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《金属材料学》教学改革研究.doc

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《 金 属 材 料学 》 教 学 改革 研 究 曲立杰 马春 力 黄志 求 李 星逸 佳 木 斯大 学 材料 科 学与 工 程学 院 摘 要: 金属材料是工程领域中所用材料用量最大的材料, 金属材料学在材料科学与工 程中占有举足轻重的地位。 该课程是金属材料工程专业学生的必修课, 具有综合 性、 实践性等特点。 学 好这门课程为学生从事本专业的实践工作可以打下坚实的 理论基础。 文章就课程特点, 结合学校金属材料工程专业特点实施了以专业导师 制为特色亮点的教学改革。 初步教学改革成果显著, 提高了学生的分析和解决专 业相关问题的综合能力。 关键词 : 金属材料学; 教学改革; 专业导师制; 作 者简 介: 曲立杰, 讲师, 博士, 硕士生导师, 主要从事金属材料教学与科研工 作; 作 者简 介: 李星逸, 教授, 博士生导师, 主要从事金属材料方面的教学与科研工 作。 基 金: 佳木斯大学教学 研究项目 (JYLY2014-01) ;佳木斯大学教育科研项目 (JKA2013-001) 一、引言 金属材料是工程领域所用材料中用量最大的材料。 《金属材料学》 在材料科学发 展中发挥着主导作用。 金属热处理是机械零件和工模具制造的一种重要工序, 热 处理工艺一般分为整体热处理、 局部热处理、 表面热处理和化学热处理等。 金属 材料通过热处理来改善其性能, 充分发挥材料的潜能。 选择热处理工艺的首要依 据是材料的成分特点, 例如化学热处理的渗碳工艺, 必须是低碳碳素钢或低碳 合金钢经过渗碳后改变材料表面化学成分而获得高表面硬度和高耐磨性, 心部 较好的韧性的工件, 如齿轮件一般常用的合金钢为 20Cr Mn Ti。又如粉末冶金 材料因其具有高硬度、 高强度并可应用与复杂结构的精密零件中, 通过热处理获 得以上性能。 制定合理的热处理工艺依据其化学成分和晶粒度, 为了提高其淬 透 性, 常加入一些合金元素如 Ni、Mo、Mn、Cr 、V 等。 这些合金元素的作用原理就 是 《金属材料学》 研究的 核心内容。 我国材料制造业落后不仅与制造技术有关, 更重要的是材料本身的开发。 例如飞机、 汽车各 种交通工具等的轻量化迫切需求新 材料。 因此, 建立金属材料的成分、 组织结构和性能与热处理工参数关系是提高 产品使用寿命的首要任务。 金属材料分为钢铁材料和非铁金属材料两大类。 《金 属材料学》课程从合金化理论为基础, 详细介绍了各种用钢及有色金属的特点、 热处理工艺和使用性能等。 该课程是金属材料工程等材料类专业的核心课程, 是 金属材料工程专业学生走向工作岗位后应用知识最直接的专业技术课程。 该课程 具有综合性、 实践性和经验性等特点。 因此, 对于该课程的教学, 我们必须有针 对性、 有目的地进行。 使学生们学有所用, 学了会用, 真正理解材料科学与工程 的内涵。基于以上原因。我校开展了金属材料学的课程改革。 二、课程性质 该课程开设学期为第 6 学期, 是大三学生所学的专业理论课。 学生前面已经学完 《材料科学基础》《金相分析》《热处理工艺》《材料力学性能》《热处理炉》 等专业课程, 并参加了认识实习和金工实习。 对材料及其热加工过程具有一定的 基础知识。 因此, 该课程是一门综合性极强的课程。 课程内容涵盖以上多门课程 知识, 并且要求对多门课程的相关内容进行综合。 通过对此课程的学习, 要求学 生能够掌握金属材料学基本理论及其基本知识, 同时具备分析材料的成分与制 备和加工之间的关系, 能够分析各种金属材料的成分, 热处理工艺和应用的问 题, 为学生从事本专业工作打下坚实的基础。 三、课程设置 根据课程特点, 该课程分理论课和实践课两大内容。理论课为 48 学时, 实践课 为8 学时。 理论教学围绕钢的合金化展开, 介绍各种用钢如工程构件用钢、 机器 零件用钢、 工具钢、 特殊性能钢, 铸铁和非铁金属及其合金。 分别介绍了各种金 属材料的成分特点、 热处理工艺、 性能特点及应用。 并通过实践课程开展, 加深 学生对各种金属材料的组织结构特征的认识。 了解微观结构, 更好地理解合金化 作用原理, 选取典型钢种的标样或生产实践中积累的典型材料进行组织观察, 并掌握其应用。 为实践工作打下坚实的理论基础, 一般选工具钢、 不锈钢, 铸铁 等工件中应用较为广泛的材料进行课程实践教学内容。 四、课程改革 ( 一) 增设 课外实 践活动 由于课内学时有限, 不能将所有涉及到金属材料进行讲授。 所以课程特别增加了 课外活动内容。 安排 金属功能材料和新型金属材料设为课外学习内容。 通过对教 材的理解并查阅相关文献。 每人撰写一篇不同主题的小论文。 例如磁性合金、 电 性合金、 形状记忆合
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