《热处理工艺》课程改革探索

基金项目:河南省高等教育教学改革研究与实践项目(2021SJGLX118);全国煤炭行业高等教育研究课题(2021MXJG215)㊂作者简介:徐志超(1989-),男,河南洛阳人,博士研究生,材料加工工程系副主任,研究方向:稀土镁合金;王迪(通讯作者)㊂融入课程思政的材料类专业课程教学探索以热处理工艺课程为例徐志超1㊀黄㊀丹1㊀曹新鑫1㊀王㊀迪2(1.河南理工大学材料与科学工程学院,河南焦作454003;2.河南理工大学工商管理学院能源经济研究中心,河南焦作454003)摘㊀要:在当前教学中融入课程思政是课程改革的方向之一,本文以热处理工艺学课程为例,对这一典型材料类课程的教学方法和教学内容进行分析,结合时事热点与先进技术,深入挖掘课程中所包含的课程思政要素,探讨专业性较强的材料类课程中思政教育开展的方法,确立课程思政的育人目标,明确思政教育对培养目标的支撑,并将课程思政内容有机融入到线上和线下教学中㊂关键词:专业课程;教学设计;课程思政;教学改革中图分类号:TB㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀doi:10.19311/ki.1672-3198.2023.14.0920　前言在当前经济㊁科技发展下,对于人才的要求越来越高,需要的不仅仅是专业技能知识,还需要高尚的道德情操,职业精神等,这离不开德智体美劳全面发展,我国自古就有 才者,德之资也;德者,才之帅也 的箴言㊂在当今教育下,高等教育承担着重要的责任,对科学知识和卓越人才的渴求比以往任何时候都更加强烈,中国高等教育经历了普及化阶-大众化-精英化阶段,现如今素质教育是重中之重,大学不仅仅是培养专业技能,更重要的是使学生培养正确的价值观,而 课程思政 是构筑育人大格局的重要途径㊂习近平总书记从全国高校思政会议㊁北京大学师生座谈会到全国教育大会都对这一问题进行了重点阐述㊂其中,教育部颁发的‘高等学校课程思政建设指导纲要“一文中,对如何建设课程思政进行了系统的说明,并根据我国教育现状,对课程思政建设的总体目标和重点内容进行了整体规划与设计㊂高校作为人才培养的主要阵地,如何全面有效的将课程思政融入到培养方案㊁教书育人中,是当前工作的重中之重㊂高校是人才培养的主阵地,是将专业知识和社会生产实践相结合的重要纽带,想要使培养的人才具有家国情怀和社会责任,思想政治工作体系和人才培养体系必须无缝对接,其中的关键点就是专业课程㊂专业课程是人才培养体系的最基本单元,也是最重要的内容,做好专业课程的思政元素挖掘,意义重大㊂如何进行课程思政改革,‘高等学校课程思政建设指导纲要“一文中给了我们重要的启示㊂一方面是要充分利用课堂教学,课堂教学不仅仅是线下教学,线上教学同样重要,当今世界是信息化的时代,如何将信息有效整合,并赋予 润物细无声 的思政,对于课程思政改革至关重要㊂另一方面,要善于挖掘课程思政元素,对于思政元素强调的是 精准滴灌式 ㊂这就要求在挖掘思政元素的时候不能泛泛而谈,否则既浪费了宝贵的课堂时间,也弱化了学生的学习兴趣㊂思政元素应该由点及面的发掘,从一个简单的知识点出发,进行凝练和总结㊂对于工科类专业课程来说,许多知识点强调的是单纯地专业知识,具有很强的科学属性,从表面上看与思政内容没有直接的关系,但实际上却息息相关,很多专业知识以及实践经验背后都是思维以及价值观的体现,是最直接的案例㊂以材料成型及控制工程专业为例来说,它是极具代表性的工科专业,其专业建设内容以及内涵特点紧密联系了经济,信息㊁国防等生产生活实际,专业内容围绕的是原材料㊁装备㊁消费品等重点领域,其中大量涉及机械制造㊁金属加工及成型技术,这些重要方面和领域更加要求相关人才具有良好的职业素养,正确地价值观,能够做好一件事,耕好一片田,确保国家和民族的利益㊂本研究选取的热处理工艺学课程,这门课程是机械设计与制造㊁材料成型及控制工程等专业重要的专业课,开设在大学三年级,这门课既是典型的理工科专业课程,有相关领域的基础理论知识和专业知识,又有鲜明的工程应用特征,在金属加工制造,航空航天等领