 金属材料学知识体系及专业知识间相互关系
金属材料学一直是专业的主干课程和核心课程。该课程在专业知识结构中占有很重要的位置,是学生走上工作岗位使用知识最多最直接的课程。该课程是最后一门专业主干课,其内容特点是具有综合性和应用性。内容涉及知识面比较广,分析问题和解决问题需要应用所有专业课程的综合知识;应用性是指课程的材料及工艺等内容是生产或科研中正在广泛使用的技术。
该课程要求:学生应掌握合金化理论的基本知识,了解材料成分设计的基本依据;熟悉常用材料及其处理工艺、组织、性能与应用的关系;根据零件技术要求,能正确地选择材料和制订工艺,并初步具备新材料开发的能力。所以该课程教学对培养工程应用创新型人才具有很重要的地位。
1.1.2 历史沿革与课程改革思路
在金属材料学课程的教学中,以辩证法理论提炼课程内涵及教学研究,应该说已经历了20多年的教学实践。课程建设及其成果基本上可分为三个阶段。
构建框架:在1980~1995年的十多年中,在理解课程和学科专业中内在的自然科学规律的基础上,对课程的教学改革提出了比较系统的设想,构建了课程的基本框架。这时对《金属材料学》课程的理解以1992年全国第5届金属材料学研讨会上的论文“钢的合金化及强韧化机理”(论文见附件)为代表,提出了辩证作用和矛盾演化的课程内涵的辩证法思想。教学研究的实践取得了一定成果:1988年获江苏工学院优秀教学质量三等奖,1992年获江苏工学院优秀教学成果三等奖。
内涵提炼:经过多年的教学和科研实践,对课程专业的内涵已有较深的认识。在1996~2000几年的教学实践中,提炼了学科专业的主线、核心和“思想”,并形成了一定的教学思路。根据教学体会,1999年发表了教学论文“抓住主线 围绕核心 讲清思想 培养学生综合分析能力”。修改和补充编写课程的习题与思考题,实施课堂讨论,并编写了课堂讨论题等教学辅助资料。《金属材料学》课程的教学得到了历届学生的好评价。一些学生在返校时说,在学校印象最深的专业课就是金属材料学。
系统集成:在2001~2007年期间,在深入理解自然科学辩证法理论的基础上,从课程内涵的把握到对学科专业的系统认识,有了更深入而透彻的理解。在设计课程体系和编写特色教材的基础上,以辩证法理论阐述课程内涵为中心,设计各个教学环节,并实施教学。图2示意地说明了以辩证法原理提炼课程内涵实施创新教学的设计思路。在这个阶段,创新教学的设计与实施得到了很好的完善,取得了丰硕的成果,如《金属材料学》等3部教材被列为“十一五”国家级规划教材、《金属材料学》等2部教材获省精品教材奖、《金属材料学》课程被评为省一类精品课程,发表教学研究论文10余篇,承担省市级教学研究课题8项,获省市级教学成果奖6项。
图2 以辩证法原理提炼课程内涵的创新教学实施体系
1.2 特色新教材编写
金属材料是所有材料中使用量最大的材料,其理论和体系相对比较完整。从20世纪80年代以来,比较成熟并广泛应用的新型金属材料已有了很大的发展,如金属基复合材料、新型功能金属材料、微合金非调质钢等。就是传统材料也有了较大的发展。另外由于资源和环境的严峻问题,也提出了适应环境设计的简单合金与通用合金等新概念。国家在1998年调整了专业目录,对材料类专业的内涵有了新的叙述。近几年来,尽管专业要求有了很大的变化,但还缺少相应的配套教材。
本教材编写者在金属材料学课程教学中已有近20年的经验。在教学过程中不断地整改内容和凝炼思路,形成了一定的体系和特色,更加注重于培养学生分析问题和解决问题的能力,侧重于培养学生的创新思维能力。编写该书的基础是:在借鉴原教材的基础上,补充新的内容;结合多年的教学经验和讲稿,调整书的体系和框架。编写思路是:抓住材料“服役条件-成分-工艺-组织-性能-环境”的主线,围绕合金化基本理论,尽可能地凸现材料科学发展中的“思想”,使教材内容具有综合性、应用性和新颖性的特点。该教材更适合于工程应用型材料类专业使用。
