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摘要: 《表面工程》是高校材料类专业必修的基础课程,针对目前该课程教学过程中存在的主要问题,提出合理选择教材、科研与教学相结合、理论教学与实验实践课程教学相结合、课程学习与联系实际相结合等建议,把“表面文章”做到实处。
关键词: 表面工程 表面技术 课程 教学
《表面工程》是高等院校材料类专业如金属材料工程、材料成型与控制工程等专业学生必修的技术基础课程。通过该课程的学习,学生掌握传统材料表面技术和现代材料表面技术的基础知识,并将所学知识系统化,具有初步解决工程构件和机械零部件表面技术实际问题的能力,为学生学习专业知识奠定必要的技术基础知识。该课程所涉及的表面工程技术,是在保证材料整体强度水平不降低的基础上,应用不同的现代技术手段赋予材料表面各种所需要的性能。
表面工程技术理论是建立在物理、化学、冶金、材料、机械等学科基础上的交叉学科,是表面涂镀层技术、表面改性技术、表面处理技术的综合应用,分别具有原子沉积技术、颗粒沉积技术、整体覆盖技术、表面改性技术的原理特点[1]。因此《表面工程》课程涉及范围较广、内容多,涉及多种表面改性技术和分析测试技术,内容相对较为繁杂。在教学实践中如何充分调动学生的学习积极性和主动性并让学生真正掌握各种表面技术是至关重要的。笔者认为,需将表面工程的“表面文章”做到实处。就教学方面而言,可以做好以下几个方面。
一、合理选择教材、科学安排内容、重点突出
表面工程技术内涵丰富,外延广泛,发展迅猛。任课教师可根据学生专业特点、前修课程基础或选用教材的不同。在此基础上再挑选2~3本参考教材推荐给学生,并且在讲课过程中提醒学生,哪些内容主要参考哪本教材能有利于自己更好地理解。教师应针对专业特点及本学科研究与应用发展态势,对有关内容合理取舍与增删。很多高校多以钱苗根等著的“现代表面技术”为教材,笔者所在学校也以此为基本教材,但是进行了较多的调整,例如该教材对近年来发展较快的“微弧氧化技术”没有介绍,我们在授课内容中加入了此项内容。
授课时应注重学习方法、研究思路和工程意识的启发与引导。各讲学时分配不求统一,任课教师应根据学生课堂反馈,灵活合理地安排每次授课内容的顺序、详略、深浅、难易与进度。讲授内容和顺序按本学科基本结构及学生先修课程基础确定,而非特定的教材全部内容或授课教案顺序。课堂教学的难易程度,即对三个基本认识层次“了解”、“熟悉”、“掌握”的把握,可转化为“懂”与“会”尺度的把握,前者包括所有认识层次的内容,后者仅限部分“掌握”内容。此外,这些认识层次的划分与所谓课程重点、难点没有关系,更与课程考试重点无关。
二、坚持科研与教学相结合,加深学生理解
从大的方面来说,科研与教学相结合是高校“产学研”体制本身的要求;就课程教学而言,科研与教学相结合能够起到很好的相互促进作用。同时,由于表面工程技术的广泛应用,使得很多教师的科研内容涉及多种表面技术,为科研与教学的结合提供了更大的可能性,科研与教学具体体现在:
1.课程讲解要深入介绍科研动向。在分章节讲授每一种表面工程技术时,除了介绍其发展现状及趋势之外,更要介绍当前该技术的科研动向、研究热点,更重要的是要引入了身边教师甚至是任课教师自己的科研动向及成果。仍以微弧氧化技术为例,在介绍该技术时,我们提到了相关学者获得的国家科技进步奖,并以PPT的形式给出相应的图片和文字介绍。同时,笔者结合自己利用微弧氧化技术在铝、镁合金等方面的研究,给学生做更详细细致的讲解。尤其是当给学生提到光催化、生物涂层时,学生表现出较大的兴趣。
2.将学生直接引入科研工作中。对于有兴趣的学生可以让其直接参与老师的科研工作。笔者所在的江苏大学为此项工作提供了可操作的平台,学校鼓励大学生参与科研,进行“科研立项”,让学生作为项目的“主持人”并提供经费支持。笔者结合表面工程课程内容,带了数名科研立项的学生,极大地提高了学生的积极性,加深了学生对相应内容的理解,获得了较好的教学效果。
三、坚持理论教学与实验实践课程教学相结合,增强学生感性认识
学生在课堂上获取的知识只有在实践中才能消化、理解和掌握,并在实践中获得创新[2]。“表面工程”课程是一门理论与实践相结合的课程,生产实际应用性强[3]。我们主要从理论教学、科研、实验教学等方面来增强学生在表面工程技术方面的实践能力,强化教学效果。高校一般同时开设“表面工程”与“综合实验”课程。
