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一、“web主導(dǎo)下材料工程類

學(xué)生自主案例教學(xué)法”的含義“Web形式”是指在教學(xué)過程中，學(xué)生面對的對象不是教師，而是處于Web網(wǎng)絡(luò)的虛擬仿真環(huán)境中，單人或多人合作進(jìn)行設(shè)計(jì)成分或生產(chǎn)冶煉，Web網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自動(dòng)記錄學(xué)生操作的每一個(gè)步驟，教師通過前端軟件觀察學(xué)生的操作行為，實(shí)時(shí)回答他們提出的問題?！白灾鳌笔侵笇W(xué)生學(xué)習(xí)的工程案例不是教師事先準(zhǔn)備的，而是學(xué)生在仿真過程中自己得到的。由于學(xué)生掌握的專業(yè)知識(shí)和能力存在差異，使用的冶煉設(shè)備、設(shè)置的工藝參數(shù)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(dǎo)下材料工程類學(xué)生自主案例教學(xué)法”是在教師講授專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，有針對性地給學(xué)生提供網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真平臺(tái)，學(xué)生在平臺(tái)內(nèi)完成成分設(shè)計(jì)或產(chǎn)品冶煉任務(wù)，遇到問題可小組交流，提出改進(jìn)方案。對典型個(gè)案，進(jìn)行全班講演，同時(shí)教師進(jìn)行點(diǎn)評。該教學(xué)法以“任務(wù)”為主線，但不以“任務(wù)”的完成與否做為考核標(biāo)準(zhǔn)，提交的結(jié)果沒有對錯(cuò)好壞之分，產(chǎn)生的結(jié)果不重要，結(jié)果產(chǎn)生的原因才重要。鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)尋找可能出現(xiàn)的失常和事故，并運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)去分析、去思考、去解決，強(qiáng)化對理論知識(shí)的學(xué)習(xí)渴望，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。

二、“Web主導(dǎo)下材料工程類

學(xué)生自主案例教學(xué)法”的實(shí)施方案在實(shí)施前，對實(shí)施的過程和步驟進(jìn)行了認(rèn)真分析，對實(shí)施方案的總體框架和實(shí)施具體步驟進(jìn)行了設(shè)計(jì)，實(shí)施方案如下：第一階段：規(guī)劃。制定教學(xué)目標(biāo)，確定實(shí)驗(yàn)班級。教材調(diào)整，確定講授重點(diǎn)。以教師為主，包括課堂講授的安排，講授重點(diǎn)的確定，以及為學(xué)生編寫模擬操作指導(dǎo)大綱等。第二階段：執(zhí)行。發(fā)動(dòng)學(xué)生，明確任務(wù)。網(wǎng)絡(luò)操作，案例設(shè)計(jì)。在線指導(dǎo)，提高案例質(zhì)量。以學(xué)生為主，教師指導(dǎo)。使學(xué)生意識(shí)到自己的“工程師”角色，在虛擬仿真環(huán)境中動(dòng)手操作，完成生產(chǎn)任務(wù)。教師可通過前端軟件實(shí)時(shí)觀察學(xué)生的操作行為，回答他們提出的問題并分析模擬結(jié)果。學(xué)生和老師之間、學(xué)生和學(xué)生之間在信息窗口通過文本進(jìn)行交流。不同地點(diǎn)的學(xué)生可以組合起來，在同一個(gè)模擬模型中分別進(jìn)行操作。第三階段：分析和討論。根據(jù)模擬操作記錄，全班交流研討，教師點(diǎn)評。師生結(jié)合，互動(dòng)交流。教師從學(xué)生的操作結(jié)果中選取典型案例，讓學(xué)生制作講演課件，給全班同學(xué)分析自己的成功與失敗經(jīng)驗(yàn)，教師在交流中給予適時(shí)的點(diǎn)評，并進(jìn)行成績評定。第四階段：總結(jié)。遴選優(yōu)秀操作記錄，編寫示范案例。對學(xué)生的優(yōu)秀設(shè)計(jì)案例進(jìn)行整理歸納，為教師進(jìn)行課62教學(xué)新思維堂多媒體教學(xué)時(shí)使用，也可作為學(xué)生課外預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、自學(xué)的電子版的立體化教材。

三、個(gè)案舉例

鋼鐵大學(xué)網(wǎng)站提供了鋼鐵應(yīng)用、鋼鐵設(shè)計(jì)及冶煉等仿真模塊，包括了現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)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(shù)專業(yè)課程教學(xué)所采用。如在金屬學(xué)材料學(xué)課程教學(xué)中，布置了一個(gè)生產(chǎn)任務(wù)：現(xiàn)收到一客戶訂單，要為一座海洋平臺(tái)生產(chǎn)一種易焊接的高強(qiáng)度厚鋼板，鋼種的成份和工藝路線由生產(chǎn)方來確定。訂單要求生產(chǎn)9000t的高強(qiáng)度厚板，鋼板對機(jī)械性能的要求為：屈服強(qiáng)度，LYS＞375Mpa；抗拉強(qiáng)度，530Mpa＜UTS＜620Mpa；54J夏比沖擊轉(zhuǎn)變溫度，ITT＜-40℃；屈強(qiáng)比LYS/UTS＜0.82。使用網(wǎng)站中關(guān)于海洋平臺(tái)用中厚板鋼的設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行仿真?！緦W(xué)生自主案例】鋼種成分的設(shè)計(jì)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(jīng)過調(diào)試發(fā)現(xiàn)Cr、Mo、Ni、V可以不參與設(shè)計(jì)考慮范圍，C、Si、Mn在一定的含量內(nèi)變化，主要調(diào)節(jié)Cu、Al、N、Nb元素的含量改變鋼材的力學(xué)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(qiáng)度提高，以及固溶體與運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)間的相互作用，阻礙了位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，從而使鋼種強(qiáng)度提高；2號(hào)鋼種N、Nb、Al含量較高，主要強(qiáng)化機(jī)理是：N與Te形成間隙固溶體，起到固溶強(qiáng)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(shí)，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(xì)晶強(qiáng)化。3號(hào)鋼種的設(shè)計(jì)是在2號(hào)基礎(chǔ)上調(diào)試Al元素的含量，3號(hào)鋼種Al含量較低。

四、總結(jié)

“Web主導(dǎo)下材料工程類學(xué)生自主案例教學(xué)法”是從新時(shí)期生產(chǎn)企業(yè)對適應(yīng)現(xiàn)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(xué)薄弱環(huán)節(jié)，采用新的教學(xué)模式，使材料工程學(xué)科的課程教學(xué)達(dá)到既能傳授知識(shí)、又能提高能力的“雙贏”目標(biāo)。該教學(xué)法使學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)的主體，形成了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)和探索性學(xué)習(xí)的開放型學(xué)習(xí)氛圍。所進(jìn)行的“Web主導(dǎo)下材料工程類學(xué)生自主案例教學(xué)法”的改革，僅僅是一種探索性的嘗試，還需要不斷改進(jìn)和完善，以使之真正成為有利于學(xué)生成長和發(fā)展的新的教育教學(xué)模式。

作者：賈涓熊瑋宋新莉單位：武漢科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院