本书内容包括钢铁材料、有色金属合金和新型金属材料三大部分。以合金化原理为核心,着重阐明了材料成分与处理工艺的特点,强调了材料组织与性能及应用之间的关系,力图使学生掌握各类材料成分设计和制订工艺的依据。对各类新材料的发展也作了一定介绍。为使学生更好地理解和掌握课程内容及重点,领会材料发展的主线、核心和“思想”,培养学生分析问题和解决问题的能力,各章最后都精写了小结,并安排了一定量的思考题及习题。
该教材《金属材料学》于2005年8月由化学工业出版社出版,在2006年被评审列为普通高等教育“十一五”国家规划教材,2007年获中国石油和化学工业协会优秀教材一等奖,并于2007年获江苏省高等学校精品教材奖。
1.3 改革课程体系
本课程早期的教学时数为80学时,内容多而详细。教学内容过分强调具体材料的介绍,以至于就象中药铺,学生难于学习,其结果是死记硬背钢号而对课程内涵不甚了解和掌握,不能举一反三。几经改革后,学时数压缩为45学时,更为精讲多练。
改革后的课程体系:完善了课程的合金化理论;压缩和简化传统材料部分,突出重点和难点;结合材料科学的发展,增加新型金属材料内容;各章在讲授内容选择上尽量揭示科学的内涵,凸现课程的主线、核心和“思想”。
在深入研究课程内容的基础上,在教学中贯穿主线、围绕核心、讲清“思想”,注重专业知识的系统性、联贯性和学科的内在联系,并且及时地补充新内容、新成果。为了提高教学效果,编写了思考习题集和课题讨论题。在教学过程中,将中药铺似的材料牌号以内在规律为基础串起来,抓住典型,由点到面,举一反三。将合金化原理知识密切地和各类材料结合起来,对典型问题用前面学过的知识来综合分析,提出大量的思考题。事实证明,改革后的教学效果非常好,课堂气氛很活跃,学生的思维集中又开放。
1.4 更新课程内容
材料的发展是非常快的,虽然一般的金属材料是以传统为主的,但是也有很多已经成熟并在实际生产中得到了广泛应用的新材料、新技术、新工艺,而在教材内容中没有得到体现。为了使教学能跟上金属材料的发展,让学生能尽可能地了解新知识,需要补充一些新内容,如微合金非调质钢、新型模具钢、铝合金复合材料、镁合金等。需要更新一些内容,如高强韧碳素钢、温度-时间-力的三元处理及控制、通用合金和简单合金的概念等。在学时上要进行调整,压缩传统和次要的内容,增加补充内容的学时。更加突出材料开发的思路,更加强调成分-工艺-组织结构-性能-使用的主线。
在教学和科研工作中不断应用先进的新材料、新工艺、新技术、新理论,近几年来,学院教师完成和正在完成多项与本课程相关的纵横向课题,并在生产中得到了应用,同时得到较高的评价。这些课题的完成促进了教学,丰富了课堂教学内容。因此在授课过程中既能介绍先进的科学技术,又能介绍解决生产中的实际问题,使学生受益匪浅。几年来的实践表明,教学和科研相结合,促进了教学和科研的共同发展。
2 以辩证法理论提炼课程内涵
材料学是一门很有“思想内涵”的课程。主要有:性能演化过程的矛盾规律、合金元素作用的辩证规律和组织演化的量变与质变规律。多年的教学实践表明,人的培养不是知识的简单堆积,而应是一种思维能力的开发过程。在积累了20多年教学体会的基础上,以自然辩证法原理提炼课程内涵,以辩证法原理切入教学内容,实施课堂教学,取得了很好的教学效果。
2.1 材料性能演化过程的矛盾规律
反映物质系统特征及规律的基本范畴是:系统、要素、结构、功能、环境[1]。材料学的主线:零件服役条件→技术要求→选择材料→强化工艺→组织结构→最终性能→应用、失效。零件对材料性能的要求可能不止一种,但一般都有一种主要性能要求,各性能间存在相互制约、此消彼长的关系。在复杂的事物的发展过程中,有许多的矛盾存在,其中必有一种是主要的矛盾,起着领导的、决定的作用,由于它的存在和发展规定或影响着其他矛盾的存在和发展,这种矛盾就称为主要矛盾。在事物发展的不同过程中,主要矛盾也是可以改变的[3]。材料的发展,如在结构钢、工模具钢、不锈钢、热强钢、构件钢等钢类中,都充满了矛盾对立统一和转化的辨证关系。材料中的这些矛盾涉及合金化设计、处理工艺等因素。
