自2012年首届“全国大学生金相技能大赛” 在北京科技大学举办以来,到现在已成功举办了9届。通过实验技能的比拼和竞争,同学们提高了金相的相关操作技能,深化了专业知识,在竞争中提高水平,加强了实践动手的能力,也提高了学生实践探索的自信。对推动人才培养模式改革和促进校级交流方面发挥了重大的作用。全国大学生金相技能大赛在全国工科高校材料专业领域引起强烈反响,参赛学校越来越多,如火如荼越来越热烈。重庆理工大学程里老师组织训练带队参赛,用手中的相机记录了大赛发展壮大的全过程。


               


从历史中走来
(2012 年首届全国大学生金相技能大赛)

首届全国大学生金相技能大赛在北京科技大学与清华大学的积极倡导下,经高等学校实验室工作研究会批准,由全国高校材料学科实验教学研究会、北京科技大学、清华大学承办,中国腐蚀与防护学会、中国体视学学会协办,于2012年12月5日至7日在北京科技大学举行。

1. 开幕式

2012年12月6日上午9时,首届全国大学生金相技能大赛开幕式在北京科技大学逸夫报告厅隆重举行。来自清华大学、中南大学、上海交通大学等23所参赛高校的50名老师,70余名选手参加了开幕式。

开幕式由北京科技大学材料学院副院长孙建林主持。教育部高等教育司实验室处长李平、北京科技大学党委书记罗维东、国家级实验教学示范中心联席会秘书长王兴邦、北京科技大学校长助理黄伟九、全国高校材料学科实验教学研究会理事长潘伟、全国高校材料学科实验教学研究会秘书长龚江宏先后致辞。



图1 首届全国大学生金相技能大赛开幕式会场

李平、罗维东、王兴邦和潘伟共同手扶光球,随着光球慢慢点亮, “全国大学生金相技能大赛”蓝色眩光字样映射在大厅的墙上和顶上,大赛正式开幕。


图2 光球点亮,大赛正式开幕

比赛时间为3天,分为初赛和决赛两个阶段,其间还穿插了实验室建设和实验教学工作研讨会以及讲座和、设备展示等内容。

2. 比  赛

比赛赛场位于北京科技大学材料科学与工程学院实验测试中心二楼金相制备实验室和实验中心多媒体金相互动教室。选手分A、B两组先后前往北京科技大学材料学院实验中心参加预赛;每一组比赛进行时,另一组则参观清华大学校园及实验室。


图3 赛场外景

本次金相技能大赛分为初赛、复赛两场比赛,每场分组进行。每组从制样开始到结束,限时1小时。制备过程中丢失试样者自行淘汰。比赛流程为:(1) 选手记录表上签到,领取编号卡佩戴胸前,进入多媒体教室。测试自身编号所对应显微镜是否正常 (灯泡是否发光,升降台是否滑扣等)。抽取样品,并用记号笔标记编号于试样上。(2) 参赛者进入制备室,选择手磨干砂纸一套,对应编号玻璃板,开始制样。(3) 进入抛光室,对应编号进行水磨和抛光。每2人使用一个水磨砂盘和抛盘。实验室提供抛光膏。(4) 回多媒体教室进行观察和选区。若发现样品制备不理想,可返回继续制样。(5) 参赛者结束样品制备后,将样品置于显微镜载物台上,选区不动 (评委第一观察区即是此选区),举手示意比赛结束,工作人员计时并将时间记录与选手编号卡和记录表上。(6) 评委将已完成比赛者的金相组织图切换至大屏幕上,综合评分,成绩登于选手记录表上。

初赛样品为退火态低碳钢。参赛选手领取样品,按自己所属编号坐在显微镜前,听指导老师宣布比赛规则,调试显微镜。由于初赛有提前交样有加分的规定,同学为了节省时间,竟然跑了起来,甚至有跌倒者。最快完成样品制备的同学仅用了不到20分钟。然而,决定成绩最重要的还是样品质量。使用显微镜检查样品后,同学们很多又继续返回到样品制做工作中以争取更高的样品质量。对自己样品感到满意的同学们开始陆续提交作品,最快提交的大约用了35分钟,大部分同学在40 ~ 50分钟期间提交了作品。

总体上看,大部分参赛同学的表现都不错,其中有些同学的作品相当出色,反映了各高校优良的教学质量及实验室教学建设的高水平。但也有少数同学也许是因为紧张或是心急,出现了不应有的低级失误,组织完全看不清。


