材料表面工程技術(shù)煤礦機(jī)械論文

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1教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)

本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)主講教學(xué)工作的有5人，承擔(dān)輔助教學(xué)工作的有2人，所有教師均參與本課程的教材建設(shè)、教學(xué)改革、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)等工作。多年來(lái)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)努力加強(qiáng)梯隊(duì)建設(shè)，支持、鼓勵(lì)青年教師攻讀博士學(xué)位(有2人博士在讀)，并且針對(duì)青年教師在教學(xué)工作中存在的問(wèn)題，積極開(kāi)展教學(xué)研討，交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，幫助他們盡快提高教學(xué)、科研水平。目前，團(tuán)隊(duì)所有成員堅(jiān)持在教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、科研和教學(xué)改革四個(gè)層面全方位開(kāi)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(jié)合，已形成一支結(jié)構(gòu)合理、綜合素質(zhì)高、教學(xué)效果好、積極致力于教學(xué)改革的課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)。表1為教學(xué)隊(duì)伍的學(xué)歷結(jié)構(gòu)、職稱(chēng)結(jié)構(gòu)和年齡結(jié)構(gòu)。

2教學(xué)方法與手段

在長(zhǎng)期的《表面改性技術(shù)》教學(xué)過(guò)程中，我們一直致力于教學(xué)方法的改革，以求達(dá)到最佳的教學(xué)效果。當(dāng)今的本科教學(xué)強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育，其教學(xué)結(jié)構(gòu)是學(xué)教并重，即"主導(dǎo)－主體"教學(xué)模式。這種教學(xué)模式的核心在于既要發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用，又要充分體現(xiàn)學(xué)生的主體作用。據(jù)此，我們對(duì)《表面改性技術(shù)》課程教學(xué)方法及手段進(jìn)行了多方面的改革:

2．1采取“研究性教學(xué)和研究性學(xué)習(xí)”的教學(xué)方法

從研究問(wèn)題入手，將“原理－設(shè)備－工藝－工程”的知識(shí)構(gòu)建過(guò)程展現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)提出新的問(wèn)題，組織學(xué)生展開(kāi)思考和研討，引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)知識(shí)與煤礦設(shè)備工程實(shí)際緊密結(jié)合，變單向傳輸式教學(xué)為雙向互動(dòng)式教學(xué)，變以強(qiáng)調(diào)理論內(nèi)容為主的灌輸式講授為探究理論研究過(guò)程為主的引導(dǎo)式講授，實(shí)現(xiàn)真正意義上的“雙主”教學(xué)。

2．2積極組織學(xué)生開(kāi)展研討活動(dòng)

例如在學(xué)習(xí)有關(guān)熱噴涂的內(nèi)容時(shí)，以井下帶式輸送機(jī)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(xué)生進(jìn)行討論，幫助、引導(dǎo)學(xué)生從材料的選擇、涂層的結(jié)構(gòu)以及噴涂工藝流程、實(shí)施過(guò)程等各個(gè)方面進(jìn)行考慮、分析，并提出解決的方法。這樣，通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)，不僅可以鞏固所學(xué)知識(shí)，而且可以幫助學(xué)生學(xué)會(huì)從多方位、多角度去思考問(wèn)題，去了解煤礦機(jī)械的使用情況，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2．3理論結(jié)合實(shí)際，加強(qiáng)校外實(shí)踐基地建設(shè)

