《常用金屬材料的熱處理》實踐教學設計與思考

胡霞

【摘 要】 本文從新課改的理念出發，采用任務驅動對《常用金屬材料的熱處理》進行精心設計，提高學生課堂參與程度，實現“做中學”的目的。

【關鍵詞】 任務驅動法；教學設計；動手實踐能力培養

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）15-0-01

為適應高等職業教育發展與改革的新形勢，電子工業出版社出版的《機械制造基礎》以兩年制高等職業教育技能型人才為培養目標，將重點放在培養學生的技術運用能力和崗位工作能力，要求圍繞核心能力的培養形成系列課程鏈路【1】。

學生學習完《機械制造基礎》中工程材料與熱處理工藝這一篇之后，大部分學生都反映比較抽象、繁瑣，知識掌握不牢固。針對這些問題，本人總結教學經驗，結合實踐，采用任務驅動法重新對這一篇內容進行設計。

一、教學設計思想

1.教材的二次開發

《工程材料與熱處理工藝》是《機械制造基礎》這門課程的其中一個篇章，這一篇中學生主要要學習的內容是：金屬材料的性能、鋼的熱處理、常用金屬與非金屬材料、金屬材料成形工藝、機械零件材料的選擇。為了引導學生對前三節內容進行主動地選擇、加工和處理，然后在此基礎上再深化學習并接受后兩節的內容。為此，在教學設計中，專門增加了《常用金屬材料的熱處理》實踐教學。

2.教學目標的實現

轉換思想及方法，采用任務驅動，進行常用金屬材料的熱處理操作，通過操作金相顯微鏡及洛氏硬度計，突出能力目標，知識目標貫穿其中，通過小組合作體現情感目標。

3.教學重點與難點的突破

分層教學，通過設計不同的任務，突出對常用金屬材料的辨別、會進行熱處理操作。通過不同材料熱處理工藝的不同、對比金相顯微鏡下組織的不同及熱處理后材料硬度的不同來逐步分解難點。

4.教學方法【2】

（1）根據教學目標，采用任務驅動，要求學生主動搜集并分析有關金屬材料的信息和資料，整理課堂所要學習的內容及相互之間的聯系；引導學生采用探索法、發現法建構知識體系；協助學生把所學習的知識內容與自己生活中的相關事物相聯系（如建筑鋼材、機械零件等）。

（2）在實驗和課堂教學過程中，應隨時關注學生的學習過程和學習體驗，充分發揮他們的主體作用和能動性。讓學生在動耳、動眼的基礎上動手、動口，調動多種器官的協調活動，提高對外部信息的加工處理能力；讓學生有機會將學到的內容向他人展示，進行組內評價及班級評價。

5.教學準備

學生的準備：搜集并分析有關金屬材料的信息和資料；整理課堂所要學習的內容及相互之間的聯系。初步學習進行知識體系建構。

教師的準備：金相顯微鏡、五種不同試樣（灰鑄鐵HT200、高速鋼W18Cr4VA、硅鋁明ZL102、中碳鋼45鋼、合金滲碳鋼20Cr）、熱處理小電爐若干；多媒體課件

二、學與教的過程

本次課程的學習需要8個課時，任務驅動法教學安排如下：

【了解對象】讓學生課前學習有關常用金屬材料的知識，思考生活中的使用實例，對比材料的應用場合。

【設計任務】

①根據教材內容，分組協作識別這些牌號（HT200、W18Cr4VA、ZL102、45鋼、20Cr）所代表的金屬材料；掌握相關材料的牌號表示方法、主要性能及用途；交流這些材料在生活中的應用；

②以普通熱處理方式為依托，分組思考為了獲得更好的性能，如何對這些材料進行普通熱處理的選擇。

③分組操作：將這些試樣進行下列處理：HT200去應力退火、W18Cr4VA球化退火、W18Cr4VA球化退火后經高溫淬火三次回火；、45鋼調質、20Cr低溫回火。（其中受條件限制不能對ZL102進行變質處理，只能在訓練5中觀察經變質處理后的標準試樣）。操作過程中注意思考討論對熱處理溫度的選擇。

④分組操作：將熱處理前后的試樣經過砂紙打磨拋光后在洛氏硬度計上測量硬度并做好比較記錄。

⑤分組操作將上述未處理試樣分別與經熱處理后試樣及實驗室標準試樣進行金相組織觀察比較，從而理解其熱處理前后體現的性能區別。

【教學指導】

①注意教材中前三節內容知識的分析，整理課堂所要學習的內容及相互之間的聯系；引導學生采用探索法、發現法建構知識體系；如：怎樣更快識別鋼材的牌號；怎樣結合鐵碳合金相圖進行熱處理溫度的選定：怎樣將常用金屬材料的組織、性能、熱處理方式與應用掛鉤等。

②注意充分發揮小組各成員的能力，團結協作能力；

③注意組內、組外總結、評價

【任務講評】新課通過任務驅動、分組訓練的方式，學生雖然很容易直接獲得幾種材料的感性認識，但如果對常用金屬的性能、用途要能夠有進一步的理解和應用，教師必需及時通過各種途徑，幫助學生進行總結、評價。

1.組內交流：學生自我總結評價每次任務訓練完成之后的收獲、所涉及到的理論知識。

2.組外交流：學生提出在任務訓練中遇到的問題、先在各小組之間尋求解決之道，如果不能解決，再由教師做講解。

3.教師總結：總結在任務訓練中出現的問題、每次任務訓練所涉及到的主要知識。

【知識拓展】讓學生應用所學知識進行分析，提出合理的解決問題的方法等（作為課外的討論問題）

1.討論由于管理錯亂、錯用鋼材的時候，會出現什么問題，如：

（1）把20鋼當作65鋼制成彈簧；

（2）把30鋼當作T13鋼制成銼刀；

（3）把Q235鋼當作45鋼制成齒輪。

2.含碳量0.1%的鋼切削后，表面粗糙度比45鋼差，原因何在？

（通過上述訓練，學生經歷從理論知識到實際，從實驗到生產實踐的認識過程，經歷基本的科學探究實踐，學以致用，學有所得）

【評價反饋】通過學習，你有什么收獲？

引導讓學生從知識內容、學習方法等多方面進行小結。同時教師對課堂內學生的表現做出有效、及時的評價。

作為新的教學設計方式，采用任務驅動的形式來進行常用金屬材料熱處理的教學，它的優點是：加強了學生課堂參與程度，提高了學生團結協作及動手實踐能力的培養；缺點是：要求學生課前預習；對教師把握課堂節奏、時間及知識內容的覆蓋深度與廣度等能力要求較高【3】。

總之，如何設計優化課堂結構，使課堂教學諸因素和諧結合，充分發揮其在教學過程中的整體功能，真正提高課堂教學效率，提高學生的動手實踐能力始終是一個值得我們教師不斷反思和探索的過程。

參考文獻：

【1】蕭家氣.最新教育理念和最新教學方法講授提綱

【2】任秀麗.任務驅動法與范例教學法在信息技術教學中的應用【J】.軟件導刊，2010；

【3】徐肇杰.任務驅動法與項目教學法之比較【J】.教育與職業，2008（4）11-13