熱處理生產(chǎn)工藝課程教學改革論文
時間:2022-01-15 03:17:32
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1金屬熱處理生產(chǎn)工藝課程在專業(yè)知識體系中的作用與特點
課程要求學生應(yīng)掌握金屬熱處理基本的理論知識,了解金屬熱處理工藝設(shè)計的基本依據(jù),熟悉生產(chǎn)中常用的材料及其熱處理工藝、組織、性能與應(yīng)用及環(huán)境之間的關(guān)系,根據(jù)零件技術(shù)要求,能正確地選擇材料和制訂工藝,并初步具備熱處理操作的基本能力。對培養(yǎng)學生綜合分析問題的能力和工程應(yīng)用能力很重要,在整個專業(yè)人才培養(yǎng)方案中,對培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的目標具有重要作用。
2課程設(shè)計的理念與思路
高職學生在學習基本專業(yè)知識的基礎(chǔ)上,如何把知識轉(zhuǎn)化為技能,技能轉(zhuǎn)變?yōu)槁殬I(yè)素質(zhì)是我們需要破解的難題。金屬熱處理生產(chǎn)工藝是金屬材料及熱處理技術(shù)專業(yè)必修的核心主干課程,是培養(yǎng)金屬材料熱處理專業(yè)實用型人才的重要組成部分。在金屬熱處理生產(chǎn)工藝精品課程建設(shè)中,堅持以金屬熱處理生產(chǎn)典型工作任務(wù)為載體,培養(yǎng)學生掌握金屬熱處理生產(chǎn)的基本知識和基本技能,初步形成分析問題和解決問題的能力,熟練掌握金屬熱處理生產(chǎn)的工藝設(shè)備和機械設(shè)備的相關(guān)知識,使學生畢業(yè)后能在金屬熱處理生產(chǎn)企業(yè)進行生產(chǎn)和解決實際操作技術(shù)問題,成為高級技術(shù)技能型的專門人才。通過對本課程的學習,學生應(yīng)具備以下主要技能:①掌握常規(guī)金屬材料熱處理的基本知識,能編制鋼鐵件的典型熱處理工藝;②能對熱處理設(shè)備、常用的工裝及輔助設(shè)備、熱處理爐的溫度進行測量與控制;③會典型零件熱處理的基本操作;④能進行表面改性熱處理的工藝制訂;⑤能進行化學熱處理的工藝制訂;⑥掌握復(fù)雜工件的畸變規(guī)律與矯正方法,掌握分析判斷工件變形的原因及預(yù)防工件畸變的方法;⑦能借助金相檢驗報告判斷材料及熱處理質(zhì)量的方法,能分析工件淬火產(chǎn)生常見缺陷的原因并提出預(yù)防和補救的方法;⑧能對金屬材料進行常規(guī)檢驗及對常見的熱處理缺陷進行分析。
3教學內(nèi)容的改革
3.1根據(jù)熱處理典型的工作任務(wù),組織教學內(nèi)容,改革教學方法
在教學內(nèi)容的選擇上,以《金屬熱處理工國家職業(yè)標準》為依據(jù),確定熱處理工的崗位職責、工作任務(wù)和技能要求,在教學的實施過程中把典型的工作任務(wù)轉(zhuǎn)換為學習情境,制定課程標準,圍繞熱處理設(shè)備操作、熱處理工藝的編制、典型零件熱處理的操作技能等典型工作任務(wù),遵循由淺入深、由簡單到復(fù)雜的原則,設(shè)置了8個學習情景:①熱處理工藝準備;②熱處理設(shè)備與操作;③退火與正火;④淬火與回火;⑤表面改性熱處理;⑥化學熱處理;⑦復(fù)雜工件的畸變規(guī)律與矯正方法;⑧質(zhì)量檢驗與缺陷分析。通過對8個教學子領(lǐng)域的學習讓學習者能在金屬熱處理生產(chǎn)企業(yè)進行生產(chǎn),并具備編制熱處理工藝的能力和熱處理操作技能。同時編制實訓(xùn)指導(dǎo)書,完成實訓(xùn)室實訓(xùn)項目的開發(fā),在教學過程中聘請企業(yè)技術(shù)人員擔任實踐指導(dǎo)教師,使課程體現(xiàn)工學結(jié)合的特點。在本課程8個學習情景中,以典型的工作任務(wù)為載體,以項目為導(dǎo)向,按“理實一體化”展開教學。在課程教學中根據(jù)不同要求的教學內(nèi)容的不同特點,采用講授教學法、項目教學法、任務(wù)驅(qū)動教學法、分組討論法、以實踐技能為導(dǎo)向的課題式教學法等教學方法,引導(dǎo)學生積極思考、樂于實踐,提高教學效果。表1列出了8個教學情景所須學習的內(nèi)容、項目和使用的教學方法。
