地方院校表面工程技术课程教学改革探讨

张红松，陈晓鸽

(河南工程学院，河南 郑州 451191)

表面技术的基本内容就是利用各种表面涂镀层及表面改性技术，赋予基体材料本身所不具备的特殊的机械、物理化学性能，诸如高硬度、高耐磨、耐蚀性等［1，2］。通过该课程的学习不仅能使学生掌握表面技术的相关知识，培养学生开拓创新的能力，而且为学习其他相关专业课程和将来从事实际工作打下良好的基础，因此，本课程在材料类专业中地位非常重要［3］。然而，对于近几年来新升本科的地方院校，由于历史原因，在一定时间内依然存在本科办学理念相对落后、师资队伍学历职称结构不合理、办学平台偏低等一系列实际问题［5］。这样，对于这类院校的材料类专业而言，如何在起点相对较低的前提下努力提高表面工程技术课程教学质量就成为一个亟待解决的关键课题。本文从课程设置、教学方法、科学研究、实训实践等几个方面就如何提高表面工程技术课程的教学效果进行了综合分析。

一、合理制定培养方案，做好知识及能力铺垫

1.优化课程体系

现代表面技术是一门涉及表面物理、固体物理、表面化学、有机化学、电化学、冶金学、金属材料学、高分子材料学、硅酸盐材料学以及物质的输运、热的传递等多门学科的边缘学科，它融入了这些学科的理论和许多新的技术成果，是材料类专业开设的一门综合性较强的专业基础课［3］。该课程的学习无疑需要学生要有比较扎实的物理、化学、力学、材料科学基础及材料研究方法等方面的知识［4，5］。否则，在学习过程中，学生很难理解、领会教材中所阐述的内容，在课堂讲授的过程中会逐步失去兴趣，进而影响授课效果。

比如，在表面技术教材中，往往会列举一些比较成功的案例。这些案例一般都会涉及到扫描电镜、X射线衍射、电子能谱等材料类专业常用的分析测试手段，而这些正是《材料研究方法》的主要内容之一［5］。如果没有该课程的学习，学生很难看懂并接受教材中的知识点，其授课效果自然就会下降。这就要求在制定材料类专业培养方案的过程中，科学合理地设置物理、化学、材料科学基础及材料研究方法等课程开设的先后顺序、学时、教材的选择、授课计划等内容。

2.加强学生自学及计算机应用能力培养

在大学阶段，除课堂授课等正常的教学环节之外，学生们独立自主学习的空间更大。表面技术是一个不断发展的新兴学科，随着新材料的不断涌现，一些全新的表面工程技术方面的原理、概念、技术方法、设备也必将不断出现。要使学生了解表面工程技术方面的最新成果，仅靠老师的课堂介绍是远远不够的。这时，学生们独立自主学习的能力就显得尤为重要。如果能在老师的引导下，学生们能够主动地去接触、了解、学习到表面工程技术方面的最新发展成果，不仅能够增强他们对表面工程技术课程的认识，更能增强对课程的兴趣，这必然有助于提高表面工程技术课程的授课效果。当然，做到这一点离不开网络上的各种数据库资源，这就要求材料类专业的学生还要有较强的计算机应用能力，这两种能力是相辅相成的。而且，随着计算机在材料学科中的应用逐渐深入，加强学生计算机应用能力的培养，已不仅仅是为了满足表面工程技术课程学习的需要，计算机运用水平已经成为衡量学生素质的重要指标［6］。

二、更新教学模式

1.启发式授课，调动学生学习积极性

目前，课堂授课仍然是教学的主要方式。传统的课堂授课主要是教师在教，而广大学生则被动的接受，即所谓的“满堂灌”。这种方式授课效果往往不理想。在教学过程中，教师的主要作用在于引导和启发学生积极思考。在授课过程中，适时的启发学生去思考问题的来龙去脉，教会学生科学的思维方法，往往能达到事半功倍的效果［7］。比如，氧乙炔火焰喷涂主要用于喷涂金属材料，相比之下，大气等离子喷涂的温度要比氧乙炔火焰高得多，其喷涂的材料种类就很多。即使喷涂同一种材料，由于热源温度的差别，材料熔化的程度也相差很大，对应的涂层结合强度也有明显差别。根据热喷涂的原理，结合热源温度的差别，可以推测出涂层结合强度的高低。如果能在老师的启发下，由学生自己来解决这些问题，相信学生对知识点的理解比较容易，而且会掌握的很牢靠。

2.教与学的互动

教学过程不是一个单纯的传授知识的单向过程，而是教师和学生互动的过程。传统的教学模式是教师一言堂，老师在课堂上从头表演到尾。结果常常是老师讲得津津有味，学生听得昏昏欲睡。对于表面工程技术这种知识面比较宽广的课程，师生在课堂上要有更多的互动。互动的方式很多，可以是适时的提问，也可以是抽出专门的答疑时间实行小组讨论，也可以在一次课讲完之后，老师把下次课要讲解的内容分解为若干个小问题，把分解后的若干个小问题划分到不同的学生小组，并提出若干个讲解的方式，在下次上课时让学生们以竞赛的方式来讲解。这样不仅培养了自学能力，锻炼了胆量，也在一定程度上激发了学习的激情，其授课效果自然会好很多。

三、加强实践环节

合格的材料类专业人才，不仅要有较宽厚系统的材料专业基础知识，还要接受较强的工程技术和研究技能的训练，使知识在实践中不断内化为自身素质，增强分析问题和解决问题的能力。因此，加强实践环节也很重要。在表面工程技术课程的实践环节，应该从以下几个方面着手。