理论教学应当适当提前,相应章节讲授完成后就进行实验教学。我们在教学中发现,理论教学之后就进行试验教学,学生能够理解得更加深刻。经常听见学生说“原来是这样”。说明实验教学更加加深了学生的感性认识。比如,在阳极氧化章节,学生在理论课上学到了膜具有多孔结构,当他们进行了铝合金的阳极氧化并在显微镜下观察到膜的形貌时,大大加深了他们对膜结构的认识和理解,也体会到这种多孔结构的性能特点,比如减小孔隙率是提高膜耐腐蚀性能的重要途径。另外,理论教学还应与实践教学相结合。理论学习之后,带领学生到工厂实地参观实习,有选择地同理论学习相结合,能进一步深化学生认识,并且让他们体会到所学的正在为企业所用。
四、坚持课程学习理论联系实际,培养学生兴趣与积极性
实际上,任何课程学习都应联系实际。这一方面,让学生感到所学有用,另一方面让学生感到所学触手可及,就在身边。“表面工程”更要求联系实际,这也是其他一些学者所提倡[4]。表面技术应用的广泛性为更好地联系实际提供了可能。。比如,笔者在教学中发现,有些学生上课玩手机。我适时地抓住机会,因势利导,跟学生们研究起手机来。我从他们感兴趣的通信与娱乐功能入手,谈到手机的材料,最后谈到手机材料的表面处理,并从即将面世的“苹果”5代手机不耐磨——已经上市的港版一个月表面就磨花了。谈到表面技术在耐磨方面的作用,并告诉学生,最近上市HTC、三星等不少手机采用了微弧氧化技术。并利用本校上课的多媒体网络平台,直接连接互联网一些视频网站,直接观看微弧氧化技术对手机外壳的处理过程。经过这样的过程,笔者发现学生都瞪大了眼睛,提高了兴趣和积极性。因此,联系实际,尤其是从学生感兴趣的生活现象入手,能够抓住学生的心理,进而顺利引入课程相关知识点的学习。
综上所述,笔者认为高校“表面工程”课程需要进行深入研究,将“表面文章”做到实处。需要合理选择教材、科学安排内容;坚持科研与教学相结合,加深学生理解;坚持理论教学与实验实践课程教学相结合,增强学生感性认识;坚持课程学习理论联系实际,培养学生兴趣与积极性。
参考文献:
[1]龙世卫,解念锁.我国钢铁工业可持续发展与环境保护[J].中国西部科技,2011,10(3):51-52.
[2]曹红霞,杨树.《分析化学》课程理论与实践教学方法探析[J].开封大学学报,2006,20(3):46-47.
[3]张微,张津,曾英.“材料表面工程”课程教学改革.四川兵工学,2009,29(2):125-127.
[4]张建华.《表面工程》教学中培养学生综合素质.教育与人才,2011,10(18)83-85.
基金项目:本文系江苏大学高级人才启动基金资助项目(10JDG125,11JDG102)的研究成果。
关键词: 表面工程 表面技术 课程 教学
《表面工程》是高等院校材料类专业如金属材料工程、材料成型与控制工程等专业学生必修的技术基础课程。通过该课程的学习,学生掌握传统材料表面技术和现代材料表面技术的基础知识,并将所学知识系统化,具有初步解决工程构件和机械零部件表面技术实际问题的能力,为学生学习专业知识奠定必要的技术基础知识。该课程所涉及的表面工程技术,是在保证材料整体强度水平不降低的基础上,应用不同的现代技术手段赋予材料表面各种所需要的性能。
表面工程技术理论是建立在物理、化学、冶金、材料、机械等学科基础上的交叉学科,是表面涂镀层技术、表面改性技术、表面处理技术的综合应用,分别具有原子沉积技术、颗粒沉积技术、整体覆盖技术、表面改性技术的原理特点[1]。因此《表面工程》课程涉及范围较广、内容多,涉及多种表面改性技术和分析测试技术,内容相对较为繁杂。在教学实践中如何充分调动学生的学习积极性和主动性并让学生真正掌握各种表面技术是至关重要的。笔者认为,需将表面工程的“表面文章”做到实处。就教学方面而言,可以做好以下几个方面。
一、合理选择教材、科学安排内容、重点突出
表面工程技术内涵丰富,外延广泛,发展迅猛。任课教师可根据学生专业特点、前修课程基础或选用教材的不同。在此基础上再挑选2~3本参考教材推荐给学生,并且在讲课过程中提醒学生,哪些内容主要参考哪本教材能有利于自己更好地理解。教师应针对专业特点及本学科研究与应用发展态势,对有关内容合理取舍与增删。很多高校多以钱苗根等著的“现代表面技术”为教材,笔者所在学校也以此为基本教材,但是进行了较多的调整,例如该教材对近年来发展较快的“微弧氧化技术”没有介绍,我们在授课内容中加入了此项内容。
授课时应注重学习方法、研究思路和工程意识的启发与引导。各讲学时分配不求统一,任课教师应根据学生课堂反馈,灵活合理地安排每次授课内容的顺序、详略、深浅、难易与进度。讲授内容和顺序按本学科基本结构及学生先修课程基础确定,而非特定的教材全部内容或授课教案顺序。课堂教学的难易程度,即对三个基本认识层次“了解”、“熟悉”、“掌握”的把握,可转化为“懂”与“会”尺度的把握,前者包括所有认识层次的内容,后者仅限部分“掌握”内容。此外,这些认识层次的划分与所谓课程重点、难点没有关系,更与课程考试重点无关。