域都有着重要的应用㊂作为一门历史悠久的专业课,长期以来,教师在课堂的教学过程中只注重专业概念的讲解以及实际工程应用,但是对于在课堂当中融入思政元素却涉及很少㊂对于这样一门专业性很强的课来说,思政元素的加入,绝不是要求教学内容的增加,更不是额外的学时㊁学分增加,如果这样就偏离了课程思政教育的内涵要求㊂专业课程的课程思政开展,应该是在现有课程内容的基础上,重新进行知识点的梳理和挖掘,在这个过程中需要对知识点重新进行认识和分析㊂对于热处理工艺学这门课来说,它与实际生活㊁工业生产㊁国民经济密切相关,课程内容包含了金属在加热和冷却过程中固态相变的规律,退火㊁正火㊁淬火与回火以及表面淬火等基本热处理工艺㊂该门课程具有传授自然科学知识的学科属性,能够给予专业知识以及从事的工作,开展职业素养和科学精神教育,突出创新精神㊁工匠精神以及责任担当的培养;另一方面,课程可利用具体的热处理工艺过程,挖掘课程自身所蕴含的家国情怀,团结协作等人文精神㊂本文以 热处理工艺学 为例,通过对这一典型材料类课程的教学方法于内容分析,深入挖掘课程中所包含的课程思政要素,探讨了专业性较强的理工类专业课程中思政教育开展的方法,分析了线上教学与线下教学的教学设计方法,探讨了混合教学的实施路径,并将课程思政融入到线上和线下教学中,使专业课程内容和思政内容有机结合,以期培养培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人㊂1㊀课程的特点与内涵热处理工艺学是材料成形及控制工程㊁冶金工程等专业的专业基础课,是理解材料组织结构-性能-热处理工艺关系的理论基础,课程以固态相变原理和热处理工艺原理作为指导,结合实际生产流程中的热处理技术问题,将生产经验和相关理论的结合转化㊂通过本课程的学习,学生能够掌握常用金属的热处理工艺;能够对不同热处理工艺下合金的组织性能变化进行分析并提出改进;了解热处理技术的发展方向,能够根据性能要求制定热处理新工艺和探索发展新工艺㊂课程将专业知识与实际应用相结合,具有较强的理论性和实践性,着力培养学生将基础理论应用于解决复杂工程实际问题的能力㊂2㊀热处理工艺学课程蕴含的思政教育资源教育部颁发的‘高等学校课程思政建设指导纲要“指出了课程思政需要建设的内容,具体包括了文化传承,民族情感,政治认同,法律道德等内容㊂但是这些内容只是给我们了一个大的框架和方向,当真正将课程思政融入课程中的时候,必须结合着不同专业的特点来进行㊂例如对于管理学专业课程,其主要的内容涉及了资源调配,人力资源管理,社会分析等,类似课程的思政挖掘点应该注重引导学生关注民生以及社会现实问题,树立家国天下的理念,培养学生知行合一,经世济民的职业素养㊂对于理学㊁工学类专业课程,其主要的内容涉及到了材料㊁加工㊁医学等方面,关于课程思政的侧重点应该引导学生科技思维的发散,培养学生创新精神,着力打造学生精益求精的大国工匠精神㊂尤其是应结合当今风云变幻的社会局势,着重激发学生科技报国的家国情怀和使命担当㊂图1㊀课程目标为了更好的梳理及挖掘课程中所蕴含的思政元素,在设计课程目标时,提出了 价值引领㊁知识传授和能力培养 三位一体的教学理念,如图1所示㊂以 掌握金属材料热处理原理与基本工艺 为课程的知识目标;以 热处理工艺流程的最优设计㊁工匠精神的养成 为课程的情感与价值目标;将唯物主义世界观与热处理工艺研究的方法和手段相结合,塑造学生正确的世界观㊁人生观和价值观㊂表1㊀思政教学内容教学内容专业知识目标课程思政育人内容绪论介绍课程主要内容,课程的作用和意义,课程目标及其对应的毕业要求,让学生了解热处理工艺在国名经济中的地位㊁状况以及前景运用辩证法分析传统行业在国家经济中国的发展情景金属的加热了解金属和合金加热过程中的物理化学现象㊁影响因素㊁加热介质的选择㊂结合生态文明建设分析金属加热方式的选择,如何在金属的加热过程中高效利用资源退火和正火了解退火㊁正火的定义㊁目的和分类,掌握退火和正火对组织和性能的影响结合退火与正火冷却速度导致热处理后组织不同的特点,让学生领会做事慢下来,精益求精的工匠精神钢的淬火及回火掌握淬火的定义㊁目的和必要条件;认识淬火介质,掌握淬火介质冷却特性及选用原则;了解淬火应力㊁变形及开裂;掌握淬火工艺规范的制定原则㊁淬火工艺方法及应用;结合淬火过程中水与火的淬炼,从 宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来 角度出发,培养学生百折不挠的精神钢的表面淬火掌握表面淬火的目的㊁分类及应用;掌握表面淬火的工艺原理,了解常用表面淬火方法㊂结合表面淬火表面坚硬,内部柔韧的特点,与学生探讨外圆内方和外方内圆的处事风格,引导学生做有原则的人金属的化学热处理掌握化学热处理的基本原理;掌握钢的渗碳㊁渗氮原理㊁目的㊁分类及应用㊂金属当中加入其它元素可以使组织性能发生变化,人生也应该多姿多彩,培养学生敢于创新,敢于尝试的精神热处理开裂,质量检验及控制掌握淬火开裂的发生条件以及控制措施,能够根据检测结果确定产品质量㊂结合淬火裂纹,探讨过刚易折的人生哲理㊀㊀在设计教学内容时,将课程思政与专业知识和实践内容有机结合起来,以课程教学大纲为指导,以章节内容为抓手,将各章节的教学目标与相对应的主要思政教学内容具体化,如表1所示㊂通过与专业内容的结合,让学生在学习专业课知识的过程中加深思考,拓展思维㊂将思政内容不仅仅局限在人生观和价值观的内容中,而是作为激发学生学习兴趣的催化剂,寓思于教,寓教于乐,真正的实现课程的育人功能㊂3㊀热处理工艺学课程教学设计线上线下混合式教学提供了一种全新的知识传播模式和学习方式,会带来教育观念㊁教育体制㊁教学方式㊁人才培养过程等方面的深刻变化㊂本课程在教学设计的过程中充分结合了线上教学的特点与线下教学的优势,构建线上教学与线下教学混合的思政教学模式,如图2所示㊂在教学设计过程中,深入分析课程的特点以及课程的受众对象,充分结合多种现代化信息工具,力求在教学内容以及教学方式上将专业内容与课程思政内容有机结合㊂图2㊀课程具体实施方案3.1㊀线上教学在线上教学环节,不能简单的将线下课堂迁移到线上,应该重塑教学流程,充分发挥信息化工具的优势㊂线上课程采取以下三个步骤,第一步是完善配套教学资源建设,建立过程化引导导学材料㊂其中需要特别注意的是,导学材料的难度要适宜,要让学生 跳一跳才能够得着 ,在激发学生的学习兴趣的同时还要给予学生完成以后的满足与获得感㊂以课堂教学知识体系为基础,提取不同的专题内容,打造寓知识性㊁思想性㊁政治性于一体的热处理工艺学课程思政专题案例库㊂例如,专题为 淬火 案例中介绍了我国古代制造兵器的流程,以及出土的兵器,展示了我国劳动人民的智慧㊂在课程思政案例库的收集过程中,注重日常的积累与凝练㊂第二步是基于学情分析开展教学活动,对线上内容提出学习要求,通过测验,思政讨论等方式过程化引导线上学习,学习过程中及时发布章节习题以及复盘笔记等任务,建立模块化考核方式,让每个学生参与其中,提高学生学习自主性㊂第三步是注重过程化考核,对于学生线上视频的学习情况,同步测试情况以及讨论区的思政论述情况及时进行量化考核,根据考核结果师生双向进行总结和反思㊂3.2㊀线下教学课堂教学采用情景模拟式与案例讨论等多手段相结合的教学方法㊂充分考虑学生所处的年级,学习环境以及个人特点爱好,采用情景模拟教学法㊂引导学生根据零件功能特点去制定热处理工艺,结合虚拟仿真项目,让学生用实践去检验理论,达到 知行合一 的目的㊂结合热处理企业实际生产案例,让学生结合原理㊁生态以及未来行业发展趋势开展小组讨论,在讨论过程中,既可以是 师生纵向讨论 ,也可以是 生生横向讨论 ㊂ 师生纵向讨论 以老师为主,引导学生去发散和探索㊂ 生生横向讨论 以学生为主,教师主要起到串联和衔接知识点的作用㊂充分发挥学生的主体地位,激发学生学习主动性和创新思维,尽可能地让同学们切实感受到专业知识所关联的思政元素,并通过课堂讨论㊁小组回报㊁课后调研等形式发表自己的观点和看法㊂充分使用数字化教学工具,在课程中设置在线举手抢答㊁在线投票㊁头脑风暴等活动,调动学生参与课堂教学的积极性,发挥学生的主体作用,实现翻转课堂㊂现以 淬火 这一章节为例,整体教学设计主要分4教学环节如图3所示㊂图3㊀教学设计3.2.1㊀知识回顾,新课导入通过分析淬火后材料的组织特征,与退火后材料的组织特征进行对比,复习退火的主要内容㊂引入常见的宝剑,刀等古代冷兵器,一件的兵器会大大提高作战能力,它具备什么样的性能才能称为神兵利器呢?