例如结构钢的主要矛盾是强度和塑韧性之间的配合。一般情况下,钢的强化和韧化是一对矛盾。在结构钢中,随着碳含量的增加,强度不断地提高,而塑性和韧度是不断地下降的。不同的机械结构零件有不同的服役条件,因而也就要求有不同程度的强度、塑性、韧度等综合力学性能的配合。人们尽可能地发挥材料的潜力,要求既具有高强度又具有高韧度。在结构钢中,许多问题都是由强-韧性反映出来的矛盾。强度有余时,矛盾的主要方面是如何提高韧度;而韧度有余时,提高强度是矛盾的主要方面。并且矛盾的主要、次要方面在一定条件下可以转化。在材料发展的过程中,人们不断地在这些矛盾中进行研究,并不断地取得了突破性进展。如现在已经广泛使用的微合金钢、非调质钢、双相钢等,都是在深入理解强韧化机理的基础上,从传统的强-韧矛盾中得到解脱,有所创新。
强-韧矛盾和研究开发就象是一个螺旋形,相互转化、轮回。如低合金高强度钢,最早是美国的4130钢得到了应用,但嫌强度不够,这时强度是矛盾的主要方面,所以增加了C,发展了4340;随着性能要求的提高,4340钢的韧性不能满足,因此在4340基础上又降低了C,加入了V元素,开发了4335V。从强化机制上说,增大了细晶强化和弥散强化的贡献,从而在相同强度水平下提高了韧性;后来更进一步,再加入Si元素,得到了优异性能钢种300M,强韧性同时提高。强-韧矛盾在超高强度钢中则更为突出,以至于在设计时将钢中主要强化元素碳作为杂质元素来处理。
石墨的形状、大小、数量、分布影响了铸铁基体性能的发挥程度,从而也基本上决定了铸铁的宏观力学性能。从片状石墨到球状石墨,使铸铁中石墨和基体的组织配合发生了质的变化。因为球状石墨割裂基体的作用较小,应力集中的现象也大为减轻,所以球墨铸铁基体的性能可得到较大的利用,钢的各种热处理强化工艺基本上都可以在球墨铸铁中应用。
掌握理解固溶强化、位错强化、细晶强化和弥散强化等强化机理及其在处理过程中相互转化的规律是很重要的,这是理解材料强韧化矛盾及其互相长消规律的基础。
2.2 合金元素作用的辩证规律
合金元素能对某些方面起积极的作用,但许多情况下还有不希望的副作用,因此材料的合金化设计都存在着不可避免的矛盾。矛盾双方必有主要的和非主要的。矛盾的主要方面决定着事物的性质。矛盾的主次方面的地位不是一成不变的,在一定条件下,矛盾的主次方面是可以转化的[3]。合金化基本原则是多元适量,复合加入。不同元素有不同的个性,元素之间的交互作用是复杂的,不同元素的复合,其作用是不同的。
多元合金化作用大,效果好,又经济。合金元素的作用并不是简单的代数和。就象人每天的营养摄入,可科学地配制食谱,做到既满足营养要求,又不会使某种营养过剩。多元复合加入的作用或情况主要有以下几种:① 提高性能。提高淬透性等性能,复合的作用不是线性相加的;②扬长避短。合金元素对材料组织性能有多方面的影响,有利有弊;③改善碳化物的类型与分布。某些元素的加入会改变钢中所形成的碳化物的类型与分布,或改变其它元素的存在形式和位置,从而可提高性能。
元素加入须适量。合金元素的某种作用在含量达到一定量时往往会起不良的影响,而且还有经济性的问题。正象人们要预防感冒,也不必论公斤地服用感冒药,为了增加营养,把人参当胡萝卜一样地炒菜吃,那也是荒唐的。适量的原因,除了经济因素外,主要有以下几种情况:①有的元素增多后,会降低材料的塑韧性;②有些合金元素增多,会恶化碳化物的分布;③有的元素含量过多,会改变碳化物类型,增加热处理过程难度;④合金元素的作用往往不是随量的增加而线性地增加的。选择合适的加入量,既能达到目的,又经济。
因此,课程教学应使学生理解合金化原则,掌握极限合金化理论和合金元素的作用及其交互作用。合金元素的这些复杂的作用在回火脆性、相变形核与长大、元素偏聚、热强钢Cr-Mo-V元素的合金化原理等方面都有很好的表现。材料的发展充满了活的辨证关系,充满了矛盾的演变。在教学过程中以自然辩证法原理切入课程内容,讲清分析问题、解决问题的关键和思路,取得了很好的教学效果。
