金屬工藝學的教學多樣化探究

襄陽汽車職業技術學院 王俊雄

1 利用實物、模型、實驗教學

各種不同的金屬，其性能相差很大，比如鐵絲和鋼絲，它們一個柔軟而另一個堅硬。其根本原因在于物質的化學成分、內部結構的差異所決定。微小的含碳量的區別導致了鐵絲和鋼絲在力學性能上的不同。

所有金屬在固態下都是晶體，而有些非金屬物質在固態下是非晶體。怎樣才能使學生們在課堂上理解晶體和非晶體的區別，課堂上老師向同學們展示出晶體與非晶體百寶箱：石英、云母、明礬、食鹽、糖、味精；玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等，請同學們一一加以區分，并要求同學們說出理由。讓學生在學到實實在在知識的同時，提高和豐富他們的觀察能力及語言表達能力，可謂一舉多得。

教材中，鐵碳合金組織這一章敘述較為抽象，“組元”及“相”的概念更讓學生難以理解。筆者在這一章的教學中帶上糖、開水，現場做成幾種不同濃度的糖開水溶液，通過簡單的實驗告訴學生們溶液的溶質含量會隨條件而發生變化，最終會飽和形成飽和溶液，是單相物質。-Fe和-Fe兩種晶格對碳原子的溶解能力不同且隨溫度的變化而變化，-Fe和-Fe兩種晶格中分別溶入了碳原子就成了鐵素體F和奧氏體A，它們的溶碳能力不同，性能就有差異。而-Fe的溶碳能力大于-Fe，則奧氏體的強度高于鐵素體，通過上述介紹為今后講解鐵碳合金各種組織的性能及鐵碳合金平衡相圖打下了良好的基礎。

教師上課時應該針對學生的狀況靈活地使課堂內容貼近學生的生活和經驗，吸引學生的注意力，進一步激發學生學習更深層次的求知欲和學習動機，實驗教學就是貼近學生生活和經驗的一種教學方法。

2 動手制作模型，分組討論研究

金屬的晶格類型是指金屬中原子排列的規律。如果把金屬原子看做一個直徑一定的小球，這樣就形成了一個能反映原子排列規律的空間格架，即晶格。晶格是由許多形狀、大小相同的晶胞重復堆積而成。筆者在教學中買來幾十個乒乓球，分到各個組，學生們自己動手粘貼金屬的3種典型晶格類型的晶胞。學生們做出來的晶胞模型生動、活潑、形象，學生們對這一部分知識理解透、記得牢、不會忘。學生清晰的思路，并明白了物質內部的結構對金屬材料性能的影響，具有非常重要的意義。

硬度是金屬材料的力學性能之一，是指金屬材料抵抗局部變形特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。硬度越高，材料的耐磨性越好。有些好奇心強的同學甚至會根據老師前面講過的布氏硬度與強度換算表查出它們的強度。

類似寓教于樂的教學形式還有很多，這樣在達到教學要求的同時，培養學生的團隊意識和互助意識。

3 利用社會資源延伸教學內容

熱處理是改善金屬材料使用性能和工藝性能的一種非常重要的工藝方法。淬火是熱處理工藝過程中最重要，也是最復雜的一種工藝。淬火常常是決定產品最終質量的關鍵。除了零件結構設計合理、淬火的加熱溫度適宜外，淬火的冷卻方式就需嚴密考慮和設計。憑借筆者在某公司擔任熱處理顧問的實踐經驗，課堂上向學生介紹并講解生產中幾種典型零件的熱處理淬火工藝：有單液淬火、雙液淬火，有分級淬火，還有下貝氏體的等溫淬火。通過具體的分析和比較強調淬火三要素：淬火加熱溫度、工件保溫時間及淬火冷卻方式。淬火加熱溫度主要取決于零件的材料和形狀，保溫時間主要由工件的尺寸來決定，而冷卻方式就決定了淬火的種類及最終得到的組織和性能。在前兩種因素確定的前提下冷卻方式復雜且難于操作。淬火種類再多，冷卻介質和冷卻方式雖然不同，但其基本原理是不變的。即為保證淬火質量，在得到馬氏體或下貝氏體的前提下，在C曲線的“鼻尖”處冷卻速度大于臨界冷卻速度，盡量減小內應力，減小變形和開裂的傾向，最終保證淬火質量。

課堂上注重學生觀察能力和分析能力的培養。在教學中充分考慮到學生在今后的學習或工作中要具備較高的職業素質和職業技能。面向社會，面向企業，學生學會查閱和應用技術資料，吸收別人的經驗和成果，是他們必須掌握的一項基本功。把學生培養成具有鉆研務實、創新精神的專業技能型人才。學生學到的不僅僅是單一的理論概念，更重要的是掌握一種學習方法，一種自我提升的能力。

教學效果的好壞，關鍵在于教師的教學過程及方法能否引起學生的共鳴，能否在教學過程中形成互動，使學生有飽滿的熱情投入到學習情景中去，變生硬死板的知識概念記憶成為通俗易懂的生活例子。利用日常具體事例，結合學生的學習情況，運用多種教學手段和方法，極大地提高學生的學習興趣，把抽象的概念演繹成簡單的容易掌握且貼近社會的知識，最終成為技能。這樣的教學效果需要教師在教學探索中不斷改進、完善。