談中職《金屬材料與熱處理》課程中“緒論”的講解

梁艷

摘要《金屬材料與熱處理》課程是一門機(jī)械類專業(yè)的基礎(chǔ)課，內(nèi)容龐雜、理論性強(qiáng)，與生產(chǎn)實(shí)際關(guān)系密切，是學(xué)生較難理解和學(xué)習(xí)的課程，通過“緒論”一章六個(gè)方面的教學(xué)，起到對(duì)《金屬材料與熱處理》這門課程畫龍點(diǎn)睛的作用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，目標(biāo)明確地進(jìn)行《金屬材料與熱處理》課程的學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞金屬材料；熱處理；合金

一、《金屬材料與熱處理》課程的特點(diǎn)

《金屬材料與熱處理》是中職機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是專業(yè)課學(xué)習(xí)的前導(dǎo)課程，并為專業(yè)課的學(xué)習(xí)提供必要的理論知識(shí)。該課程具有：

（1）內(nèi)容龐雜、理論性強(qiáng)，名詞概念多。該課程涉及冶金學(xué)、金屬學(xué)、材料學(xué)、力學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)及工藝學(xué)等多方面的基礎(chǔ)知識(shí)，是一門綜合性很強(qiáng)的課程，其中每一章節(jié)均涉及大量的新概念和新名詞。

（2）課程實(shí)踐性強(qiáng)，與生產(chǎn)實(shí)際關(guān)系密切，相關(guān)理論在生產(chǎn)實(shí)踐中有很大的靈活度和綜合性。

（3）相關(guān)理論的系統(tǒng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，前后內(nèi)容密切相關(guān)。

該課程在學(xué)習(xí)過程中，有一定的難度，需要教師運(yùn)用多種教學(xué)方法，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，注重學(xué)生分析、綜合與總結(jié)能力的培養(yǎng)。因此，《金屬材料與熱處理》課程中的第一節(jié)課“緒論”就顯得非常的重要。

“緒論”對(duì)于本教材的作用如同廣告對(duì)于產(chǎn)品的作用，首先要激發(fā)學(xué)生對(duì)本學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣，其次，要讓同學(xué)們知道在這門課中我們將學(xué)習(xí)哪些知識(shí)，這些知識(shí)在今后的工作中有哪些具體的用處。如告訴學(xué)生，通過本課程的學(xué)習(xí)，可使同學(xué)們具有根據(jù)零件的使用要求選擇零件使用材料的能力，使生產(chǎn)的零件具有較高的性價(jià)比，增加零件的市場競爭能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，使同學(xué)們初步具有選擇鋼材熱處理方法的能力，充分挖掘材料的潛能，更優(yōu)化合理地應(yīng)用材料。通過本課程的學(xué)習(xí)，還使同學(xué)們初步具有選擇零件毛坯成形方法的能力等等。以激發(fā)學(xué)生對(duì)掌握這些知識(shí)的渴望。

二、《金屬材料與熱處理》課程 “緒論”一章的具體教學(xué)過程

1.介紹本課程名稱的含義

（1）金屬材料：是金屬及其合金的總稱。金屬：是指由單一元素構(gòu)成的具有特殊光澤、延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性的物質(zhì)。如：金、銀、銅、鐵、鋅、鋁等。合金：是指由一種金屬元素與其他金屬元素或非金屬元素通過熔煉或其他方法合成的具有金屬特性的材料。

（2）熱處理：就是對(duì)固態(tài)的金屬或合金采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。

2.金屬材料學(xué)科在國民經(jīng)濟(jì)中的地位

縱觀人類的文明史，從某種意義上說就是一部人類認(rèn)識(shí)材料和使用材料的發(fā)展史。從遠(yuǎn)古到現(xiàn)代，人類從最初的石器時(shí)代已經(jīng)發(fā)展到了當(dāng)今的人工合成材料時(shí)代。每一種新材料的研制成功，都會(huì)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域科技發(fā)展起到積極地促進(jìn)作用。如：中南大學(xué)研制生產(chǎn)的高性能碳材料，已成功應(yīng)用于“神六”飛船的制動(dòng)系統(tǒng)，使我國成為世界上第四個(gè)掌握碳—碳復(fù)合材料剎車副制造技術(shù)的國家。又如：2008年北京奧運(yùn)會(huì)主體育場——“鳥巢”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奇特新穎，鋼結(jié)構(gòu)最大跨度達(dá)到343米。如果使用普通鋼材，厚度至少要達(dá)到220毫米，焊接非常的困難。在國內(nèi)科研人員不懈努力下，終于研發(fā)出了低合金高強(qiáng)度鋼Q460適當(dāng)?shù)暮辖鹪嘏浔?，厚度也?20毫米減小到110毫米，成為“鳥巢”鋼筋鐵骨中最堅(jiān)硬的一部分。

