“任务型”教学在《热处理原理与工艺》课堂授课中的改革与实践

【摘 要】在“热处理原理与工艺”专业课的教学过程中，依据热处理基础理论和工艺，设计“任务”（设计不同工艺以获得退火Q235最高硬度，工艺不限）以启发学生基于所学知识合理地设计方案，充分利用实验室各类设备完成“任务”，任务的完成度作为课程考核的一部分。对任务的完成过程和结果跟踪研究发现，“任务型”教学模式有利于提高教学质量，有助于强化学生的设计思维和动手能力，同时对其它专业课程也具有一定的普适性。

【关键词】“任务型”教学；热处理原理与工艺；改革；实践

0 前言

伴随着科技的进步、学生认知水平的提高和招就业态势的严峻，学生对以机械接受为主、PPT+理论讲授的“单一化”课堂教学模式认可度不断降低，高校传统教学模式的局限性体现地越来越明显，如何提高教学质量、切实提高学生动手能力以及如何解决“重知轻行”和实现“知行合一”已经成为摆在高校教育工作者面前亟需解决的现实问题[1]。

“熱处理原理与工艺”是理工科院校材料、机械等专业的必修课程[2]，教学质量对上述专业毕业生的就业、职业发展都有重要的影响。然而，作为一门传统的课程，课堂教学难以避免地存在着上述问题，且随着职业教育、在线教育的发展，本科院校如不能快速适应形势，及时改革授课模式，相关专业的本科生将面临着来自高职、高专等专科生乃至经验丰富的低学历技术员的巨大竞争压力。

1 热处理“任务”的设计

“热处理原理与工艺”课程旨在使学生进一步掌握金属材料学基础理论，熟悉热处理工艺和设备，能够利用基础理论设计出合理的工艺以实现对热处理工件最终性能的调控。因此，课程以金属材料的强韧化、加热设备和工艺、奥氏体的形成、钢的冷却及组织转变、珠光体相变、贝氏体相变、马氏体相变等主要内容顺次展开。有鉴于此，本文基于“热处理原理与工艺”课程特点，提出了“任务型”教学模式，研究了该模式对教学质量、学生创新思维、动手能力等方面的影响。

在课程的实践过程中，首先，根据学生人数分成6个小组（分别记A、B、C、D、E、F），每个小组8人左右，设置小组长负责任务的总体进度安排；其次，在完成金属材料的强韧化理论授课后，每组领取了一个同工艺、同组织、同硬度的退火Q235钢试样，“任务”为利用所学强韧化理论，设计不同热处理工艺，使用专业实验室的热处理设备提高Q235钢的硬度，且以最终硬度高低对团队进行考评，并将成绩体现在课程的最终考核中。

2 结果与讨论

通过对学生完成任务的过程和结果进行分析，发现每组采用的工艺均有差别，但是均统一采用了渗碳化学热处理，且渗碳剂均为学生自行配制，采用的原料有木炭、焦炭和活性炭，助渗剂也各有不同，试样被置于陶瓷坩埚中用泥土封盖后在箱式炉内加热。此外，工艺上的区别还包括了不同渗碳时间、不同淬火介质（水、盐水）、渗碳淬火后处理等。具体的硬度见下表，由数据可知，采用极为简易的固体渗碳工艺可以使退火Q235获得非常高的淬火硬度，单个数值甚至达到70HRC以上，甚至超过了大多数合金钢的淬火硬度。

各组学生在任务完成过程中，充分运用了热处理强韧化理论，通过前期工艺设计、方案实施和结果验证，学生的设计思维、设备操作、渗碳剂配制、硬度检测方法均得到了很大的锻炼，激发了学生对热处理课程的积极性。

3 结论

通过课堂上布置设计好的具有一定难度的“任务”，让学生组成团队，利用所学知识和教学资源，发挥团队智慧，课余时间亲自动手完成教学任务，实现了课上课下联合推动教学，调动了学生理论联系实践的积极性，提高了学生的创新思维和动手能力，有助于进一步提高教学质量，同时也是解决理工科高校教学过程中“重知轻行”问题的较好方法。“任务型”教学模式能够更加地符合理工科院校的专业课程实际教学，具有一定的创新性和普适性。

【参考文献】

[1]钟志贤.大学教学模式改革的十大走向[J].中国高教研究，2007（1）：88-91.

[2]亓海全，焦慧彬，周伍.金属材料热处理的实验教学改革[J].科技视界，2015（11）：65.

[责任编辑：朱丽娜]