3.2教學內(nèi)容的針對性與適用性
課程教學內(nèi)容選取針對熱處理崗位群的職業(yè)標準,以就業(yè)為導(dǎo)向,以金屬材料熱處理人才培養(yǎng)目標為標準,以滿足就業(yè)崗位對所學人才能力的要求為宗旨,進行面向崗位的教學內(nèi)容設(shè)計。充分體現(xiàn)教學內(nèi)容來源于企業(yè)、服務(wù)于企業(yè)的教學宗旨,密切聯(lián)系生產(chǎn)實踐,做到學以致用。通過對熱處理生產(chǎn)各崗位知識、能力、素質(zhì)要求進行分析,以學習內(nèi)容和工作過程為導(dǎo)向的原則,課程設(shè)計創(chuàng)設(shè)“三結(jié)合”的學習情景:學習內(nèi)容與工作內(nèi)容相結(jié)合,學習過程與工作過程相結(jié)合,學習情景與工作情景相結(jié)合。按照熱處理生產(chǎn)崗位的需求,以熱處理工的職業(yè)標準為依據(jù),設(shè)計了8個學習情景。課程內(nèi)容在設(shè)計過程中參考熱處理崗位群多工種的職業(yè)標準,歸納出典型的工作任務(wù)作為教學情景,每個情景由若干項目任務(wù)組成,形成8個教學情景。各情景教學內(nèi)容以熱處理工國家職業(yè)標準中初級工—高級工的知識和技能要求為依據(jù)選取教學內(nèi)容,設(shè)計實訓(xùn)項目,進行單元考核。由于教學內(nèi)容考慮了工種職業(yè)資格的需要,不僅適合教學,還可作為企業(yè)員工培訓(xùn)教材使用。
3.3教學方法的多樣性
傳統(tǒng)的教學模式具有其自身的優(yōu)勢,如傳授的知識系統(tǒng)、嚴密,較好地發(fā)揮了教師的主導(dǎo)性,但弊病也十分明顯:其一,教材抽象,體系嚴密,學生難以學習;其二,學生的主體地位難以體現(xiàn);其三,重理論輕實踐,學生動手的能力比較差,與素質(zhì)教育的要求不相適應(yīng);其四,以教師為中心,只強調(diào)教師的“教”而忽視學生的“學”。在這樣的教學模式中,學生參與教學活動的機會少,動手更少,大部分時間處于被動接受狀態(tài),學生的學習主動性很難發(fā)揮,更不利于創(chuàng)新、創(chuàng)造型人才的培養(yǎng),不利于學生的發(fā)展[3]。為此,在課程教學中針對不同要求的教學內(nèi)容既采用了傳統(tǒng)的講授教學法,又采用了任務(wù)驅(qū)動教學法、項目教學法、分組討論法、以實踐技能為導(dǎo)向的課題式教學法等教學方法,引導(dǎo)學生積極思考、樂于實踐,提高教學效果。
4課程的特色與創(chuàng)新
4.1采用任務(wù)驅(qū)動式教學法,實現(xiàn)“理實一體化”教學模式
金屬熱處理生產(chǎn)工藝課程實踐性強,為了加強實踐性教學的效果,教學中注重理論與實踐相結(jié)合,在教學中以典型工作任務(wù)為載體,以任務(wù)為導(dǎo)向,突出“練”,邊講基礎(chǔ)知識,邊應(yīng)用到典型的工作任務(wù)中。實現(xiàn)“理實一體化”教學模式,提高學生學習的積極性和能動性,當下發(fā)了項目任務(wù)書后,學生必須積極學習基礎(chǔ)知識,才能完成相關(guān)的項目任務(wù)。本課程以提高學生分析、發(fā)現(xiàn)、解決工程實際問題的能力為重點,強調(diào)學生個性發(fā)展。深化教育改革的關(guān)鍵,是改變以往單一的課堂講授的教學形式,改變傳統(tǒng)的系統(tǒng)式學科教學體系,提倡進行“教、學、做”一體化改革,使學生在專業(yè)理論知識方面以“夠用”為主,更多突出技能的培養(yǎng)。采用任務(wù)驅(qū)動式教學法,就是要兼顧理論知識與技能的合理配置。任務(wù)的設(shè)計很重要,它是為實現(xiàn)一定的教學目標,依據(jù)課程內(nèi)容主題,為學生策劃學習資源和學習活動的過程。