2.3 材料组织演化的量变与质变规律
物质系统的结构是物质系统整体性的内在依据,物质系统的功能则是物质系统整体性的外在表现[1]。材料的组织结构决定了性能,而材料成分和工艺过程又决定了组织。组织结构的变化是多因素的,组织参数的变化也是相互制约、相互转化的,而且组织结构演化过程遵循了量变与质变的自然规律。自然界运动形式的转化,是一个由量变引起质变的过程,这个过程是通过渐变和突变实现的,是连续与间断的统一。渐变往往是突变的前提,在一定条件下,两者可以转化[2]。渐变和突变是自然界物质系统演化的两种基本形式[1]。理论上相变临界点就是量变到质变的拐点。钢的过冷奥氏体在相变过程中一般都有一个孕育期,孕育期的物理本质是在进行能量起伏、结构起伏和成分起伏的形核准备,一旦时机成熟就发生相变,产生突变。合金元素在钢中的存在形式主要是化合物(主要是碳化物)和固溶体,在处理过程中两者是相互转化的,严格遵循碳化物形成规律和固溶规律,这是合金化和热处理工艺设计所必须掌握的知识。
要真正理解“合金元素的作用,主要不在于本身的固溶强化,而在于对合金材料相变过程的影响,而良好的作用只有在合适的处理条件下才能得到体现。” 主要从强化机理和相变过程两个方面来考虑[4]。例如合金元素在固溶体和碳化物中往往都有一定的溶解度,元素的量超过了这个度,就可能以碳化物等形式存在,或使碳化物类型发生变化,这是一个量变引起质变的过程。在新、旧物质演化过程中,系统之间往往存在过渡状态或中介类型。其特点首先反映了新旧系统的相互包含,即原有系统结构已经破坏,但未完全改变,新的系统结构还处在萌芽状态,又尚未产生。这样,它既包含旧系统的内容,又包含新系统的内容[2]。钢的回火过程和铝合金时效过程中的组织结构变化是最典型的例子。就其本质来说,最佳的处理工艺是充分发挥了合金元素的作用,在材料成分的基础上合理地安排了合金元素的位置,从而也充分发掘了材料的潜力。
参考文献:
[1] 栾玉广主编. 自然辩证法原理. 合肥:中国科学技术大学出版社,2002:109,114,150
[2] 中国科学技术大学等编. 自然辩证法原理. 北京:湖南教育出版社,1983:118,147
[3] 毛泽东. 毛泽东选集·第一卷·矛盾论. 北京:人民出版社,2003:299~337
[4] 戴起勋主编. 金属材料学. 北京:化学工业出版社,2005:45
3 实施研究性教学方法
创新素质的培养,涉及很多方面,其中教学方法很重要。一般来说,研究性教学特征有问题性、过程性、互动性和独立性等方面。我们在课程教学中进行了探索和实施研究性教学,主要包括以学生为主体的课堂讨论、互动式启发激疑、开放性综合作业小论文、供讨论的课后思考题等教学环节。
3.1 改革课堂教学方法
3.1.1 启发激疑,系统集成,提高课堂教学效果
学起于思,思源于疑。在原有教学方法的基础上,全过程设计并实施激疑-启发式教学方法。为了增强学生的学习积极性,在第一堂课设计了以有关趣味材料学知识性为主的5个问题,根据回答正确的程度当场给分(直接加入学生总成绩)。在讲课过程中每次课都设计提出问题,由学生即时回答。基本上每次课结束时都布置思考题,在下次课开始时要求学生回答。并不断完善课堂中提出或布置的思考题、课外的习题。特别是在介绍补充的新内容和更新的内容方面,重点是讲授这些新材料、新技术、新工艺的创新思路。
学问不是知识的简单堆积,而是知识点的系统集成。在知识点学习过程中,采用由点到面,再由面到点,即由目到纲,由纲及目。如各合金元素的作用及机理,在合金化概论中介绍合金元素的共同规律,在各章钢类中在共性基础上介绍元素作用的特性。在讲课过程中对知识点给以强调,在阶段或最后再总结时,凸现给学生的是系统和思路,如每一大类钢的典型牌号及演变、合金元素和工艺对强韧化矛盾影响的辩证关系等。这样的教学效果非常好,学生既学到了课程的知识点,又掌握和理解了材料的内涵,达到了学活、学好的目的,提高了学生整体的专业素质。