我们应该采取什么样的工艺才能达到上述性能呢?引发学生思考,导入新课㊂3.2.2㊀情景模拟,启发育人结合常用的零件,给出相应的力学性能需求,引导学生根据所需要的性能,去设计热处理工艺,结合虚拟仿真项目,让学生根据自己设定的热处理工艺去进行模拟,分析自己的设计工艺㊂在进行热处理的过程中,温度需要去反复调试和校准,教学中着重强调热处理工艺师百折不挠,艰苦奋斗的工匠精神㊂随着科技的不断发展,热处理技术已经智能化㊁可视化,并逐步的实现全流程可视化,相关设备和软件越来越先进,重点强调中国学者和中国技术在热处理行业上面所做的贡献,加强学生的民族自豪感㊂热处理技术的不断发展促进了我国材料的力学性能进一步提升,这些具有高强度,高疲劳强度的材料有效的推动了我国航空航天㊁深海事业的快速发展,从而促进了我国经济的快速增长㊂让学生切实感受到学习专业课程的重要性,使学生认识到热处理工艺在国家建设当中的重要作用,树立 一代材料一代装备 的专业理念,明确学习热处理工艺乃至理工类专业课程的现实意义,培养学生专业自豪感,让学生充分认识到理工类行业的发展是我国实现飞速发展的强有力保障㊂3.2.3㊀强调重点,动画演示在淬火这一章节中,重点介绍淬火介质的作用,是学生认识到淬火介质对于淬火后零件的性能有着重要的影响㊂讲授过程中,首先介绍淬火介质的种类,使学生认识到水油,聚合物等能实现淬火目的的都能成为淬火介质,通过‘蒲元别传“当中的记载,讲述三国蜀人蒲元为制得锋利的宝剑,派人到成都取水淬火㊂让学生认识到我国劳动人民的智慧,通过与同时期其他国家冶炼行业的对比,培养学生的民族自豪感㊂其次在介绍淬火介质的淬火原理的时候,通过动画演示重点强调工件在冷却介质中的变化过程㊂在讲到淬火方法的时候,当单一淬火介质不能满足零件性能要求的时候,可以采用双液淬火等方法,鼓励学生要勇于探索,要灵活应用所学知识,在学习与实践中要有创新意识㊂3.2.4㊀拓展思维,归纳总结总结淬火的工艺要点,对比不同淬火介质的淬火原理,使学生自己推导出c曲线: 鼻尖处快冷,马氏体转变处慢冷 这一总体原则㊂引导学生思考如果要达到表面淬火,心部保持原始状态应该采取什么样的工艺,这样的材料应用在什么环境下,拓展学生的思维,达到举一反三的效果㊂强调学生作为未来的材料设计师,当下最重要的就是学好专业知识,打好基础,做有责任有担当的材料传薪人㊂4　结束语为了适应人才培养的需要,完善 三全育人 的教育机制,课程思政的教学改革势在必行㊂对高等学校专业课程而言,课程思政元素应该充当调味剂与学习的催化剂,既能为专业知识提供必要的精神食粮,也能够充分调动学生的学习胃口㊂本文通过对 热处理工艺学 这一典型材料类课程的教学方法和教学内容分析,深入挖掘课程中所包含的课程思政要素,通过对混合教学实施路径的设计,使专业课程内容和思政内容有机结合㊂随着时代的变化和新时期大学生的特点,教师应及时更新教学方法,通过适当的教学设计有针对性的开展思政教学,发挥新时期下线上与线下教学的优势,真正做到立德树人这一根本目标㊂参考文献[1]罗冬梅,靳瑞发,孙菱翎,等.课程思政融入理工类专业课程对学生爱国情怀的培育[J].赤峰学院学报:汉文哲学社会科学版,2021,42(5):85-89.[2]叶莲.课程思政与素养教育同向同行的内在逻辑及实践路径[J].大学教育,2020,(3):121-123.[3]陆道坤.课程思政推行中若干核心问题及解决思路 基于专业课程思政的探讨[J].思想理论教育,2018,(3): 64-69.[4]刘玲.高校课程思政的资源及开发研究 基于‘高等学校课程思政建设指导纲要“分析[J].高教学刊,2021,7(19):164-167.[5]赖枫鹏,李治平,孟雅,等.线上线下混合式教学在高校教学中的发展探讨[J].中国地质教育,2021,30,(01): 56-59.。