1.加强校内实验教学平台建设

现代表面技术课程是一门理论性与实践性相结合的课程，涉及的表面处理工艺种类多，主要有热喷涂技术、堆焊技术、电镀和化学镀、化学转化膜技术、表面彩色化技术、气相沉积技术。每一种表面技术都有其特点，而且相互独立。尤其对于地方性院校，若能根据学校自身的财力及其所在地区表面工程技术的市场行情，适当地投入资金购买一些典型且符合本地区市场需求的表面技术装备，建立起相应的实验平台，不仅能满足教学需要，而且还能对外服务。这样，不仅使学生对大多数工艺与设备有较深入的了解，并能进行操作，为今后从事相关工作打下良好的基础，而且还能极大地促进学生对课堂所授知识点的掌握，其对授课效果的提高不容小觑。

2.加强校企合作，积极构建校外合作基地

地方院校由于财力所限，即使投入一定的资金用于构建校内的实验教学平台，也会十分有限。而社会上从事表面技术生产的企业很多，在加强校内实习实训基地建设的同时，必须主动出击，加强校企合作，并积极探索建立集实习、实训、就业、合作研发、技术攻关、企业培训等为一体的多功能的校外实习实训基地，使其成为创新创业应用型人才实战能力培养培训的最佳平台。比如在河南郑州地区，从事热喷涂的企业比较多，对于河南工程学院这样新升本的地方院校而言，如果想方设法与这些从事热喷涂的企业建立良好的校企合作关系，使之成为学生实习的基地，使学生在参观实习、生产实习和毕业实习中有机会接触到企业的生产实践，不但可以增强对表面技术课程知识的了解与认同，同时也更加直接地了解社会，接触社会，对其将来的就业及人生均有极大的帮助。

3.教学与科研相结合

高校中教学与科研是相辅相成、密不可分的统一体。教学是高校科研的基础和依托，是科研不断走向深入的驱动力;科研是革新教学内容、返哺教学、提高教学质量的催化剂。作为高校老师，在从事好教学工作的同时，应该根据实际情况适当地开展科学研究，全面把握国内外本学科的学术动态，准确认识所授课程在整个学科中的地位以及课程内部的逻辑联系。在课堂教学过程中，及时地将表面技术领域的新动态、新技术和新工艺充实到教学内容中［7］。比如，纳米材料科技是现今的一个热门话题，教师在讲授表面工程技术的过程中，可以把制备纳米涂层(或纳米薄膜)的一些新工艺，纳米涂层的应用及前景等方面的知识讲解给同学们。又比如，在讲解热喷涂技术相关知识时，可以把等离子喷涂技术的原理及应用讲解给同学们，并启发同学们思考等离子喷涂与传统的大气等离子喷涂的区别。此外，在授课时老师也可在适当的章节介绍一下本校老师在表面工程技术方面的研究成果，比如，我校纺织学院部分老师开展的纺织纤维表面改性研究等。这些贴近实际的例子使学生对所学知识有更深刻的理解，激发了学生的好奇心和求知欲。还可采用适当的方式鼓励基础较好的学生主动参与到老师的科研项目中，作教师的科研助手，培养学生创新精神以及分析问题和解决问题的能力。

4.积极开展科技活动

课外科技活动是检验学生综合运用课本知识解决实际问题，培养大学生创新能力的有效途径。在科技活动中，教师精心设计有关研究课题，并对参加的学生视其理论基础和兴趣爱好分层次进行指导。学生通过查阅文献、设计实验方案、开展实验、交流讨论以及分析数据等实践，熟悉了科学研究的环节，加深对科学研究的认识。通过课外科技活动，学生们将所学理论知识运用到实践中，激发了从事科研的热情。

四、结束语

表面工程技术是材料类专业的一门非常重要的专业基础课，可以通过制定合理的培养方案、加强实践环节等几个方面，提高学生对表面工程技术课程的兴趣，加深对课本知识的理解与掌握。在专业课学习与实践中培养学生分析问题和解决问题的能力，提高了教学质量。现代表面技术课程的改革是一项科学性强、涉及面广、任务艰巨的系统工程，需要教师坚持以学生为主体，勇于进行教学方法和手段的革新与实践。

［1］顾迅.现代表面技术的应用［J］.金属热处理，1999(4):1－6.

［2］张强，张立武，余大兵，等.现代表面技术的应用［J］.国外金属热处理，2003，12(6):7 －10.

［3］刘筱薇.现代表面技术课程教学方法的改革［J］.中国冶金教育，2009(4):38－40.

［4］张高会，李根，徐鹏，等.物理学对现代表面技术的支撑作用［J］.中国计量学院学报，2011，9(3):295 －299.

［5］董兵海，王世敏.材料类专业人才培养方案及课程体系改革的探索与实践［J］.湖北大学成人教育学院学报，2008(4):62－64.

［6］栗正新，张红梅，崔巍.材料类专业本科生计算机应用能力培养探讨［J］.河南工业大学学报(社会科学版)，2007，12(4):114－116.

［7］邢永福，吕秋芳.素质教育——观念的变革与创新［M］.太原:山西教育出版社，2002.

［8］吕迎，李俊刚，吴明忠，等.现代表面技术教学和科研相结合的教学改革探讨［J］.铸造设备与工艺，2012，8(4):52－55.