《表面改性技術(shù)》課程是一門(mén)理論性與實(shí)踐性相結(jié)合的課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中往往對(duì)煤礦機(jī)械表面處理工藝的理解不深入。為此，我們通過(guò)學(xué)生參加實(shí)踐，組織現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，把理論與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，極大地提高了教學(xué)效果。例如，我們?cè)诮K中礦大正表面工程技術(shù)有限公司以及鄭州煤礦機(jī)械集團(tuán)股份有限公司建立了校外實(shí)踐基地，從而使學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)常態(tài)化。江蘇中礦大正表面工程技術(shù)有限公司是國(guó)內(nèi)表面工程領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，主要從事鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)效防腐涂裝、纜索涂裝工程、電廠特種表面處理、機(jī)械零件表面修復(fù)等，是國(guó)內(nèi)熱噴涂領(lǐng)域首家通過(guò)ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證的企業(yè)。鄭州煤礦機(jī)械集團(tuán)股份有限公司是中國(guó)領(lǐng)先的煤炭綜采綜掘設(shè)備制造商，是國(guó)內(nèi)最大的液壓支架制造商。企業(yè)被科學(xué)技術(shù)部、國(guó)務(wù)院國(guó)資委和中華全國(guó)總工會(huì)授予“國(guó)家創(chuàng)新型企業(yè)”稱(chēng)號(hào)，同時(shí)被國(guó)家五部委共同認(rèn)定為國(guó)家級(jí)的企業(yè)技術(shù)中心。

2．4利用多媒體技術(shù)、結(jié)合英文教材，開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)

采用現(xiàn)代化教學(xué)手段可以節(jié)省時(shí)間，而且生動(dòng)、直觀、動(dòng)態(tài)地展示各種表面技術(shù)的原理、工藝流程等，化抽象知識(shí)為具體知識(shí)。我們?cè)诮虒W(xué)媒體現(xiàn)代化建設(shè)中堅(jiān)持走立體化建設(shè)之路，形成以教材、電子教案、多媒體CAI課件及網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)為一體的立體化教學(xué)體系，為課程的教學(xué)提供了內(nèi)容豐富、高質(zhì)量的教學(xué)媒體資源。除PPT外，還利用動(dòng)畫(huà)、視頻等進(jìn)行輔助教學(xué)。如我們依靠自身力量開(kāi)發(fā)了等離子噴涂法原理、電弧噴涂原理、化學(xué)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(dòng)畫(huà)模擬示意圖，這些輔助教學(xué)手段生動(dòng)、直觀、動(dòng)態(tài)地展示了各種技術(shù)的原理、工藝流程，化抽象知識(shí)為具體知識(shí)，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。2011年，教學(xué)團(tuán)隊(duì)建立了《表面改性技術(shù)》課程網(wǎng)站，并已將教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、英文教材、教學(xué)課件、教學(xué)錄像、視頻、動(dòng)畫(huà)等資料上傳至網(wǎng)站供學(xué)生參考，網(wǎng)站還開(kāi)辟有“答疑園地”欄目，團(tuán)隊(duì)的全體教師通過(guò)這一欄目答疑、批改作業(yè)、安排和指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。經(jīng)運(yùn)行使用，學(xué)生普遍反映良好。另外，從2004年開(kāi)始，我們致力于英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》的編寫(xiě)及雙語(yǔ)課件的開(kāi)發(fā)，并適時(shí)地開(kāi)展了雙語(yǔ)教學(xué)，形成了自己的特色。

2．5設(shè)置實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，提高能力培養(yǎng)

《表面改性技術(shù)》課程涉及的表面處理工藝種類(lèi)多，主要有熱滲鍍技術(shù)、熱噴涂技術(shù)、堆焊技術(shù)、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)、氣相沉積技術(shù)、“三束改性”等。每一種表面技術(shù)都有其特點(diǎn)，而且相互獨(dú)立。根據(jù)我院實(shí)驗(yàn)室的條件，我們開(kāi)設(shè)了熱噴涂、熱噴涂涂層性能表征、等離子化學(xué)氣相沉積DLC膜、等離子化學(xué)氣相沉積DLC膜的表征、離子注入改性等實(shí)驗(yàn)，力求做到使學(xué)生對(duì)相關(guān)工藝與設(shè)備有深入了解，并能進(jìn)行操作，為今后從事相關(guān)工作打下良好基礎(chǔ)?？傊?，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不斷的教學(xué)改革和實(shí)踐，《表面改性技術(shù)》課程教學(xué)安排更趨合理，內(nèi)容不斷深化，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚，能夠?qū)⒄n堂上所學(xué)理論知識(shí)應(yīng)用到科研與生產(chǎn)實(shí)際中，學(xué)生的動(dòng)手能力及創(chuàng)新意識(shí)明顯提高，教學(xué)效果顯著。