二、坚持科研与教学相结合,加深学生理解
从大的方面来说,科研与教学相结合是高校“产学研”体制本身的要求;就课程教学而言,科研与教学相结合能够起到很好的相互促进作用。同时,由于表面工程技术的广泛应用,使得很多教师的科研内容涉及多种表面技术,为科研与教学的结合提供了更大的可能性,科研与教学具体体现在:
1.课程讲解要深入介绍科研动向。在分章节讲授每一种表面工程技术时,除了介绍其发展现状及趋势之外,更要介绍当前该技术的科研动向、研究热点,更重要的是要引入了身边教师甚至是任课教师自己的科研动向及成果。仍以微弧氧化技术为例,在介绍该技术时,我们提到了相关学者获得的国家科技进步奖,并以PPT的形式给出相应的图片和文字介绍。同时,笔者结合自己利用微弧氧化技术在铝、镁合金等方面的研究,给学生做更详细细致的讲解。尤其是当给学生提到光催化、生物涂层时,学生表现出较大的兴趣。
2.将学生直接引入科研工作中。对于有兴趣的学生可以让其直接参与老师的科研工作。笔者所在的江苏大学为此项工作提供了可操作的平台,学校鼓励大学生参与科研,进行“科研立项”,让学生作为项目的“主持人”并提供经费支持。笔者结合表面工程课程内容,带了数名科研立项的学生,极大地提高了学生的积极性,加深了学生对相应内容的理解,获得了较好的教学效果。
三、坚持理论教学与实验实践课程教学相结合,增强学生感性认识
学生在课堂上获取的知识只有在实践中才能消化、理解和掌握,并在实践中获得创新[2]。“表面工程”课程是一门理论与实践相结合的课程,生产实际应用性强[3]。我们主要从理论教学、科研、实验教学等方面来增强学生在表面工程技术方面的实践能力,强化教学效果。高校一般同时开设“表面工程”与“综合实验”课程。
理论教学应当适当提前,相应章节讲授完成后就进行实验教学。我们在教学中发现,理论教学之后就进行试验教学,学生能够理解得更加深刻。经常听见学生说“原来是这样”。说明实验教学更加加深了学生的感性认识。比如,在阳极氧化章节,学生在理论课上学到了膜具有多孔结构,当他们进行了铝合金的阳极氧化并在显微镜下观察到膜的形貌时,大大加深了他们对膜结构的认识和理解,也体会到这种多孔结构的性能特点,比如减小孔隙率是提高膜耐腐蚀性能的重要途径。另外,理论教学还应与实践教学相结合。理论学习之后,带领学生到工厂实地参观实习,有选择地同理论学习相结合,能进一步深化学生认识,并且让他们体会到所学的正在为企业所用。
四、坚持课程学习理论联系实际,培养学生兴趣与积极性
实际上,任何课程学习都应联系实际。这一方面,让学生感到所学有用,另一方面让学生感到所学触手可及,就在身边。“表面工程”更要求联系实际,这也是其他一些学者所提倡[4]。表面技术应用的广泛性为更好地联系实际提供了可能。。比如,笔者在教学中发现,有些学生上课玩手机。我适时地抓住机会,因势利导,跟学生们研究起手机来。我从他们感兴趣的通信与娱乐功能入手,谈到手机的材料,最后谈到手机材料的表面处理,并从即将面世的“苹果”5代手机不耐磨——已经上市的港版一个月表面就磨花了。谈到表面技术在耐磨方面的作用,并告诉学生,最近上市HTC、三星等不少手机采用了微弧氧化技术。并利用本校上课的多媒体网络平台,直接连接互联网一些视频网站,直接观看微弧氧化技术对手机外壳的处理过程。经过这样的过程,笔者发现学生都瞪大了眼睛,提高了兴趣和积极性。因此,联系实际,尤其是从学生感兴趣的生活现象入手,能够抓住学生的心理,进而顺利引入课程相关知识点的学习。
综上所述,笔者认为高校“表面工程”课程需要进行深入研究,将“表面文章”做到实处。需要合理选择教材、科学安排内容;坚持科研与教学相结合,加深学生理解;坚持理论教学与实验实践课程教学相结合,增强学生感性认识;坚持课程学习理论联系实际,培养学生兴趣与积极性。
参考文献:
[1]龙世卫,解念锁.我国钢铁工业可持续发展与环境保护[J].中国西部科技,2011,10(3):51-52.
[2]曹红霞,杨树.《分析化学》课程理论与实践教学方法探析[J].开封大学学报,2006,20(3):46-47.
[3]张微,张津,曾英.“材料表面工程”课程教学改革.四川兵工学,2009,29(2):125-127.
[4]张建华.《表面工程》教学中培养学生综合素质.教育与人才,2011,10(18)83-85.
基金项目:本文系江苏大学高级人才启动基金资助项目(10JDG125,11JDG102)的研究成果。