Web主導下材料工程論文
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學生自主案例教學法”的含義“Web形式”是指在教學過程中，學生面對的對象不是教師，而是處于Web網絡的虛擬仿真環(huán)境中，單人或多人合作進行設計成分或生產冶煉，Web網絡系統(tǒng)自動記錄學生操作的每一個步驟，教師通過前端軟件觀察學生的操作行為，實時回答他們提出的問題。“自主”是指學生學習的工程案例不是教師事先準備的，而是學生在仿真過程中自己得到的。由于學生掌握的專業(yè)知識和能力存在差異，使用的冶煉設備、設置的工藝參數和成分都不盡相同，因此得到的案例也不同，甚至很大一部分是失敗的案例。“Web主導下材料工程類學生自主案例教學法”是在教師講授專業(yè)知識的基礎上，結合課堂教學內容，有針對性地給學生提供網絡虛擬仿真平臺，學生在平臺內完成成分設計或產品冶煉任務，遇到問題可小組交流，提出改進方案。對典型個案，進行全班講演，同時教師進行點評。該教學法以“任務”為主線，但不以“任務”的完成與否做為考核標準，提交的結果沒有對錯好壞之分，產生的結果不重要，結果產生的原因才重要。鼓勵學生主動尋找可能出現的失常和事故，并運用所學理論知識去分析、去思考、去解決，強化對理論知識的學習渴望，激發(fā)學習的興趣。
二、“Web主導下材料工程類
學生自主案例教學法”的實施方案在實施前，對實施的過程和步驟進行了認真分析，對實施方案的總體框架和實施具體步驟進行了設計，實施方案如下：第一階段：規(guī)劃。制定教學目標，確定實驗班級。教材調整，確定講授重點。以教師為主，包括課堂講授的安排，講授重點的確定，以及為學生編寫模擬操作指導大綱等。第二階段：執(zhí)行。發(fā)動學生，明確任務。網絡操作，案例設計。在線指導，提高案例質量。以學生為主，教師指導。使學生意識到自己的“工程師”角色，在虛擬仿真環(huán)境中動手操作，完成生產任務。教師可通過前端軟件實時觀察學生的操作行為，回答他們提出的問題并分析模擬結果。學生和老師之間、學生和學生之間在信息窗口通過文本進行交流。不同地點的學生可以組合起來，在同一個模擬模型中分別進行操作。第三階段：分析和討論。根據模擬操作記錄，全班交流研討，教師點評。師生結合，互動交流。教師從學生的操作結果中選取典型案例，讓學生制作講演課件，給全班同學分析自己的成功與失敗經驗，教師在交流中給予適時的點評，并進行成績評定。第四階段：總結。遴選優(yōu)秀操作記錄，編寫示范案例。對學生的優(yōu)秀設計案例進行整理歸納，為教師進行課62教學新思維堂多媒體教學時使用，也可作為學生課外預習、復習、自學的電子版的立體化教材。
三、個案舉例
鋼鐵大學網站提供了鋼鐵應用、鋼鐵設計及冶煉等仿真模塊，包括了現代鋼鐵生產的主要工序，可以為材料工程，尤其是金屬材料工程專業(yè)大多數專業(yè)課程教學所采用。如在金屬學材料學課程教學中，布置了一個生產任務：現收到一客戶訂單，要為一座海洋平臺生產一種易焊接的高強度厚鋼板，鋼種的成份和工藝路線由生產方來確定。訂單要求生產9000t的高強度厚板，鋼板對機械性能的要求為：屈服強度，LYS＞375Mpa；抗拉強度，530Mpa＜UTS＜620Mpa；54J夏比沖擊轉變溫度，ITT＜-40℃；屈強比LYS/UTS＜0.82。使用網站中關于海洋平臺用中厚板鋼的設計模塊進行仿真。【學生自主案例】鋼種成分的設計在工藝路線為50mm鋼板中度控軋、25mm鋼板輕度控軋、90mm鋼板中度控軋的情況下，經過調試發(fā)現Cr、Mo、Ni、V可以不參與設計考慮范圍，C、Si、Mn在一定的含量內變化，主要調節(jié)Cu、Al、N、Nb元素的含量改變鋼材的力學性能，得到了滿足客戶性能要求的3種不同鋼種。從而使基體強度提高，以及固溶體與運動位錯間的相互作用，阻礙了位錯的運動，從而使鋼種強度提高；2號鋼種N、Nb、Al含量較高，主要強化機理是：N與Te形成間隙固溶體，起到固溶強化；在鋼中加入的Nb，Nb元素能形成碳的化合物、氮的化合物或碳氮化合物，在軋制或軋后冷卻中沉淀析出，起到第二相沉淀作用；同時，N與Al、Nb形成氮化合物或碳氮化合物，能釘扎晶界，阻礙晶粒長大，起到細晶強化。3號鋼種的設計是在2號基礎上調試Al元素的含量，3號鋼種Al含量較低。
四、總結
“Web主導下材料工程類學生自主案例教學法”是從新時期生產企業(yè)對適應現代材料行業(yè)發(fā)展、具有創(chuàng)新能力和國際競爭力的工程人才需求出發(fā)，分析教學薄弱環(huán)節(jié)，采用新的教學模式，使材料工程學科的課程教學達到既能傳授知識、又能提高能力的“雙贏”目標。該教學法使學生成為教學活動的主體，形成了學生自主學習、合作學習、研究性學習和探索性學習的開放型學習氛圍。所進行的“Web主導下材料工程類學生自主案例教學法”的改革，僅僅是一種探索性的嘗試，還需要不斷改進和完善，以使之真正成為有利于學生成長和發(fā)展的新的教育教學模式。
作者：賈涓熊瑋宋新莉單位：武漢科技大學材料與冶金學院