3.1.2 编制和应用多媒体课件
根据课程大纲要求,结合新编教材精心设计编制了多媒体电子课件。多媒体电子课件的特点:幅面简洁、提纲挈领,突出分析思路和思维性,强调内容的重点、要点。主要章节的小结和课程总结展示了课程内容间的关系和课程的内涵、重点和难点。该课程多媒体电子课件已使用了三届,使用效果很好。在教学过程中不断地修改、补充和完善。2006年开始,该多媒体电子课件和所有教学辅助资料已在内蒙古工业大学、中国石油大学(北京)等高校使用。
3.1.3 开展课堂讨论,发挥教师为主导、学生为主体的作用
美国麻省理工学院的宗旨是培养学生“创新思维与能力、实践与自学能力”。教育部在2005年也强调了要积极推动研究性教学,积极推进讨论式教学、案例教学等教学方法和合作式学习方式,提高自主学习和独立研究的能力。课堂讨论和综合性作业是培养学生自主式、研究型学习能力的途径之一。课堂讨论能调动学生学习积极性和主观能动性,有利于学生独立思考,有利于学生互相启发,取长补短,开拓视野。课堂讨论体现了学生为主体的教学思想,培养了学生独立思考和分析总结的能力。
为了从根本上克服满堂灌、学生围着教师和书本转的弊端,使学生成为教学的主体,充分发挥学生的主观能动作用。我们安排了2次课堂讨论。由老师课前布置预习内容和讨论题,学生通过查阅资料预习。课堂讨论由学生主持,最后由教师总结,表扬课堂讨论中好的方面,也指出存在的问题及在今后学习中应注意的问题。整个讨论课气氛非常活跃,有些问题学生在课后还在辩论。这种教学方法调动了每个学生的积极参与,积极思维,全方位地提高了学生分析问题和解决问题的能力,引导学生复习学过的知识,巩固专业系统知识。学生反映很好。这样的教学既提高了学生的学习兴趣,促进学生反复查阅资料,又增加了学生对知识点的深入理解。
第1次课堂讨论安排在结构钢与工具钢讲授结束后,主要内容有结构钢、工具钢和合金元素作用归纳等。其目的是训练学生综合运用所学知识的能力,从而更深入地理解材料成分、工艺、组织、性能与应用之间的有机联系,培养学生分析问题和解决问题的工程应用能力。新型金属材料是新增加的内容,目的是使学生了解了解新材料发展趋势及应用。采用简单介绍、自学小结和课堂讨论相结合的方法。教师先在课堂上简单地介绍,然后布置学生利用课外时间查阅有关文献,写成小论文形式,再进行课堂讨论。
3.2 布置综合性作业,撰写小论文
布置综合性作业和撰写小论文是学生自主式、研究型学习能力培养的实践教学形式。由于该课程是专业基础理论知识和生产实际应用知识之间的桥梁,课程的内涵是专业知识的融会贯通。虽然在教学过程中教师围绕 “成分-工艺-组织-性能-应用”主线,抓住“合金化理论”核心,突出“典型材料解剖”重点,深入浅出地讲清材料科学中“强韧化矛盾的辩证和转化”的“思想”,但为了巩固学习效果,非常好的方法是布置综合性作业,撰写小论文。撰写小论文可以和课堂讨论结合起来,根据课程内容预先设计好若干综合性题目,根据学生人数分组,每个小组一个题目。要求学生查阅和消化文献资料,鼓励学生互相讨论,利用所学到的专业知识进行分析论证,但每人的小论文必须是独立完成,不允许互相复制。在课堂讨论结束后,最后各自修改完成作业,交给教师评阅并给分。并且要求小论文格式尽可能规范,所用参考文献必须规范列出。
3.3 开设综合性实验
课程内容本身就涉及综合性的专业知识,根据课程内容的重点,设置了综合性实验,以增强教学效果。综合性实验内容为“工具钢成分-工艺-组织-性能关系的系统分析”,并编写了相应的大纲和指导书。其他有关实验在独立设置的专业综合实验课中实施。
4 考试方法改革
