淺談《金屬材料與熱處理》教學

《金屬材料與熱處理》是技工學校機械類專業(yè)一門必修的專業(yè)基礎課，與后繼的加工工藝學和生產(chǎn)實習課緊密聯(lián)系，實用性強。但是，該課程內(nèi)容涉及到金屬學、材料學、物理學、化學及熱處理工藝等方面的知識，概念多而且抽象繁雜，理論性、系統(tǒng)性強。從目前技工學校的學生生源來看，大多數(shù)是初中畢業(yè)生，抽象思維還不夠發(fā)達，既習慣于初中階段機械記憶的學習方法又缺乏與該課程相關的機械知識，而且常規(guī)的理論教學與實驗實習課教學完全脫節(jié)，這樣學起來更枯燥無味，難以理解。面對這樣的現(xiàn)狀，如何上好《金屬材料與熱處理》課程，化難為易，化抽象為具體，引發(fā)學生的學習興趣，提高教學效果，對廣大教師提出了更高的要求。筆者根據(jù)自己的經(jīng)驗，就此談談幾點教學體會。

一、利用緒論課，激發(fā)學生的學習興趣

《金屬材料與熱處理》這門課程一般安排在第一年學習，而學生在過去的幾年中主要是學習數(shù)、理、化等基礎課。對于技工生這些初中階段的差生而言，數(shù)、理、化的學習在他們的心理已經(jīng)出現(xiàn)了排斥，這時轉為學習專業(yè)課，他們會產(chǎn)生一種新鮮感，如果能抓住時機，激發(fā)學生的學習興趣，將會起到事半功倍的效果。

課程一開始，學生對新教師、新課本存在好奇心和探究心理，迫切想了解課程的內(nèi)容和它的實用價值，這是一種潛在的學習興趣，是驅動力，教師應善于抓住這種好奇心，用精彩的導入來引發(fā)學生的學習興趣，為新課的教學奠定良好的基礎。在講授緒論課時，筆者采用了一些大家感興趣的故事性例子，使原本枯燥的理論變得生動起來。例如，在講述金屬材料的使用歷史時，介紹世界上最負盛名的青銅器:殷墟王陵區(qū)出土的司母戊大鼎。它造型龐大雄渾，紋飾精美細膩，鑄法先進，青銅器配方科學，令當今的冶金專家也為之嘆服。從而告訴學生我國是世界上最早生產(chǎn)鑄鐵的國家，比歐洲早1000年。又如，在講述金屬材料的熱處理時，告訴學生，我國在漢朝時熱處理技術就達到相當高的水平，有“水與火合為淬”、“清水淬其鋒”之說，并適時地穿插歷史故事“干將莫邪煉劍”，然后簡單地介紹由于歷史原因，發(fā)展至今我國在材料開發(fā)、熱處理新技術研究方面反而比其他發(fā)達國家落后，鼓勵大家要刻苦學習，趕超世界先進水平。待學生的情緒高漲時，不失時機地引入課程教學內(nèi)容、教學任務和要求，交代學習方法，尤其要結合實際，講清課程的重要性及要求達到的目的，從而激發(fā)學生對該課程的學習興趣，端正學習態(tài)度。

二、應用形象的實例，幫助對抽象概念的理解

為使學生正確理解概念，最好能將抽象的概念與直觀的現(xiàn)象結合起來進行教學。在講解鋼與鑄鐵的區(qū)別時，筆者的做法是先用兩根已拉斷的低碳鋼和鑄鐵試件，分別向地上拋去，結果前者聲音清脆悅耳，余音繚繞，后者聲音沉悶，幾乎無余音。筆者接著向學生提問其原因，在學生回答不出、想知又不知的情況下，筆者以石墨的存在為線索，從直觀聲音區(qū)別，引申到斷面色澤、晶粒大小的區(qū)別，最后指出鑄鐵結構可視為在鋼的組織基體上分布著割裂的石墨，所以兩者性能不同。

