粉末冶金课程教学中注重对学生能力培养的探讨

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粉末冶金课程教学中注重对学生能力培养的探讨
【摘要】围绕应用型本科材料科学与工程专业的培养目标,对培养计划中的专业课程之一的“粉末冶金”课程教学中如何培养学生的学习能力、实践能力和创新能力的问题进行了探讨,提出了在课程内容、教学方法、实践教学等多个环节协同进行能力培养的途径和方法,并以此提升学生的创新和创业能力。

【关键词】应用型本科;粉末冶金;能力培养;教学方法
我校在30多年的办学过程中一直坚持应用型本科教学的办学定位,坚持依托上海现代产业,主动服务地区经济的办学宗旨。

为实现培养高素质的应用型人才,充分发挥本专业的学科优势,“材料科学与工程”专业建设始终遵循以学生为本的理念,将知识传授、能力培养与素质教育相结合,突出学生工程实践能力的培养。

“粉末冶金”是本专业培养计划中的一门专业特色课程,其目的是在传授粉末冶金理论知识的同时,培养学生对于粉末冶金技术独特性的认识,理解其工艺、设备和零件一体化的特点,在课程的教学中注重对学生能力的培养,努力使学生能够利用粉末冶金基础理论和基本知识应用于解决实际工程问题,成为具有学习能力、实践能力和创新能力的高素质应用型人才。

课程是实现人才培养目标的途径。

着眼于本校的师资和生源,按照我校的办学定位和培养规格,从应用型本科的教育定位出发,在该课程的教学中注重学生各种能力的培养,并以此提升学生的创新和创业能力。

一、应用型人才培养的教育特征
所谓应用型人才是指能将专业知识和技能应用于所从事的专业社会实践的一种专门的人才类型,是熟练掌握社会生产或社会活动一线的基础知识和基本技能、主要从事一线生产的技术或专业人才。

材料科学与工程专业本来就具有科学和工程的双重属性,培养本专业应用型工程技术人才是培养直接面向工程实践的高层次一线技术人才,这决定了其教育的基本特征一定程度的理论性、系统性和研究性,同时具有职业性的特点[1]。

职业性的特征决定了本专业的培养计划中应当包含部分工程特性、行业特性较为明确的课程,以培养材料工程领域生产一线的本科层次的高级专门人才;而理论性和系统性的特点决定了本专业人才应具有系统性的专业知识,在科学和技术工艺方面都具有相关基础知识,具有在一定程度上分析问题和解决问题的思维能力和实践能力,能针对生产一线专业技术领域的问题,探究解决问题的新思路、新办法,具有一定的创新能力。

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应用型人才的培养过程更加重视实践性教学环节,人才的能力体系也是以一线生产的实际需要为核心目标,在能力培养中特别突出对基本知识的熟练掌握和灵活应用。

因此,需要以社会对本专业人才的类型和规格要求为参照基准对人才培养模式进行改革,主要是对专业课程的内容进行改革,重视案例讨论和实践教
学环节的作用。

二、课程内容的改革和完善
我校材料科学与工程专业的培养目标是应用型的高层次一线技术人才,绝大多数毕业生在制造业企业中工作,学生能力的培养重在知识的应用创新能力和应用实践能力,因此,课程的教学内容应当尽可能与实际工程实践“零”距离。

上海市及周边地区有较发达的粉末冶金工业。

为了有效利用校外资源,并考虑到教学时数非常有限、且多数企业对大量学生集中到生产一线有顾虑的现实情况,教师首先要熟悉周边企业的现状和生产现场,熟悉常见品种的生产工艺及操作参数,并不断更新知识,了解现代粉末冶金技术发展的热点和前沿,将这些内容形成丰富的教学案例,并有机地结合到粉末冶金课程的内容中。

粉末冶金是一门结合了材料科学与材料工程两方面内容的课程,粉末冶金技术是材料、工艺、装备、零件一体化的技术[2,3]。

粉末冶金是当代材料科学与工程发展最为迅猛的领域之一,近20年以来,粉末冶金有了突破性进展,一系列新技术、新工艺大量涌现。

例如,超微粉制备、快速冷凝技术、等离子旋转电极雾化、机械合金化、温压、粉末热锻、粉末注射成形、粉末喷射成形、自蔓延高温合成、电火花等离子烧结、反应烧结、超固相线烧结、激光烧结、微波烧结等等。

这些技术赋予原传统粉末冶金工艺步骤以新的内容和含义,使现代粉末冶金成为一种材料制造技术与制品的加工处理合二为一的技术,并逐渐形成了自身的材料制备工艺理论和材料性能理论的完整体系[4]。

由于专业性质和教学时数的限制,教学计划中不可能设置专门的装备和工装的课程,但是设备和工装对制备合格的粉末冶金零件具有至关重要的作用。

同时,现代粉末冶金已与一些最新的技术发展包括纳米技术和3D打印技术之间形成了一个纵横交错、相互渗透的科学体系[4]。

因此,课程内容还必须将新的工程技术和装备有机地融合于课堂讲授和案例教学中,使学生对技术的发展脉络有一个较为清晰的理解。

另一方面,为了使学生在以后的发展过程中更加顺利,课程内容还必须注意系统化,用数学、物理、化学的理论阐述粉末冶金过程的基本原理,使学生掌握粉末冶金过程的热力学、动力学、相图的基本理论以及运用这些理论分析解决问题的基本方法。

三、注重能力培养的教学方法
由于粉末冶金课程内容多,理论和工艺兼备,数学公式尤其是一些半理论半经验的公式很多,致使本课程的较为繁杂和枯燥,因此,教学中如何激发学生的兴趣是提高教学能效、培养学生能力的前提[5]。

案例式教学法是当今被广泛采用的教学方法之一。

实践表明,在课堂授课过程中适当运用来源于工程实践中的实际案例,以案例中蕴含的问题引出将要讲解的基本内容,引导学生首先进行推测和互为质疑,可以激发学生的兴趣和求知欲望。

比如讲烧结过程热力学、动力学理论时,可以结合学生已经在其他课程和课外学习中有所了解、并普遍较为感兴趣的纳米材料,提出问题:如果要在烧结过程中保留纳米晶粒尺度,那么在烧结工艺和设备有哪些需要关注的问题?还可以进一步思考,在粉末的成分中,能
否添加适当的组元,可以更好地达到上述目的?待学生短暂思考后作答,再引导其他同学对回答进行诘问和讨论,使学生更直观地了解教学内容和知识体系,激发学习兴趣,提高教学的有效性。

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