3教材建設(shè)

本課程是重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，又是培養(yǎng)發(fā)展創(chuàng)新能力的一門(mén)舉足輕重的課程，是材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行綜合工程素質(zhì)教育和現(xiàn)代技術(shù)教育的重要陣地。結(jié)合煤礦機(jī)械行業(yè)背景及材料專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)編著并出版了教材《材料表面工程技術(shù)》，編印了英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》以及實(shí)驗(yàn)教材《材料改性實(shí)驗(yàn)》，同時(shí)自編課程講義和教案。目前，《材料表面工程技術(shù)》作為高等教育(礦業(yè))“十二五”規(guī)劃教材已編寫(xiě)完成，并將于近期出版。此外，我們對(duì)教材內(nèi)容在以下方面進(jìn)行了調(diào)整。

(1)著重介紹每章要點(diǎn)，便于學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。注意和后續(xù)課程教學(xué)內(nèi)容的分工、銜接和配合。增加英文專(zhuān)業(yè)名詞，為今后學(xué)習(xí)外文資料奠定基礎(chǔ)。

(2)部分章節(jié)設(shè)立課堂討論環(huán)節(jié)，列舉大量實(shí)例，增加與學(xué)生的互動(dòng)，便于學(xué)生理解掌握知識(shí)點(diǎn)。例如:對(duì)掘進(jìn)機(jī)、采煤機(jī)中的礦用截齒，在使用過(guò)程中承受高的壓應(yīng)力、剪切應(yīng)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(shù)提高其耐磨性。對(duì)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(duì)支架立柱、千斤頂表面、油缸、活塞等產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕，最終導(dǎo)致支架失效。常采用的表面處理技術(shù)有:化學(xué)熱處理，如滲鋁、滲鉻、滲硼、硼鋁共滲等，電鍍鋅、銅、鉻、鎳，化學(xué)鍍鎳、磷化，堆焊以及熱噴涂鋅鋁合金層等。對(duì)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(duì)近幾年發(fā)展起來(lái)的新的煤礦機(jī)械表面處理技術(shù)如達(dá)克羅表面處理、Q－P－Q鹽浴復(fù)合處理技術(shù)，陰極氧化法等進(jìn)行簡(jiǎn)明扼要地講解，以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。

4教學(xué)管理

為保證材料表面工程技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量，我們?cè)诮虒W(xué)管理上采取了以下幾點(diǎn)措施:

(1)集中討論本課程教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容等改革方案;

(2)根據(jù)各位教師的特點(diǎn)和專(zhuān)業(yè)，合理分工;

(3)每學(xué)期組織一次課程建設(shè)教學(xué)隊(duì)伍成員及前、后繼課相關(guān)教師的座談會(huì)，討論相互知識(shí)的銜接及如何在教學(xué)中融合表面改性技術(shù)的前沿知識(shí)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容加以整合、優(yōu)化;

(4)每學(xué)期進(jìn)行一次學(xué)生座談，了解教、學(xué)情況，對(duì)存在問(wèn)題加以改進(jìn)，以提高教學(xué)質(zhì)量;

(5)每學(xué)期組織2～3次課程教學(xué)成員教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)，以改進(jìn)教學(xué)方法和調(diào)整、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容;

(6)注重教學(xué)資料的收集和管理。各成員可通過(guò)多種渠道收集其它院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的有關(guān)資料，并進(jìn)行分析研究與整理，逐步建立完善的表面改性技術(shù)教學(xué)資料.

作者：強(qiáng)穎懷 陳輝 趙宇龍 顧永琴 沈承金 單位：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院