材料表面工程技術煤礦機械論文

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1教學隊伍建設

本課程教學團隊中承擔主講教學工作的有5人，承擔輔助教學工作的有2人，所有教師均參與本課程的教材建設、教學改革、實驗教學、網(wǎng)絡資源建設等工作。多年來，教學團隊努力加強梯隊建設，支持、鼓勵青年教師攻讀博士學位(有2人博士在讀)，并且針對青年教師在教學工作中存在的問題，積極開展教學研討，交流教學經(jīng)驗，幫助他們盡快提高教學、科研水平。目前，團隊所有成員堅持在教學、實驗、科研和教學改革四個層面全方位開展工作，始終把本科生教育放在首位，并同研究生培養(yǎng)、科研課題緊密結合，已形成一支結構合理、綜合素質高、教學效果好、積極致力于教學改革的課程教學團隊。表1為教學隊伍的學歷結構、職稱結構和年齡結構。

2教學方法與手段

在長期的《表面改性技術》教學過程中，我們一直致力于教學方法的改革，以求達到最佳的教學效果。當今的本科教學強調素質教育，其教學結構是學教并重，即"主導－主體"教學模式。這種教學模式的核心在于既要發(fā)揮教師的指導作用，又要充分體現(xiàn)學生的主體作用。據(jù)此，我們對《表面改性技術》課程教學方法及手段進行了多方面的改革:

2．1采取“研究性教學和研究性學習”的教學方法

從研究問題入手，將“原理－設備－工藝－工程”的知識構建過程展現(xiàn)出來，同時提出新的問題，組織學生展開思考和研討，引導學生把所學知識與煤礦設備工程實際緊密結合，變單向傳輸式教學為雙向互動式教學，變以強調理論內容為主的灌輸式講授為探究理論研究過程為主的引導式講授，實現(xiàn)真正意義上的“雙主”教學。

2．2積極組織學生開展研討活動

例如在學習有關熱噴涂的內容時，以井下帶式輸送機底托架熱噴涂鋁加封孔劑處理可大幅提高使用壽命為例，讓學生進行討論，幫助、引導學生從材料的選擇、涂層的結構以及噴涂工藝流程、實施過程等各個方面進行考慮、分析，并提出解決的方法。這樣，通過啟發(fā)式教學，不僅可以鞏固所學知識，而且可以幫助學生學會從多方位、多角度去思考問題，去了解煤礦機械的使用情況，有利于調動學生的學習積極性。

2．3理論結合實際，加強校外實踐基地建設

《表面改性技術》課程是一門理論性與實踐性相結合的課程，學生在學習過程中往往對煤礦機械表面處理工藝的理解不深入。為此，我們通過學生參加實踐，組織現(xiàn)場教學，把理論與生產(chǎn)實際相結合，極大地提高了教學效果。例如，我們在江蘇中礦大正表面工程技術有限公司以及鄭州煤礦機械集團股份有限公司建立了校外實踐基地，從而使學生的實踐活動常態(tài)化。江蘇中礦大正表面工程技術有限公司是國內表面工程領域的龍頭企業(yè)，主要從事鋼結構長效防腐涂裝、纜索涂裝工程、電廠特種表面處理、機械零件表面修復等，是國內熱噴涂領域首家通過ISO9001質量體系認證的企業(yè)。鄭州煤礦機械集團股份有限公司是中國領先的煤炭綜采綜掘設備制造商，是國內最大的液壓支架制造商。企業(yè)被科學技術部、國務院國資委和中華全國總工會授予“國家創(chuàng)新型企業(yè)”稱號，同時被國家五部委共同認定為國家級的企業(yè)技術中心。

2．4利用多媒體技術、結合英文教材，開展雙語教學

采用現(xiàn)代化教學手段可以節(jié)省時間，而且生動、直觀、動態(tài)地展示各種表面技術的原理、工藝流程等，化抽象知識為具體知識。我們在教學媒體現(xiàn)代化建設中堅持走立體化建設之路，形成以教材、電子教案、多媒體CAI課件及網(wǎng)絡學習系統(tǒng)為一體的立體化教學體系，為課程的教學提供了內容豐富、高質量的教學媒體資源。除PPT外，還利用動畫、視頻等進行輔助教學。如我們依靠自身力量開發(fā)了等離子噴涂法原理、電弧噴涂原理、化學氣相沉積、粉末火焰噴涂、離子束沉積、真空鍍膜、金屬蒸鍍等25套動畫模擬示意圖，這些輔助教學手段生動、直觀、動態(tài)地展示了各種技術的原理、工藝流程，化抽象知識為具體知識，極大地激發(fā)了學生的學習熱情。2011年，教學團隊建立了《表面改性技術》課程網(wǎng)站，并已將教學大綱、實驗教學大綱、實驗指導書、英文教材、教學課件、教學錄像、視頻、動畫等資料上傳至網(wǎng)站供學生參考，網(wǎng)站還開辟有“答疑園地”欄目，團隊的全體教師通過這一欄目答疑、批改作業(yè)、安排和指導實驗。經(jīng)運行使用，學生普遍反映良好。另外，從2004年開始，我們致力于英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》的編寫及雙語課件的開發(fā)，并適時地開展了雙語教學，形成了自己的特色。