在人類使用的眾多材料中，金屬材料由于其特有的各種優(yōu)異性能，被廣泛地應(yīng)用于生活和生產(chǎn)當(dāng)中，是現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的重要材料。（通過光碟的播放，讓同學(xué)們真實(shí)的體會(huì)到金屬材料突飛猛進(jìn)的發(fā)展帶來的巨大變化）。

最后強(qiáng)調(diào)：金屬材料學(xué)科在國民經(jīng)濟(jì)中具有十分重要的地位。

3.中職機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)《金屬材料與熱處理》課程的必要性

作為一名機(jī)械行業(yè)中具有中等技能水平的技術(shù)工人，從手中的工具到加工的零件，每天都要與各種各樣的金屬材料接觸，為了能夠正確的認(rèn)識(shí)和使用金屬材料，合理地確定不同金屬材料的加工方法，充分發(fā)揮材料的潛力，就必須熟悉金屬材料的牌號(hào)，了解金屬材料的性能和變化規(guī)律。合理地使用熱處理工藝，改善金屬材料使用性能和工藝性能，強(qiáng)化金屬材料，提高產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。認(rèn)識(shí)到絕大部分重要的機(jī)械零件在制造過程中都必須進(jìn)行熱處理。為此，我們需要比較深入地學(xué)習(xí)和了解金屬材料和熱處理的相關(guān)知識(shí)，《金屬材料與熱處理》正是這樣一門研究金屬材料的成分、組織、熱處理與金屬材料性能之間關(guān)系和變化規(guī)律的學(xué)科。

4.介紹本課程的內(nèi)容

本課程要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容包括： （1）金屬材料的基本知識(shí)：主要介紹金屬的晶體結(jié)構(gòu)及變形的相關(guān)知識(shí)。該部分內(nèi)容位于教材的第一章、第二章。這部分內(nèi)容理論性強(qiáng)，名詞概念多，通過列舉大量學(xué)生們熟悉的實(shí)例，運(yùn)用形象類比的方法加深學(xué)生的理解。（2）金屬的性能：主要介紹了金屬的力學(xué)性能和工藝性能，該部分內(nèi)容位于教材的第二章。通過簡單的演示實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生準(zhǔn)確的理解和掌握概念。通過基本的生活常識(shí)，進(jìn)行設(shè)問，啟發(fā)學(xué)生，進(jìn)而引入強(qiáng)度、硬度、塑性等概念。（3）金屬學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)：主要講述了鐵碳合金的組織及鐵碳合金相圖。該部分內(nèi)容位于教材的第三章。這部分內(nèi)容綜合性很強(qiáng)，是課程中的一個(gè)非常主要的內(nèi)容；是學(xué)習(xí)后續(xù)其他許多章節(jié)的基礎(chǔ)，是分析組織、判斷性能，選擇熱處理及鑄鍛工藝溫度的重要依據(jù)。同時(shí)這部分內(nèi)容又是同學(xué)們學(xué)習(xí)的一個(gè)難點(diǎn)，在學(xué)習(xí)時(shí)要引起足夠的重視。（4）熱處理的基本知識(shí)：主要講述了熱處理的原理（鋼在加熱、保溫、冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變）和熱處理的工藝（退火、正火、淬火、回火、表面熱處理等）及常用材料的典型熱處理工藝。該部分內(nèi)容位于教材的第四章。這部分內(nèi)容概念多，理論性較強(qiáng)，為了加深學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，列舉學(xué)生熟悉的現(xiàn)象，如大多數(shù)來自農(nóng)村的同學(xué)都見過鐵匠打好農(nóng)具后，趁熱放入水中，其目的是提高農(nóng)具的強(qiáng)度和硬度，這就是簡單的熱處理。（5）常用金屬材料：主要介紹了碳素鋼、合金鋼、鑄鐵、有色金屬等的分類、牌號(hào)、性能特點(diǎn)及應(yīng)用。這部分內(nèi)容位于教材的第三章（碳素鋼）、第五章（合金鋼）、第六章（鑄鐵）、第七章（有色金屬及硬質(zhì)合金）。這部分內(nèi)容是直接為生產(chǎn)服務(wù)的，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中注重理論聯(lián)系實(shí)際，如：學(xué)完這些章節(jié)后，同學(xué)們就會(huì)分析在操作課上使用的各種工具的材質(zhì)、牌號(hào)、性能、應(yīng)用場合等，讓同學(xué)們感受到這些知識(shí)的具體應(yīng)用。進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)這門課程學(xué)習(xí)的積極性和對(duì)學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的渴望。

