金屬材料與熱處理課程教學初探

韋大杰

[摘 要] 分析了金屬材料與熱處理教學過程的特點和困難，并依此提出了幾個具有可行性的教學方法。

[關 鍵 詞] 金屬材料；熱處理；教學

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）06-0120-01

金屬材料與熱處理是一門關于金屬材料的顯微組織、熱處理工藝、力學性能和其工程應用四者關系的學科。金屬材料的內容研究層次微觀、理論性強，熱處理部分工藝多、牌號繁、應用廣。而技工類學校學生年齡偏低，抽象思維能力較弱，學生在知識的了解、掌握甚至運用上有很大困難。那么在教學中，如何運用合適的教學方法來增加學生的學習興趣，達到良好的教學效果呢？

一、本課程教學的特點

（一）學生的特點

從以往招生來看，技工類院校的生源質量較差。學生入學原因一般有三種：（1）考不上普通高中的；（2）不能立刻進入社會的；（3）想學好一門技術。而第三種學生卻占極少數。學生的特點是：學習時注意力不能集中，個人素養欠缺，熱衷操作而不思考原理。

（二）課程的特點

金屬材料與熱處理這門課分為兩大部分，分別是金屬材料的內容和熱處理的內容。金屬材料理論性較強，涉及晶體學、材料力學性能等基礎性內容。晶體學研究層次偏微觀，如純金屬的點陣結構和缺陷。熱處理的知識包括理論部分和實用部分。理論部分為鋼在加熱和冷卻過程中的組織轉變以及鐵碳相圖；實用部分為鋼的熱處理及鑄鐵和有色金屬簡介。前者理論強，實驗復原難度大；后者有鋼的牌號、熱處理工藝等，內容極其繁雜。

二、對策及方法

（一）分清內容主次

技工院校的主要目標就是培養生產一線的技術工人。因此，基礎理論的知識可以作為次要內容。比如金屬的晶格類型、晶體的缺陷和純金屬的結晶理論。熱處理部分關于鋼在加熱及冷卻時組織轉變原理難度很大，學生理解吃力，更加注重對鐵碳相圖的記憶和運用，著重講解熱處理的“四把火”及常用的化學熱處理和表面熱處理。有色金屬的成型加工方式一般是熱加工或鑄造，如高鐵接觸導線使用的銅合金，采用連續擠壓的工藝。所以，對數控技術專業的學生來說，有色金屬的運用相對較少，了解即可。筆者曾從當地民營齒輪企業的技術負責人處了解到，其企業熱處理工序崗位均是由數控機床操作員工兼職。因此，對技工學校數控專業學生而言，掌握常見鋼材牌號、常用熱處理方法和應用是重要的。

（二）運用多媒體和視頻教學

筆者多次對比發現，多媒體和視頻教學最可以調動學生的積極性和興趣。比如對比針狀馬氏體和板條馬氏體塑形差異的時候，用圖片的方式更為直觀。針狀馬氏體在馬氏體尖部產生應力集中，導致針狀馬氏體更容易開裂。而在熱處理工藝講解里，播放企業生產視頻效果亦是很好。如講解調質工藝的時候，播放汽車的氣門熱處理視頻并講解。觀看過程中，學生有諸多疑問，如鋼件在多高的溫度下會發紅發亮？鋼件放在哪種液體里面以及為什么要這樣？筆者將這類問題歸納匯總轉化為熱處理的專業術語并進行解釋。學生對照視頻，理解更加容易。

（三）采用案例教學

在課堂講解中運用生活現象會有意想不到的效果。比如，講解“淬火”的時候，先放一段打鐵的視頻：首先，將鐵燒紅燒軟；然后反復捶打成型；最后將成品放入水中“嗤”一下。之后，設問“燒紅的熱處理工藝是什么？”“為什么‘嗤一下”“可以將成品放在水以外的其他液體中么？如油或動物的尿液等？”通過這些設問導入，帶學生一起走入“淬火”的教學中。在應力—應變曲線教學中，通過讓學生反復彎曲細金屬絲來解釋加工硬化現象。收集不同牌號和類型的金屬絲，學生分組參與，反復彎折。在學生參與的基礎上講解加工硬化現象，同時說明加工硬化在金屬材料中的普遍性。在講解應力集中概念的時候，讓學生觀察生活里的零食袋，在開封處存在缺口，由此引入缺口敏感性的概念。

（四）實驗教學

實驗教學是學生參與、觀察和總結規律的一種非常有效的手段。如在講解鋼的火花鑒別的時候，學生親自動手操作觀察，對火束、流線、節花等概念也一目了然。在硬度和切削加工性的時候，將學生在數控加工時常見金屬——刀具和零件帶入課堂。用刻痕法比較硬度；根據加工常識講解切削加工性。這樣，學生就有直觀認識了。

三、總結

金屬材料與熱處理內容磅礴，課堂中更要注重語言的藝術性，盡可能杜絕枯燥、抽象和乏味。對待學生要更加耐心，細致解釋。只有突破傳統講授方法，大膽創新，充分靈活運用各種教學方法和教學資源，進行科學多樣的教學設計，才能加深學生的興趣和學習熱情，提升課堂效果。

參考文獻：

[1]陳志毅.金屬材料與熱處理[M].中國勞動社會保障出版社，2011.

[2]陽益貴.從《金屬材料及熱處理》課談趣味性教學[J].現代技能開發，2002（11）.