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《合金固态相变》课程实践教学体系改革与实践
实践教学是金属材料专业教育中非常重要的环节，为了适应新时期对材料科学与工程专业人才综合能力培养的迫切需要，重点介绍了《合金固态相变》课程实践教学中的一系列改革与实践，对金属材料及相关专业课程的实践教学改革具有明显的借鉴意义。
合金固态相变实践教学改革实践教学体系工程实践一、引言 随着科学技术的发展和人才培养的需要，合金固态相变课程在教学内容和教学形式上发生了较大变化，但是它在金属材料专业本科课程体系中，始终占有非常重要的地位。实践证明，本课程对培养学生的研究能力，特别是对学生利用专业理论解决工程实际问题和创新能力的培养上，起到了极为重要的作用。实践教学环节是最直接、最活跃的素质教育环节，也是实施全面素质教育的关键。为此，合金固态相变课程除了在课堂教学中加强教学改革，培养创新精神以外，在实验教学以及课余学习等实践环节中，采用先进教学方法及手段，提升和培养学生的实践能力与综合素质同样重要。为此，本课程打破传统模式，在实验教学环节采用多层次实践教学模式，全方位培养学生的实践与创新能力。经过几年的改革与实践，收到良好的效果。
二、实践教学体系的构建 《合金固态相变》课程属于专业方向基础课，处于专业基础课（专业基础教育）和专业工程类课程之间，兼有“基础课程知识深化，专业工程教学启蒙”的双重任务，对学生从事专业科学研究和相关工程工作都是极其重要的。根据该课程在本科生培养计划中的定位及其职责，确定了“基础深化、工程启蒙、能力培养、实践创新”的课程目标。与课程目标相对应，实验教学的主导思想是“加强理论基础，结合工程应用，能力与创新相促进”。为实现这一主导思想，实践教学采取独立设课、分层次模块化设计、校内与校外相结合等多种方式，建立一个完整的实践教学体系。这一体系的模块与功能分别为： 1.基础实验。分为必做和必修选作基础实验，其中必做基础实验内容与课程重要知识点密切相关。通过基础实验深入认识金属合金材料的相变现象和相变过程，掌握相变的分析方法，理解相变过程热力学和动力学基本理论，具备分析和研究固态相变的基本技能；必修选做实验内容大都涉及多个知识点的综合。通过这部分基础实验，使学生能够把各个知识点关联起来认识和学习，重在掌握知识点的综合应用能力。
2.综合型创新实验。为必修选做实验，分为理论实验和工程实验，学生可根据自己的兴趣进行选做。该类实验重点培养学生综合应用基础理论、基本技能分析问题和解决问题的能力，同时强调学生发挥自身的主观能动性，培养创新能力。
3.工程应用实践。为必修选做实验，该类实验内容主要结合天津市经济发展，根据企业需求，解决工程实际问题，重点培养学生工程意识和工程能力。
在进行开设可行性分析后，综合及工程实验内容可根据金属材料及技术的发展酌情进行更新。
三、实践教学组织过程及考核体系改革 我们始终坚持实验应为教学服务，重在能力培养的原则。在实验教学安排上，《合金固态相变》实践教学独立于课程教学，与《金属学实验》共同形成专业方向实验模块，单独开设，主讲教师、助课教师和实验教师一起指导学生进行实验，并坚持实验室开放，以学生为主体进行自主性设计的实验模式。
针对不同层次的实验，采取不同的组织方法和实践教学方法： 如必修基础实验“热分析法测定相变点及相变过程”，知识点来源于相变动力学。该实验由主讲教师和实验老师共同指导。通过该实验，学生可掌握研究相变过程的基本方法-热分析法，并从实验中了解相变基本过程，为其它相变研究打下初步基础。
如选修基础实验“焊接热影响区的显微组织分析”，考察温度梯度变化对金属材料组织的影响以及不同冷却速度下产物的组织，该实验由主讲教师、助课讲师和实验教师一起指导，旨在培养学生综合多个章节的知识点系统进行分析的能力。
对综合设计实验，实验内容来源广泛，有的来自工程实际，有些则是根据课程教学目标而设计的。如“改锥质量问题的分析及改进”实验的设计来源是不同质量的改锥发生磨损甚至断裂的程度不同，目的是使学生能够掌握解决实际问题的思路和方法。在实验过程中，学生通过对改锥发生破坏的部位进行观察，收集信息，独立制定实验方案，经老师指导后，自己进行实验，通过对实验结果的分析与整理，结合课程所学知识，判断改锥失效的原因，并给出改进建议。
对工程应用实践，题目均来自企业生产一线，有些还是企业生产过程中迫切需要解决的问题。如“钢套热处理不当的失效分析”实验取自天津钢管公司。钢套经调质处理后出厂，在油田井下使用两年后端部出现裂纹。在教师及企业工程师的共同指导下，学生通过微观分析及热处理实验查明原因，并提出相应的改进措施，旨在培养学生解决工程实际问题的能力。
在考核方法的改革中，结合实践过程特点，提出静态与动态结合的评价体系。其中静态评价是指学生对整个实验过程中涉及的知识点掌握情况的评价，学生一般以书面报告的形式进行提交，重在了解学生对知识点的理解和认知程度，动态评价是指对学生实验操作过程的评价，旨在激励学生在实验过程勤动脑勤动手，注重主观分析和现场操作。只有将两种评价方式紧密结合，才能使实践教学评价更客观、更合理，从而对学生综合能力的提升起到积极的推动作用。
四、实施效果 经过基础、综合和设计多层次实验训练，学生具备了扎实的实验功底和较强综合分析和解决问题的能力，为后续课程学习、毕业设计和工作打下了坚实基础。每年在毕业学生座谈和企业校友调研时，他们都充分肯定综合型设计型实验对其发展所起的重要作用。基础性和综合性实验充分考虑了学生的兴趣取向，对激发学生科研和工程兴趣起到了关键作用，吸引了一批优秀学生进入到实验室进行科研或工程研究工作，并在本科阶段即取得研究成果，发表了高水平学术论文，参与了学术交流，显示了突出的竞争能力。
五、结语 金属材料作为传统三大材料之一，仍然在国民经济建设和社会发展中担当着重要的作用，同时金属材料领域新材料、新工艺的不断涌现，也迫切要求金属材料专业人才培养紧跟时代发展需要。经过几年实践教学方面的大胆改革和尝试，合金固态相变课程的实践教学收到喜人的成效，但是我们仍然需要清醒地认识到，未来的改革还任重道远。
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