5.小結(jié)

根據(jù)本課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，要求同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)時(shí)注重理論聯(lián)系實(shí)際，抓住本課程的主線，即：材料成分——組織——性能——性能改造（熱處理）——合理應(yīng)用。對(duì)這門課的學(xué)習(xí)提出希望，相信同學(xué)們一定能學(xué)好這門課程，并會(huì)靈活應(yīng)用本課程的知識(shí)解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題。

最后，讓同學(xué)們閱讀“秦始皇陵銅車馬”，了解我國材料的發(fā)展史，了解中華民族的古代文明，激發(fā)同學(xué)們的民族自信心，同時(shí)也讓同學(xué)們知道我國與世界先進(jìn)國家之間的差距，鼓勵(lì)同學(xué)們努力學(xué)習(xí)，為祖國的強(qiáng)盛做出自己的貢獻(xiàn)，激發(fā)同學(xué)們的愛國情懷。

6.充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，布置課后思考作業(yè)

中職學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)都有著濃厚的興趣，充分地把學(xué)生的這一興趣，引入到本課程的學(xué)習(xí)中，將被動(dòng)的學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)換為積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)，同時(shí)將學(xué)習(xí)的空間得到廣泛的延伸。在本節(jié)課后，向同學(xué)們布置以下作業(yè)：

（1）利用網(wǎng)絡(luò)查找你最感興趣的一件物品的材料發(fā)展史，字?jǐn)?shù)不限?？梢允求w育項(xiàng)目撐桿跳高中的撐桿，可以是游泳運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)員身上的泳衣，也可以是機(jī)械行業(yè)中，挖掘機(jī)的鏟斗，機(jī)床零件，汽車配件，農(nóng)用機(jī)械等等，還可以是同學(xué)們?nèi)粘Ｉ钪械娜魏我患锲贰?/p>

對(duì)這樣的作業(yè)，同學(xué)們都興趣十足，作業(yè)剛一布置，同學(xué)們都興奮異常，紛紛議論，一下就打破了教室安靜的氣氛。這樣的作業(yè)形式，通過在09級(jí)、10級(jí)、11級(jí)機(jī)械專業(yè)的學(xué)生中應(yīng)用，均取得了很好的效果。既調(diào)動(dòng)了同學(xué)們對(duì)本課程的興趣，又讓同學(xué)們?cè)谧约焊信d趣的領(lǐng)域?qū)W到了知識(shí)。為本門課后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打好了良好的基礎(chǔ)。

（2）請(qǐng)同學(xué)們思考：中職機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生為什么要學(xué)習(xí)《金屬材料與熱處理》這門課？怎樣才能結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)學(xué)好這門課程？

同學(xué)們對(duì)這道題的回答也是多種多樣的，但有一點(diǎn)是共同的，那就是同學(xué)們都對(duì)自己如何學(xué)好這門課，都提出了要求，因而，作為本科程的授課教師，也就達(dá)到了目的。

三、總結(jié)

通過“緒論”一章六個(gè)方面的講解，激發(fā)了學(xué)生對(duì)《金屬材料與熱處理》這門課程的極大興趣，明確了學(xué)習(xí)本課程的目的，了解了本課程要學(xué)習(xí)的具體內(nèi)容，為本課程的后續(xù)教學(xué)打下了良好的基礎(chǔ)。通過對(duì)我校機(jī)電一體化、數(shù)控、焊接專業(yè)的2009級(jí)、2010級(jí)、2011級(jí)的教學(xué)實(shí)踐，取得了滿意的教學(xué)效果。