一般的考试都是在课程结束后进行一次闭卷考试,是应试式教育的考试方式,对该课程的学习来说是有局限性的,难以测试学生的综合性分析问题的能力。改革的方法是“闭卷考试(70%)+开卷成绩(15%)+平时成绩(15%)”,在第1次课上就向学生宣布。闭卷考试测试学生的基本概念和基本理论知识掌握的程度,闭卷考试题目分为三类:基本概念题、思维分析题和综合分析题;课堂讨论和布置的作业一般是综合性的问题,小论文形式,是开卷的;平时成绩则包括实验、课堂上主动回答问题情况等,有些问题根据学生回答的情况可给予记1~2分,在课程结束时,直接在总评成绩中加分。
虽然综合作业是有一定题目限制的,但基本上还是属于主观题。另外,在闭卷考试的试题中也尽可能增加主观分析题的分量,以充分发挥学生学习的主观能动性和分析问题与解决问题的能力。
5 课程教学特色
5.1 更新教学思路和课程理念,培养学生辩证思维的创新能力
以自然科学辩证法理论统领课程体系,描述课程重点和难点,阐述课程的主线、核心和“思想”,使学生深入理解课程的内涵,培养学生综合、系统分析问题的创新能力。力求在全过程注重学生对专业内涵的理解,授之以“渔”。通过各种形式的教学环节,培养学生综合运用专业系统知识的能力,培养学生从哲学角度来理解科学技术知识内涵的思辩能力。
在教学中围绕“服役条件-成分-工艺-组织-性能-环境”的主线,强调系统分析;抓住“合金化基本理论”的重点,突出合金元素作用的辩证关系;凸现“材料发展和演变”的思路,讲清“材料强韧矛盾及转化”的内涵;提炼材料学的作用辩证与矛盾转化的“思想”,掌握材料科学研究与发展的精髓。
在这样的教学思路和课程理念的指导和设计下,经过多年的实施教学,实践证明效果非常好,在全国同类课程的教学中具有一定创新性和先进性。
5.2 采用启发激疑和系统集成的方法,培养学生综合分析问题的创新能力
学起于思,思源于疑。课堂教学过程中始终运用启发与激疑的教学方法。在课堂上经常提出一些问题,由学生即时回答,内容涉及专业各门课的知识;每次课都布置一些思考题,让学生课后思考,在下次课时由学生回答。布置课堂讨论,学生预先检索文献资料进行分析论证,在准备的基础上由学生讲述,并进行提问答辩;课堂讨论结束后,学生经修改整理,以小论文的形式交给教师评阅。
课程总体框架打破了传统的板块式授课模式,采用基础知识-专业知识-应用知识融会贯通的授课模式。围绕材料成分-工艺-组织- 性能-应用的主线,抓住合金化理论核心,讲清材料学矛盾和辩证的内在“思想”,使中药铺式的内容讲活、讲透,深入浅出,以理解和思路为关键。在知识点学习过程中,采用由目到纲,再由纲及目的方法。在讲课过程中,以辩证法理念提炼知识点,在阶段小结或课程总结时,凸现给学生的是纲,是课程的内涵、系统和思路。
5.3 实施多样化教学形式,培养学生自主研究性学习的能力
主要的创新教学形式有课堂讨论、撰写小论文、归纳总结、多媒体教学、开设综合性实验等。在各个教学环节努力实施教师为主导、学生为主体的教学理念和教学模式,充分发挥学生的主观能动作用。从课堂教学到实验教学,从知识传授到实践能力培养,从知识点的了解到课程内涵、系统、思路的掌握,都注重培养学生的分析问题和解决问题的能力,培养学生分析思维和实践动手能力。
6 课程建设成果
2004年9月,《金属材料学》课程被列为江苏大学重点建设的5门精品课程之一,2006年获江苏省一类精品课程。经过课程组老师4年来的努力工作,取得了很好的成绩,获得了校内外专家和学生的高度评价,如中国科学院院士、清华大学柳百新教授评价,“课程建设成果突出,特色鲜明,具有推广示范作用,因此推荐为国家精品课程”。课程建设所取得的相关成果见表1。
表1 《金属材料学》课程建设主要成果
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名称
性质
作者
刊物或出版单位或课题类型或授奖部门
时间
1
《金属材料学》
教材
戴起勋主编
化学工业出版社
普通高等教育“十一五”国家规划教材
2005