工程教育认证背景下《热处理原理与工艺》教学改革探索发布时间：2021-11-23T02:41:30.134Z 来源：《教学与研究》2021年第18期6月55卷作者：周长海，张海礁，王淑花，吴岩[导读] 对工程教育认证背景下《热处理原理与工艺》教学改革进行了研究。

从课程目标、课程体系、教学模式、周长海，张海礁，王淑花，吴岩黑龙江科技大学材料科学与工程学院，哈尔滨 150022摘要：对工程教育认证背景下《热处理原理与工艺》教学改革进行了研究。

从课程目标、课程体系、教学模式、评价体系、实践环节、质量评价等方面进行了分析，探索了针对工程教育认证下课程教学改革的思路。

关键字：工程教育认证；热处理；教学改革材料在人类社会的进步过程中起到重要的作用。

其在近代科学技术的推动下，品种日益增多，不同效能的新材料不断涌现，其中，金属材料在工业中的应用与发展具有重要的地位，是使用量最大的材料。

有关金属材料的强韧化是保障其使用的必备条件，而热处理以其优良的强化效果，一直是金属材料强韧化的重要方法。

因此，很多大学金属材料工程专业中设置了有关热处理的课程，包括热处理原理、工艺和设备等，部分专业热处理原理与工艺为一门课程。

《热处理原理与工艺》主要讲述金属材料在加热和冷却过程中各种组织的变化及其与性能之间的关系。

该课程具有“理论性强、抽象性强、综合性强和实践性强”的特点[1]，学生学习起来很艰涩难懂。

很多研究[2-5]从教学内容、教学方法、考核方式、课程实验等进行了探讨，推进了课程的教学。

随着工程教育专业认证，继续深化课堂教学改革是必然趋势，以学生为中心，成果导向，不断持续改进[3]。

不同学校金属材料工程专业培养目标不同，《热处理原理与工艺》课程的课程目标也不同，对毕业要求的支撑更不同。

即使如此，工程教育对能力培养和要求是一致的。

如何实现工程教育背景下人才的培养目标是当前必须要思考的问题。

1.以成果导向的课程目标按照工程教育认证最新标准和补充标准，依据明确、公开、可衡量的要求，将12条毕业要求分解为多个指标点。