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      Web主導下材料工程論文

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      Web主導下材料工程論文

      一、“web主導材料工程

      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:執行。發動學生,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。遴選優秀操作記錄,編寫示范案例。對學生的優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大多數專業課程教學所采用。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對適應現代材料行業發展、具有創新能力和國際競爭力的工程人才需求出發,分析教學薄弱環節,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

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