2
《金属材料学》
教材
戴起勋主编
江苏省精品教材奖
2007
3
《金属材料学》教材
奖励
戴起勋主编
中国石油和化学工业协会优秀教材一等奖
2007
4
金属材料学课程
成果
戴起勋 等
江苏省一类精品课程
2006
5
江苏省金属材料工程品牌专业
成果
戴起勋 邵红红
程晓农等
江苏省品牌专业建设2005省验收/优秀
2005
验收
6
以辩证法原理提炼课程内涵及创新教学研究与实践
成果
戴起勋
程晓农等
江苏大学教育教学成果奖 特等奖
2007
7
材料类专业系列精品教材建设
成果
戴起勋
程晓农等
江苏大学教育教学成果奖 特等奖
2009
8
教学名师奖
奖励
戴起勋
江苏大学首届教学名师奖
2009
9
材料科学与工程专业课程体系构建研究与实践
课题
邵红红
戴起勋等
江苏省教学改革项目
2006~
2007
10
高等教育大众化条件下教学质量评价体系研究
课题
戴起勋(2)
江苏省高等教育教学改革工程课题
2004
结题
11
《金属材料学》重点精品课程建设
课题
戴起勋等
江苏大学精品课程重点建设项目
2004~
2006
12
金属材料工程品牌专业课程体系改革
奖励
邵红红
戴起勋等
江苏大学优秀教学成果奖二等奖
2004
13
金属材料与工程课程群
奖励
邵红红等
江苏大学优秀课程群
2004
14
适应新材料发展,培养工程应用创新型人才
论文
戴起勋
邵红红等
江苏大学学报·高教版2004,25(3a):
2004
15
高等院校教学研究成果的界定与评价
论文
戴起勋等
江苏大学学报·高教版2004,25(4)
省优秀论文
16
金属材料科学与工程课程群建设研究
论文
邵红红
戴起勋
中欧工程教育研讨会专辑:126~129
2005
17
在专业教学过程中实施创新能力培养的研究
论文
邵红红
戴起勋等
中国教育教学杂志
2006,5:
2006
18
金属材料学精品课程的构思与教学实践
论文
戴起勋
邵红红等
江苏大学学报,2006
2006
19
以辨证法原理提炼课程内涵的创新教学探索
论文
戴起勋
邵红红 程晓农
大连理工大学学(社会科学版)2007,28,2
2007
20
第三届优秀教学质量奖
成果
戴起勋
江苏大学 一等奖
2008
21
第三届优秀教学质量奖
成果
邵红红
江苏大学 一等奖
2008
22
第三届优秀教学质量奖
成果
吴 晶
江苏大学 二等奖
2008
23
《金属材料学》综合性实验指导书
讲义
吴 晶
王 兰
江苏大学教材科
2006
24
《金属材料学》课堂讨论题、习题和课程总结
讲义
戴起勋
江苏大学教材科
2004
25
钢合金化及强韧化机理
论文
戴起勋
全国第5届金属材料学研讨会论文
1992
26
抓住主线围绕核心讲清思想培养学生综合分析能力
论文
戴起勋
程晓农
高教研究
1999
27
如何在教学中培养学生分析问题和解决问题的能力
论文
戴起勋
教学研究
1987
7 结束语
经过多年时间的建设,专业核心课程《金属材料学》的教学从教学辅助资料的编写到新教材编写出版,从课堂教学方法到实验实践等各个环节上进行了系统的改革。在教学思路和理念上,力求在全过程注重学生对专业内涵的理解,授之以“渔”,培养学生综合分析问题和解决问题的能力,要求掌握材料科学的主线和核心,树立辩证与创新的材料学科“思想”。
教学实践表明:以辩证法理论提炼课程内涵,并系统地实施教学,是一种成功的创新教学。编写出版的新教材为学生自主式、研究型学习奠定了基础,为课程教学质量提供了保证。教学内容及时更新,采用启发与激疑的教学方法,进行课堂讨论、撰写小论文、归纳总结,设计综合性、设计性实验等改革是行之有效的,教学效果良好。
江苏省一类精品课程
《金属材料学》课题组
戴起勋执笔
2008年5月
2009年5月修改
14
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