《金属学与热处理》课程的教学改革

《金属学与热处理》课程的教学改革

摘要：材料是构成一切工程的物质基础，而其中金属材料在生产和生活当中都

有着广泛的应用，所以做好金属的研究与应用是十分必要的。《金属学与热处理》这一学科，是材料成型及控制工程专业的重要的专业基础课。涉及到金属学原理、固态相变原理及应用及金属材料学三大主要的内容。《金属学与热处理》涉及的

知识点多、抽象且复杂，从而导致在教学的过程中出现老师难讲解、学生难理解

的问题，为提高教学质量，积极做好课程教学改革，结合现今先进的信息化手段

以主动性教学为突破点，在教学的过程中注重提高和加强学生创新性思维和实践

能力的培养。

关键词：金属学与热处理；教学；改革

金属学与热处理是材料成型与控制工程专业学生学习的一门最重要的核心课程，该课程对

后续几门的核心课程起到理论支撑作用。而该课程理论性强，概念抽象又比较难理解，学生学

习该课程时积极性不高。

该课程主要包括三大部分：金属学原理、热处理原理和工艺及金属材料学。课程以金属材

料的成分、组织和结构、工艺和性能之间的相互关系为主线。其中，“金属学原理”较为抽象，

不容易理解；“热处理原理和工艺”所涉及的原理及工艺贴近实际生产，实用性强，学生没有现

场经历和实验课学习，不易掌握；“金属材料学”涉及到的钢种、合金种类繁多，知识点繁杂，

难以理解和掌握。以往教学过程中，主要是以教师讲授、学生被动学习为主的模式，这样不利

于培养学生的自主学习能力和提高创新意识。所以，尝试对《金属学与热处理》进行初步的教

学改革。在课时少而教学内容多的情况下，提高学生对该课程的学习兴趣，培养学生的实践能力。

1 借助新技术丰富教学手段，提高学生听课兴趣

《金属学与热处理》这门课知识多且杂、抽象性强，在传统的教学中所采用的黑板加口述

的教学手段往往无法取得良好的教学效果。后来，在教学过程中应当充分借助多媒体手段，调

动学生听课的兴趣和积极性。相较于传统的教学手段，多媒体教学有着不可替代的优势。

以铁碳相图为例，由于这一知识点较为抽象，知识点讲述过程中仅靠描述和学生的想象力

来对其进行理解掌握是十分困难的，而无法形象地说明将使得学生难以理解进而将会极大地影

响教学质量。而铁碳相图这部分内容是金属学的重点，也是难点。通过借助于动画、模拟等的

手段来进行抽象知识点讲解时将极大地简化知识点讲述的难度，同时有助于学生对于知识点的

掌握和理解，从而极大地激发学生的学习兴趣。

此外，在热处理这部分的学习中，也是通过动画联系讲解定义，通过现场的热处理视频加

深理解工艺流程。

2.采用启发式和讨论式教学

总结近几年来对《金属学与热处理》教学的体会，针对不同的课程内容，应该采取不同形

式的授课方式，如启发式、学生自学、讨论式等，提高了学生学习的热情和动力，激发了学习

兴趣。

例如，在讲授结构钢时，为了提高其强度及综合力学性能，必须加入提高淬透性的合金元素、抑制回火脆性的元素和细化晶粒的元素，可引导学生利用学过的知识来分析合金元素在钢

中的作用，即哪些元素可提高钢的淬透性，哪些可抑制钢的回火脆性，哪些能细化奥氏体晶粒；接着引导学生分析要获得细小金相组织和合金碳化物，需要保证合金元素能固溶到奥氏体中，

也就是固溶强化，从而提高钢的性能，达到理解知识和运用知识的目的。

通过这种连贯和递进式的教学模式和思考方式，启发学生将不同的知识点，联系起来解决

问题，促进教学效果的提高，学生能够解决实际问题，也体会到了学习的乐趣。

3.重视实践教学环节

材料成型与控制专业是一个实践性很强的专业，《金属学与热处理》课程更是与实际紧密

相关的专业基础课，因此实验教学是教学当中的一个重要环节。

在实验教学中实验课的安排也都围绕这“成分—组织—性能”这条主线进行开设的，从而加深学生对基础理论的正确理解与掌握，达到全面、综合的专业技能训练目的，提高学生动手能力。

该课程可以按照这条主线设置实验项目如下：

1）金属化学成分分析实验：利用金属直读光谱仪测定金属材料的化学成分。

2）金相组织分析实验：包括对各种典型金属材料进行金相制备与组织观察。

3）金属力学性能测试实验：利用万能试验机、冲击试验机、硬度计测定各种力学性能指标。

4）合理设定热处理工艺：提供钢种和性能要求，让学生自主设计热处理工艺，达到性能要求。

有条件的话，在课下开放实验室，鼓励学生走进实验室，在老师的指导下对自己感兴趣的

实验进行动手操作。还可以举办全校金相大赛，为同学们提供一个实践和评比的平台，加深同

学们对金相知识的了解和热爱，将理论应用于实践，使同学们的综合素质得到全面提高。

4.总结

《金属学与热处理》是一门基础理论和工程实践紧密结合的课程，通过以上改革方式将书

本上的理论知识与工程实际相结合，将枯燥抽象的理论内容“活”起来，调动起学生上课的积极性，这是我们每个专业教师必须面对和解决的问题。

因此，想要较好地完成课程教学，不仅要搞好课堂教学，更要注重实验课的安排，理论和

实践紧密联系，始终坚持以学生为本，激发学生的学习积极性，提高教学质量，培养具有扎实

的理论基础和较强的实践能力和创新能力的应用型技术人才。