图4 老师宣布比赛规则

复赛样品为退火态高碳钢,取消了时间少者加分的规定。经过初赛淘汰部分选手后,进入复赛的选手水平更高了,再就是初赛的磨练积累了经验,更加气定神闲地制样了。比赛的时候,环境非常宽松,各种干砂纸水砂纸,应有尽有,不够还可自取,学生所用机器自己找,带队老师可以进入赛场拍照。学生做完将样交放在显微镜上,每组比赛完后,专家就在多媒体教室直接打开大屏幕,评价每个样品质量。


图5 赛前凝神定意


图6 赛场


图7 磨制试样


图8 抛光试样


图9 观察试样


图10 专家巡视赛场

同学们提交的样品由5位评委老师评分。评委老师认真公正,每个样品直到边缘都仔细观察,为了某样品中的假相问题对得分的影响,持宽容意见的评委老师和非常严格的评委老师甚至发生了争论。


图11 评委评分

比赛间隙,组织同学参观清华大学校园和实验室。

3. 新设备展示

在实验中心北科大-奥林巴斯共建实验室内看到了奥林巴斯光学数码显微镜 DSX500以及蔡司-科研级正置智能数字材料显微镜Axio Imager A2的金相研究演示,还有南京江南永新光学有限公司的江南体式显微镜和金相显微镜。


图12 奥林巴斯光学数码显微镜DSX500的金相研究演示

4. 实验室建设和实验教学工作研讨会

研讨会在古色古香材料学院办公楼召开,30多位带队老师参加。本来的主题是实验室建设和实验教学工作,但会议一开始大家的注意力都不约而同地转到了金相大赛上,围绕大赛有没有意义,是否办下去、怎样办等问题展开了讨论。

中南大学材料学院潘清林副院长谈到现状:高校科研前沿和先进性,已经脱开了相变层面,但也存在一些问题:金相显得不那么重要,教学差了3个环节,方法而已,裂纹分析比不上电镜,做的较多,理解不深。国防科技大学材料学院白书欣主任提到已经没有多少学校开设《金相学》课程,与实际相去甚远,分析全然不会,无法对企业指导。

老师们共同感受到了参赛学生选手的热情和投入,认为金相大赛深化了专业知识,加强了实践动手的能力,更提高了大家研究材料知识的热情和实践探索的自信,提高材料学科大学生的实验动手能力,营造了自由、实践、创新的学习氛围。大家认为以这次比赛为契机,借东风,把金相普及开来才是最重要的。


图13 实验教学工作研讨会

5. 学术讲座

12月7号下午2:00,北京教学名师杨平教授《金相史话》讲座在北科大材料学院实验中心301进行。杨老师临时将题目变成了《金相技术与金相学家》,他谦虚地解释说《金相史话》题目太大,非自己所能驾驭。杨老师的讲座以郭可信金相史话为蓝本,深入浅出,厚积薄发。平和谦逊,严谨正统,风趣幽默,待人接物,饶有古风,如沐春风,令人肃然起敬。讲座内容包括:(1) 金相概念和作用,广义与狭义金相;(2) 冶金发展与金相兴起; (3) 金相学发展与金相学家;(4) 现代组织表征与材料科学。

北京科技大学冶金与材料史研究由柯俊院士于20世纪50年代创始,是中国最早开展科学技术史研究的高校。杨平教授是国内现在科技史的最高水准了。笔者从事金相分析及热加工工艺评审30余年,其实对金相史的知识也比较支离破碎,杨老师的梳理给人耳目一新,有些历史照片的来源是科大教师千里迢迢从国外照回来的,受益匪浅。


图14 北京教学名师杨平教授学术讲座

6. 北京科技大学显微镜陈列室

北京科技大学实验室保留了几间“显微镜陈列室”,陈列着上世纪90年代、80年代、70年代、60年代等不同时期北京科技大学所使用过的显微镜,很多老显微镜仍能正常使用。最震撼的就是使用着原始镜架和皮腔等结构的古董显微镜了。




