淺談熱處理原理及工藝課程的教學策略

段園培 張海濤 李傳瑞 劉明朗

摘 要 熱處理原理及工藝是材料成型及控制工程專業一門重要的專業基礎課。為了提高學生的求知欲與學習效益，可以以“趣”為主線，對教學內容進行改革，采用多媒體教學、啟發式與討論式教學方法及強化實踐教學等方式。

關鍵詞 熱處理；多媒體教學；啟發式教學方法

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X（2013）03-0112-02

Discussion on Teaching Strategy of Course of Principle and Process of Heat-treatment//Duan Yuanpei， Zhang Haitao， Li Chuanrui， Liu Minglang

Abstract Principle and Process of Heat-treatment is an important professional basic course for the specialty of material forming and control engineering. In order to improve the thirst for knowledge and learning effect of students， the “fun” was using as the main line and the teaching contents were innovated. Multimedia teaching， heuristic， discussion teaching method and strengthening practice teaching mode were also used in the teaching process.

Key words heat-treatment； multimedia teaching； heuristic teaching method

熱處理原理及工藝課程是安徽工程大學材料成型及控制工程專業一門重要的專業基礎課，教學內容分為熱處理原理和熱處理工藝兩部分。其中，熱處理原理介紹奧氏體轉變、馬氏體轉變等鋼在加熱及冷卻過程中發生的組織及性能轉變規律；熱處理工藝介紹退火、正火等熱處理方法。通過對這門課的學習，可以讓學生在掌握熱處理原理的基礎上合理地制訂熱處理工藝路線。

從教學內容上看，熱處理原理部分理論性強，內容抽象，熱處理工藝部分又與實際生產聯系緊密，如果不注意教學策略，學生在難于理解運用的同時就會覺得枯燥無味，很難產生學習興趣，教學效果也較差。然而，該課程的教學目標要求學生既要具備堅實的基礎理論知識，還要具備一定的分析解決實際問題的能力。那么，怎樣實現這一目標呢？針對教學內容的特點，筆者嘗試采用以下策略進行教學實踐，收到良好的教學效果。

1 以“趣”為主線

孔子說過：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”可見，“興趣”才是最好的老師。因此，在熱處理原理及工藝課程的教學過程中，可深入挖掘教材內容，通過舉例子講故事、從現象出發引導學生思考等方法，有目的地設計“興奮點”以激發學生興趣，培養學生的學習思考能力，以適當的案例啟發學生的思維，探究現象的本質，找出規律。

如在教學熱處理這章內容時，先設計些觀察思考題，例如：“兩段直徑為1 mm的鋼絲，同時放在酒精燈上加熱到赤紅色，而后一段放在水中冷卻，另一段在空氣中自然冷卻。當鋼絲完全冷卻后進行折彎，發現在水中冷卻的鋼絲很容易折斷，而放在空氣中冷卻的鋼絲不易斷裂，甚至可以卷成圓圈。加熱溫度相同，由于冷卻方式的不同導致同種材料性能的差異，為什么？”“敲擊學生金工實習作品小錘子的錘頭，一錘頭工作面出現凹凸不平，而另一個經熱處理的錘頭工作面仍然非常平整。兩鐵榔頭為同種材料所制，為何熱處理后工作面敲擊后仍平整如初？是什么原因導致錘頭性能的差異呢？”通過這些思考題的提出，好奇的學生就會把興趣轉移到熱處理課程枯燥、抽象的內容上。

2 教學內容改革

熱處理原理及工藝課程的教學內容包含熱處理原理和熱處理工藝兩部分：第一部分“熱處理原理”概念多，理論性強，內容抽象，且與材料科學基礎等基礎課程內容聯系密切；第二部分“熱處理工藝”部分與實際生產聯系緊密。第一部分內容是第二部分的理論基礎，而第二部分內容是第一部分的應用。因此在教學過程中，教師應抓住主線，突出重點，注重理論聯系實際，并且強化實驗教學環節。

隨著科學技術的迅速發展，熱處理領域新工藝、新理論不斷出現。因此，處理好傳統內容與現代內容的關系，適當壓縮、簡化經典內容，充實當前熱處理領域的最新研究成果。如增加激光熱處理、真空熱處理等現代化的熱處理方法等內容，使學生及時了解熱處理原理及工藝的最新研究和發展動態。