有些概念、理論也可以通過形象的、個體化的教學語言來進行描述。這樣，既活躍了課堂氣氛，也吸引了學生的興趣。在解釋金屬材料拉伸過程中產(chǎn)生的“屈服現(xiàn)象”時，筆者引用了牛犁地的例子:農(nóng)民趕牛犁地，牛不肯走，農(nóng)民打它一鞭子，牛走一下，多打幾鞭，它多走幾步，不打就不走，農(nóng)民一氣之下狠狠地抽打，這時牛“屈服”了，不打它也乖乖地走，把地犁完。這一比喻，使學生豁然開朗，很容易地理解了“屈服現(xiàn)象”，即當外加載荷增加到Fs時，載荷不增加拉伸試樣仍繼續(xù)伸長的現(xiàn)象。在講解馬氏體的形成和性能時，筆者用學生擠公共汽車時的情景做現(xiàn)象的描述:如果公共汽車上有40個座位，上去40個人正好坐滿，即達到“飽和”，若超過40個人，比如有80個人都擠到車上，就造成了“過飽和”。如果把一排排規(guī)則排列的座位看成是α-Fe的晶格，把學生看成是碳原子，那么就形成了碳在α-Fe中的過飽和固溶體——“馬氏體”。由于汽車上的人太多，密度過大，一個個被擠得歪歪扭扭造成了一種“畸變”現(xiàn)象，很難再擠上更多的人。由此，可以想象馬氏體的性能也是硬度很高、塑像很差的。

三、運用生產(chǎn)實踐，引導理論學習

將理論知識與生產(chǎn)實踐相結合，不僅可以提高學生的學習興趣，還可以啟發(fā)學生善于動腦，并學會一些簡單的分析。

在講解金屬材料的力—伸長曲線時，只靠一張掛圖是很難講清低碳鋼受力變形的過程。如果條件允許，可以讓學生通過做試驗，親眼看看低碳鋼在實驗過程中呈現(xiàn)的四個階段:彈性變形階段、屈服階段、強化階段、縮頸階段，同時從中也能清楚地了解到金屬材料的屈服強度、抗拉強度等性能指標是如何進行定義的。

在講解熱處理淬火和回火的目的時，筆者列舉了在車工實習中磨削車刀的現(xiàn)象，使學生懂得磨削車刀時不斷地冷卻是為了防止車刀在磨削時因溫度過高而回火，從而使車刀的硬度下降。

四、引入多媒體，更新教學手段

多媒體教學能使一些在傳統(tǒng)教學手段下很難表達的教學內(nèi)容或無法觀察到的現(xiàn)象能形象、生動、直觀地顯示出來，從而加深學生對問題的理解，提高其學習積極性。

該課程的特點是教學內(nèi)容與實際應用結合得較為緊密，所以，在講授過程中應多聯(lián)系實際，但在課程講授以前，學生對生產(chǎn)工藝和設備了解較少，課堂上僅靠教師的描述，他們是很難理解的。為了彌補學生專業(yè)知識的不足，可利用多媒體軟件編輯一些生產(chǎn)方面的錄像資料，如金相檢驗過程、硬度測試、熱處理工藝流程、熱處理設備等內(nèi)容。在講授過程中，涉及到實際應用時，及時播放，加深學生的感性認識。

五、善于歸納總結，加深記憶

總結是對知識的進一步深化，是加深學生記憶的有效辦法。對于一些分散、難以理解的內(nèi)容，教師可以在總結中對教學內(nèi)容進行分析、整理、系統(tǒng)地進行歸納，幫助學生理清思路，增強記憶。

例如，各種金屬材料的牌號、性能、用途等內(nèi)容都分散在各章節(jié)。特別是各種材料的牌號容易混淆，學完以后，學生會感覺內(nèi)容雜亂，難以接受。對此，教師可以對以上內(nèi)容進行總結，并采用列表的方式，將各種金屬材料從牌號、性能、用途等幾個方面進行歸納，比較它們的異同，使學生一目了然，輕松掌握，以便正確、合理地選材。又如，熱處理的退火、正火、淬火、回火、表面熱處理等內(nèi)容學完后，可以將這些內(nèi)容放在一起，從工藝、目的、組織、性能、作用等方面給學生做一個全面的比較和總結，使所學的知識更加系統(tǒng)化、條理化。

教學實踐證明，在《金屬材料與熱處理》的教學中，教師若能結合學科特點，應用形象直觀的方法，通俗有趣的講解，提高學生的學習興趣，則可收到良好的教學效果。

(作者單位:廣東省粵東高級技工學校)