2．5設置實驗環(huán)節(jié)，提高能力培養(yǎng)

《表面改性技術》課程涉及的表面處理工藝種類多，主要有熱滲鍍技術、熱噴涂技術、堆焊技術、化學轉化膜技術、氣相沉積技術、“三束改性”等。每一種表面技術都有其特點，而且相互獨立。根據(jù)我院實驗室的條件，我們開設了熱噴涂、熱噴涂涂層性能表征、等離子化學氣相沉積DLC膜、等離子化學氣相沉積DLC膜的表征、離子注入改性等實驗，力求做到使學生對相關工藝與設備有深入了解，并能進行操作，為今后從事相關工作打下良好基礎?？傊?，經(jīng)過長期不斷的教學改革和實踐，《表面改性技術》課程教學安排更趨合理，內容不斷深化，學生學習興趣濃厚，能夠將課堂上所學理論知識應用到科研與生產(chǎn)實際中，學生的動手能力及創(chuàng)新意識明顯提高，教學效果顯著。

3教材建設

本課程是重要的技術基礎課，又是培養(yǎng)發(fā)展創(chuàng)新能力的一門舉足輕重的課程，是材料科學與工程專業(yè)學生進行綜合工程素質教育和現(xiàn)代技術教育的重要陣地。結合煤礦機械行業(yè)背景及材料專業(yè)特點，教學團隊編著并出版了教材《材料表面工程技術》，編印了英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》以及實驗教材《材料改性實驗》，同時自編課程講義和教案。目前，《材料表面工程技術》作為高等教育(礦業(yè))“十二五”規(guī)劃教材已編寫完成，并將于近期出版。此外，我們對教材內容在以下方面進行了調整。

(1)著重介紹每章要點，便于學生預習和復習。注意和后續(xù)課程教學內容的分工、銜接和配合。增加英文專業(yè)名詞，為今后學習外文資料奠定基礎。

(2)部分章節(jié)設立課堂討論環(huán)節(jié)，列舉大量實例，增加與學生的互動，便于學生理解掌握知識點。例如:對掘進機、采煤機中的礦用截齒，在使用過程中承受高的壓應力、剪切應力、沖擊載荷以及溫度變化，因而極易磨損。通常采用熱噴涂、等離子熔覆、激光熔覆、堆焊耐磨焊條、等離子束表面冶金、釬焊－熱處理一體化等表面改性技術提高其耐磨性。對煤礦綜采工作面的液壓支架而言，由于礦井特殊的環(huán)境，因而對支架立柱、千斤頂表面、油缸、活塞等產(chǎn)生強烈的腐蝕，最終導致支架失效。常采用的表面處理技術有:化學熱處理，如滲鋁、滲鉻、滲硼、硼鋁共滲等，電鍍鋅、銅、鉻、鎳，化學鍍鎳、磷化，堆焊以及熱噴涂鋅鋁合金層等。對于煤礦罐道，一般采用普通碳鋼制造，其傳統(tǒng)的表面處理方法包括:涂料防腐、熱浸鍍鋅、熱噴涂鋅+涂料防腐等。

(3)針對近幾年發(fā)展起來的新的煤礦機械表面處理技術如達克羅表面處理、Q－P－Q鹽浴復合處理技術，陰極氧化法等進行簡明扼要地講解，以擴大學生的知識面。

4教學管理

為保證材料表面工程技術課程的教學質量，我們在教學管理上采取了以下幾點措施:

(1)集中討論本課程教學體系、教學內容等改革方案;

(2)根據(jù)各位教師的特點和專業(yè)，合理分工;

(3)每學期組織一次課程建設教學隊伍成員及前、后繼課相關教師的座談會，討論相互知識的銜接及如何在教學中融合表面改性技術的前沿知識，對教學內容加以整合、優(yōu)化;

(4)每學期進行一次學生座談，了解教、學情況，對存在問題加以改進，以提高教學質量;

(5)每學期組織2～3次課程教學成員教學經(jīng)驗交流會，以改進教學方法和調整、優(yōu)化教學內容;

(6)注重教學資料的收集和管理。各成員可通過多種渠道收集其它院校相關專業(yè)的有關資料，并進行分析研究與整理，逐步建立完善的表面改性技術教學資料.

作者：強穎懷 陳輝 趙宇龍 顧永琴 沈承金 單位：中國礦業(yè)大學材料科學與工程學院