教學任務(wù)設(shè)計的最終目的是使學生掌握實際工作崗位對本課程所要求的知識和技能[4]。通過項目任務(wù)和專題設(shè)計等自主學習方式,體現(xiàn)學中做、做中學,活學活用,注重了學生的實踐能力、創(chuàng)新能力及團隊協(xié)作能力等綜合素質(zhì)培養(yǎng)。金屬材料熱處理技術(shù)校內(nèi)實訓(xùn)基地的建設(shè)及實訓(xùn)項目的開發(fā)應(yīng)用,解決了困擾熱處理技術(shù)專業(yè)進行生產(chǎn)性實訓(xùn)所面臨的困難和矛盾,實現(xiàn)了課堂與實習地點一體化的行動導(dǎo)向教學。通過系統(tǒng)實訓(xùn),不斷訓(xùn)練,極大地提高了學生崗位操作能力,同時也促進了學生的學習方式由個人競爭學習模式向團隊協(xié)作學習模式的重要轉(zhuǎn)變,提高了學生對企業(yè)生產(chǎn)組織方式的適應(yīng)能力,實現(xiàn)與企業(yè)的“零距離”接觸。以“淬火與回火”學習情景為例,任務(wù)驅(qū)動教學模式如表2、3所示。
4.2遵循了由淺入深、由簡單到復(fù)雜的原則
遵循了職業(yè)成長的規(guī)律。以學習情景4的淬火與回火為例,設(shè)計了2個項目任務(wù),項目8與項目10雖然都是淬火與回火工藝,但前者是試樣的淬火與回火,后者是零件的淬火與回火,項目任務(wù)書如表4所示。2個項目任務(wù)中,1個是實驗室試樣,1個是軸,在編制淬火工藝時,淬火方法、加熱溫度、冷卻介質(zhì)、加熱設(shè)備的選擇都有差異。20鋼、45鋼、T10鋼制試樣按AC3或AC1±(30~50)℃的原則選擇加熱溫度,按t=αkD選擇保溫時間,在箱式爐中進行加熱后,以水作為介質(zhì)進行冷卻即可獲得馬氏體組織,硬度達到55~63HRC。對于軸,從技術(shù)要求上看,心部和表面硬度不同,在選擇淬火方法和加熱設(shè)備時需要充分考慮。結(jié)合材料65Mn淬透性曲線,可采用水-油雙液淬火的方法進行處理。操作時掌握好在第一種淬火劑中的停留時間,同時注意上下移動工件。2個項目遵循了由淺入深、由簡單到復(fù)雜的原則,通過反復(fù)訓(xùn)練,使學生工藝編制和操作技能由生疏到熟練,遵循了職業(yè)成長的規(guī)律。
4.3構(gòu)建了TEST評價系統(tǒng)
評價的實質(zhì)在于肯定學生的學習過程,重視學生學習中的知識積累和實踐能力的發(fā)展,培養(yǎng)科學的思維方法,這是評價學生的理論依據(jù),也是學生學習過程的目標導(dǎo)向[5]。傳統(tǒng)課程的考試都是在課程結(jié)束后進行一次閉卷考試,這對該課程的學習來說是有局限性的,它難以測試學生綜合性分析問題的能力,故此在精品課程建設(shè)中構(gòu)建了TEST評價系統(tǒng)。新評價系統(tǒng)構(gòu)建思路重視考核評價學生學習的過程及過程的動態(tài)化、評價內(nèi)容的多元化。TEST評價系統(tǒng)是指課程總成績由教師評價(T)、企業(yè)工程師評價(E)、學生評價(S)、總評價(T)組成。教師評價主要對學生的學習行為過程(包括學習態(tài)度、學習意識、精神、態(tài)度、價值觀、行為習慣等)進行相應(yīng)的評價。企業(yè)工程師評價主要根據(jù)項目任務(wù)從加熱溫度、加熱設(shè)備、保溫時間、冷卻介質(zhì)的選擇進行考核評價,學生評價是對各組查閱資料、PPT的效果、匯報表現(xiàn)、實訓(xùn)準備和完成情況進行互評,使評價觸及到學生的內(nèi)心深處,使評價產(chǎn)生教育意義。總評價(T)由項目考核(40%)、期末考核(30%)、過程考核(30%)組成。其中項目考核由教師評價(T)(15%)、工程師評價(E)(15%)、學生評價(S)(10%)3部分組成。為方便不同角色對課程進行評價,開發(fā)了昆明冶金高等專科學校金屬材料與熱處理技術(shù)專業(yè)教學資源庫,在這個網(wǎng)絡(luò)平臺上,教師、企業(yè)工程師、學生以不同角色進行登錄,即可完成T、E、S的評價,理論考試課由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)根據(jù)考試大綱生成不同的試題,可進行在線測試,最終由系統(tǒng)按不同角色的權(quán)重自動生成總成績(T)。在金屬材料與熱處理教學資源庫社會評價系統(tǒng)中,用人企業(yè)登錄后可對畢業(yè)生進行評價,教師根據(jù)企業(yè)的評價對教學進行改進,校企合作不斷提高教學質(zhì)量,共同培養(yǎng)出大批社會需求的高級技術(shù)技能型人才。
