碳钢金相实验教学体会

【摘 要】实验不仅仅是对理论的简单验证,更重要的是技术训练和能力培养.本文对碳钢金相实验教学的一些探索与实践进行了整理,阐明了“开放-互动”式实验教学可以有效培养学生学习兴趣与综合能力,提高学生的能动性.

【关 键 词】金相实验；“开放-互动”式教学；能动性

引言

应用物理学专业人才工程技术能力与开拓精神的培养的关键是在理论教学的基础上,加强实验教学,改进实验方法,培养学生的动手实验技能,综合理解、分析能力和实践能力,强调学生的主体作用,增强学生的自主性.

“开放-互动”式教学越来越受到我国高校师生的关注,并开展了各种探索与实践.笔者在地方普通本科院校教授金相实验课程过程中,通过课下准备与策划,课堂实践与摸索,对碳钢金相实验教学中“开放-互动”式教学方法的应用也做了一些探索性的工作,以下便是工作中的点滴体会,希望可以与大家共同探索,共同进步.

一、加强实验理论教学中的互动,提升学生实验兴趣

理论教学是应用教学的基础,特别是实验理论教学.通常每一门实验课都相对应着一门或多门理论课.在河池学院应用物理专业中,与碳钢金相实验相对应的理论课为金属材料学,此课程的授课也是笔者负责.因此,在实验前的理论教学中,笔者坚持做好课前准备工作,大量查阅相关知识,把握课本与身边生活生产的联系,再在理论教学中通过互动引导与讨论,充分调动学生的积极性,提高学生对理论知识应用的认识水平,在扎牢学生理论知识水平的基础上,提高学生的求索,进而提升学生对实验操作的兴趣.

二、实验用金属样品选择交给学生,提升学生实现实验目的的动力

在实验准备过程中,我们注意到了学生参与的重要性,这不但可以提高学生的实验积极性,提升学生思考问题解决问题的能力,还提升了学生执行实验的动力,达到事半功倍的教学效果.

如在碳钢金相实验金属样品准备时,我们进行了一项“行动与发现”的活动,鼓励学生寻找收集身边有意义的金属样品,并进行性能要求分析与工作环境与工况记录,再汇总到实验课堂中进行归类并分组进行金属样品的金相实验观察与分析.我们收集的试验样品包括机械力学实验室的用后抗拉、扭碳钢件,汽修厂铸铁发动机断破件,机床厂锻压件残片,铸造厂铸造件残片等.

三、实验过程,老师引导,学生主导

传统的实验过程一般为老师讲解、演示,学生再模仿操作的验证性实验过程.按照河池学院应用物理学专业本科人才培养方案规划,碳钢金相实验也属于“验证型”实验,在以往的实验教学中通常都是老师占主导地位,包括理论课堂中老师的详细教学,实验课前的重复讲解,实验过程中老师具体详尽操作演示以及对细节的一再强调,学生只需记录相关要求及动手进行取样,热处理,制样及观察等操作,基本不用动脑,不需要实验构思与设计.很明显,传统的实验教学很难调动学生的主观能动性,培养学生发散思维、思考问题的能力.因此,我们主动求变,在前面两点实践的基础上,要求学生主动参与实验过程的设计与操作,变学生为主导,老师为引导.具体做法如下：

结合学生及实验室采、收集的实验备用金属样品,要求学生明晰各自所取的样品的工作环境,工作条件,性能要求,特别是所受到处理方式,然后根据各自不同的样品所受的处理方式或破坏方式,对实验目标与实验方案进行设计,进而设计实验内容,然后进行相关实验操作,最后形成实验报告,对实验过程与结果进行分析.在此过程中,老师主要工作是指导并监督相关工作的进行,如引导学生在正确的方向上进行实验设计与操作,并与学生一起探讨以上过程中的“为什么”,进行启发思路,培养发散思维.

如某一学生采集了某铸造厂砂型铸造时产生的一铸头,需要对其进行金相实验观察与分析.通过引导,学生在所学基本理论知识基础上,分析出了其基本热处理条件――淬火,热处理前的受热状态――完全熔融液化.在对试验用样品进行了基本的了解与分析后,学生很快就设计出了实验方案与实验目标：（1）不对样品进行热处理,直接制样观察金相组织；（2）另一组同学进行回火处理,制样对比金相组织与变化,共同分析.

在实验过程环节中,通过改进传统实验教学方式,变老师主导为老师引导,学生参与为学生主导,达到了调动学生的积极能动性,引导其完全进入实验状态,扩展其思维方向与纵深度的良好效果.

四、开放考核,培养学生自信与探索精神

实验后,可通过学生实验报告检查其实验准备,实验方案设计思路与实验操作过程,以及查阅其最终的观察结果与分析,检验实验教学效果和评定成绩.实验课的目的之一就是提高学生分析问题和解决问题的能力.因此,实验结束后要求学生进行总结,对实验过程中遇到的问题与观察到的实验现象进行整理,联系理论课堂与样品工况性能要求,尝试分析原因,实现理论课堂到实践课堂的学习,从感性认识向理性认识的迁移.成绩的评定时,实行人性化考核,实验的态度与积极性占40%,而实验报告占60%.实验报告主要看为学生对原理的叙述、数据的记录与处理、图像准确性与分析科学性及实验过程中对各实验现象与问题的理论分析等.鼓励学生总结实验收获和体会,对有新颖的实验思路,有实验过程有创新意义的,可以适当加分.发现报告有雷同抄袭者,要严肃处理.

实验结束后,对实验过程中出现的新颖的实验思路,实验中有代表性的图像及实验中表现优异的同学过以后的课堂理论教学中进行分享、对比展示或表扬,同时与同学们一起总结实验中的不足及改进的方法,努力培养学生自信与探索的精神.

五、结语

通过该实验,学生不仅掌握了金属的热处理与金相试样的制备与组织观察的原理与方法,而且懂得不同钢材有明显不同热处理工艺及机械性能,以及其对应的金相组织也不同,金属材料在选用时必须合理选择,决不能随便取而代之.

当今材料科学发展日新月异,作为材料科学基础课程的金相实验,我们力求紧跟时代的步伐.目前教学改革工作已开展两年多时间,虽然有明显的收效,但仍需要进一步完善,我们今后将继续努力.