图15 显微镜陈列室展出的各种老式徕卡显微镜

陈列室墙上悬挂的则是北科大与国内各文物考古部门密切合作、对数千件金属文物与冶金遗物进行成分、组织分析以及对其制作技术和冶炼方法鉴定的照片。当年的老一辈院士们就是在用这些显微镜拍下的五十年代三道壕出土的西汉铁剑的金相组织照片,发现了马氏体组织,证明西汉时期淬火技术已经应用于兵器制作;西汉铁锛、铁钁、铁犁头中球状石墨组织中的发现,可锻铸铁已经应用于农具生产,为鉴别各种遗物的原料、成分、产地和制造工艺 提供了有力证据。

7. 闭幕式

在一段精彩的民乐四重奏《欢罄》之后,闭幕式开场视频从参赛选手签到、抽签、初赛、决赛等多方面回顾了本次大赛的点点滴滴。随后,大赛执委会总指挥孙建林教授讲话。孙教授对大赛期间评委的辛勤工作表示由衷的感谢,同时感谢参赛高校师生的认真准备和积极参与。

本次大赛共评选出一等奖18名。在随后的颁奖环节中,大赛评委会主席、北京科技大学材料学院材料系主任刘国权教授宣布获得一、二、三等奖及优胜奖名单。由孙建林教授,材料学院党委副书记、大赛执委会副总指挥李磊老师为三等奖获奖同学颁奖;由北京奥林巴斯赵新安部长,北京蔡司程锦秋副总经理为获得二等奖同学颁奖;由黄伟九教授为一等奖获奖同学颁奖;最后,党委副书记谢辉为获得优胜奖的高校颁奖。


图17 闭幕式


图18 颁奖仪式

闭幕式上,参赛高校老师、同学们一一话别,纷纷表示感谢北京科技大学热情、周到的主办工作。至此,为期三天的首届全国金相技能大赛圆满落幕。让我们共同期待下一届大赛的到来。

东南大学梅建平和晏井利接过举办2013年第2届金相技能大赛接力棒。


图19 东南大学接过举办2013年第2届金相技能大赛接力棒

8. 古朴典雅,美轮美奂

首届北京科技大学全国大学生金相技能大赛规格高,为今后的比赛定下了基调。

本届大赛本拟定在北京天气最好的10月举办,但由于钓鱼岛争端,比赛推迟到12月才举办。此时,八达岭上已经有了厚厚积雪。北京尽管冷了,风刮在脸上象刀割,但整个大赛在一种活泼、有序,热烈、隆重的氛围中进行。大赛办得美轮美奂,统一服装、胸牌,开幕式蓝色眩光光球,闭幕式街舞,古筝,民乐合奏,高雅的礼仪小姐。深厚底蕴和厚重感无法复制,比赛、讲座、研讨安排合理,时间紧凑,为今后的比赛开了个好头。比赛环境比较宽松。承办单位为每个参赛学校都配了个志愿者。北京亚运和奥运有传承,志愿者工作非常复杂、琐碎。他们热心、热情外,礼仪接待,参观讲解校园,会务服务,应急服务,联络,接待,默默无闻,是努力工作的无名英雄。负责对口接待我校参赛师生的志愿者,是一名叫李姝蘅的材料专业本科2年级女同学,从我们在重庆登机开始,就一直电话联系着,指引我们如何到学校,并在学校门口迎接我们,带我们参观校园,了解路线,并带学生熟悉赛场,她说她是因为喜欢材料科学而选择就读材料专业,毕业后准备去国外继续深造,在比赛期间,一直发短信通知我们比赛注意事项,并发布赛后成绩,非常感激,可惜忘了和她一块合个影留念。


图20 北京科技大学校园


图21 奥运游泳预赛的游泳馆


图22 德国锻协赠送的纪念锤头

北科大历史厚重,也显现着现代的气息。古朴高雅的苏式建筑与现代建筑协调,举办过奥运游泳预赛的游泳馆现在是学生的生活和活动中心;德国锻协给七大洲各赠送的一把纪念锤头,给亚洲的放在了中国,中国锻造协会又将锤头放在了北科大,锤头形状仿中国古代打铁手锤,看到锤的柄孔中的那棵小树了吗?德国专家说50年后就成了名副其实的锤柄了。

全国当时仅有的多媒体金相实验室直接给学生用,后来比赛都绝无仅有的。比赛考验了同学们的动手能力,为同学们提供一个互相交流和学习的平台。同学们在比赛之余还能够参观到材料学科的先进实验设备,了解到北科大在材料领域的深厚底蕴,了解材料发展的历史,极大地激发了同学们学习热情。