5教學效果
昆明冶金高等專科學校金屬熱處理工生產(chǎn)工藝課程于2012年獲批云南省精品課程建設(shè)立項,如圖1所示。金屬熱處理生產(chǎn)工藝的教學改革從2010級金屬材料與熱處理專業(yè)開始實施,為了對比教改前后的教學效果,分別對采用傳統(tǒng)教學法、多媒體教學法、項目教學+任務(wù)驅(qū)動教學法的學生成績進行統(tǒng)計分析,結(jié)果見表4。由表4可知,在試卷難度基本不變的情況下,采用項目教學+任務(wù)驅(qū)動教學法后,學生成績優(yōu)良率和平均分均明顯高于傳統(tǒng)教學,不及格率明顯下降。通過4年的教學實踐,學生反映項目教學+任務(wù)驅(qū)動教學法能調(diào)動學習的積極性:每次課都有不同任務(wù),帶著任務(wù)查閱資料,互相討論,完成項目任務(wù),把任務(wù)完成的結(jié)果上傳到教學網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行評價,得到項目考核的成績。最終成績中,項目考核占40%,期末考試占30%,過程(作業(yè)和考勤)考核占30%。在項目+任務(wù)教學過程中,教師的主導(dǎo)地位沒有動搖,以項目和任務(wù)作為載體,運用網(wǎng)絡(luò)平臺提供的學習資源,引導(dǎo)學生自主學生,不斷培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力,提高學生專業(yè)綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力,構(gòu)建學生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的合理結(jié)構(gòu),并得到用人企業(yè)的好評。
6結(jié)語
精品課程建設(shè)的目的是為了推進教育創(chuàng)新,深化教學改革,強化教學基本建設(shè),促進現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在教育教學中的應(yīng)用,共享優(yōu)質(zhì)教學資源,全面提高教育教學質(zhì)量,為國家和地方發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)人才,提升我國教育的綜合實力和國際競爭能力[1]。金屬熱處理生產(chǎn)工藝課程的改革主要措施是:及時更新教學內(nèi)容,改革教學方法,采用多種教學形式和編寫相應(yīng)教材。課程的總體框架打破了傳統(tǒng)的板塊式授課模式,采用基礎(chǔ)知識—專業(yè)知識—應(yīng)用知識融會貫通的授課模式。這些教學方法不但提高了學生分析問題和解決問題的能力,同時還培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的思維能力[2]。通過精品課程中教學內(nèi)容和教學方法的改革,在職業(yè)教育應(yīng)用中,它不僅改變了學生的行為方式和行為態(tài)度,也對教師知識結(jié)構(gòu)、操作技能提出更高要求,隨著精品課程建設(shè)的不斷發(fā)展,它將更好地服務(wù)于學生,服務(wù)于社會。
作者:張文莉宋群玲蔡川雄胡新單位:昆明冶金高等專科學校冶金材料學院
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