3 采用多媒體教學

與“一塊黑板、一支粉筆、一本教材、一張嘴”的傳統教學方式相比，多媒體教學的優勢在于其是圖、文、聲、像、動畫、視頻的有機結合體。在熱處理原理及工藝課程上的教學工作中，采用多媒體教學手段，可將抽象的概念轉化為圖文并茂的畫面，將復雜的工藝過程轉化為直觀的視頻，使學生能夠充分利用視覺和聽覺來獲取新知識，教學內容直觀易懂，課堂氣氛生動活潑，易于被學生理解。并且采用多媒體教學方式，節省了大量的粉筆板書時間，使教師能夠有更多精力對學生課堂進行管理和引導，提高了教學效率。

例如，對于與實踐聯系緊密的“鋼的熱處理工藝：淬火、正火、退火、回火等”內容，學生很難想象熱處理的工藝過程。采用多媒體教學方法，將熱處理工藝制作成為動畫或錄像放給學生觀看，使他們有身臨其境的感覺，對熱處理工藝過程有了直觀的了解，給課堂增添了更多趣味，極大地調動了學生的興趣，增強了學習效果。目前已連續幾屆采用自制的多媒體課件進行教學，受到學生的廣泛歡迎，增強了教學效果。

4 采用啟發式、討論式教學方法

熱處理原理及工藝課程知識系統性較強，且原理和工藝部分聯系緊密。因此，在教學過程中應注意有關概念之間的內部聯系，注重其本質特點的講解，從而進行它們異同的比較。并且，針對特定內容進行啟發誘導，激發學生的求知欲望，使學生不但活躍了思維，而且接受了新知識，鞏固了舊知識。但要想做好啟發教學，教師必須下功夫深入研究教材，通過多種途徑來調動學生學習的積極主動性，啟發學生進行獨立思考。

在每節課的教學過程中，教師不與學生進行互動，不僅使課堂氣氛沉重，學生失去學習興趣，而且教師也不了解學生對知識點的理解掌握程度。在教學過程中，可以采用課堂提問、組織討論等方式，與學生進行互動和交流。采用討論式教學方式不僅活躍課堂氣氛，調動學生學習的積極性，而且能培養學生獨立思考和積極思考的能力，實現教學質量的良好反饋。但要想組織好課堂討論，教師首先要針對具體內容設計討論主題，并且在討論過程中應注重引導學生聯系所學理論知識。

例如，對于零件的淬火熱處理工藝而言，淬火工藝的合理選擇有利于零件減少變形和開裂的傾向。因此，在“鋼的淬火熱處理工藝”這部分內容的講解過程中，可以進行分組討論，并且在討論過程中教師加以引導。這樣，大多數學生對淬火熱處理工藝有了更深的理解，針對具體零件可以正確選擇熱處理工藝路線。

5 強化實踐教學

熱處理原理及工藝課程的教學目標之一即讓學生靈活運用熱處理工藝來解決實際問題，那么怎樣提高學生理論與實際聯系的能力呢？實驗教學是解決這一問題很好的途徑，通過實驗教學環節，既可以培養學生理論聯系實際的思維方式，提高學生的實踐能力，反過來又可以促進理論教學效果的增強。

因此，為了培養學生理論聯系實際獨立解決問題的能力，在學時緊的情況下，仍安排實驗8學時，實驗學時占總課時的17%。并且，為了提高學生的積極主動性，將部分實驗由演示性實驗改為設計性實驗，由學生自己動手完成實驗的全過程。例如，鋼的淬透性測定實驗，原來為演示性實驗，即材料的熱處理過程由實驗教師完成，僅由學生進行硬度測試并繪制硬度隨深度變化曲線，確定硬化層深度，比較不同材料的淬透性。現在該實驗為綜合設計性實驗，學生根據給定材料的化學成分，根據學習的理論知識，首先合理制定淬火工藝路線，然后在實驗室獨立完成熱處理工藝操作，這一環節結束后再進行硬度測試、不同材料淬透性比較等過程。新方式能更好地調動學生學習的主動性，強化了學生對理論知識的理解。

另外，還可通過認識實習、生產實習等實踐教學環節來彌補學校教學條件的不足，讓學生走進企業，親身感受實際生產環境，體驗實際生產過程。并且在學生參觀過程中，經驗豐富的車間技術人員針對生產內容進行細致解說，引導學生把所學理論知識與實際生產過程進行結合，使學習的知識不斷深化，從而大大提高該課程的教學質量。

6 結論

在熱處理原理及工藝的教學中，應針對課程內容特點，通過以“趣”為主線，對教學內容進行改革，采用多媒體教學，啟發式、討論式教學方法及強化實踐教學等方式，以激發學生學習的積極性和主動性，使學生更好地理解知識、掌握知識、靈活運用知識。

參考文獻

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