鐵碳合金相圖的興趣教學(xué)

鐵碳合金相圖是表示鐵碳合金的組織和性能隨成分、溫度變化的規(guī)律的圖形。此圖在生產(chǎn)實際中有十分重要的意義，它不但是機(jī)械制造中選材的重要依據(jù)，也是制定鑄、鍛、焊及熱處理等熱加工工藝的依據(jù)。由于相圖中涉及的理論較抽象，新概念多，加之圖形的點、線、面均有著不同的含義，所以無論是教還是學(xué)，師生都感到有相當(dāng)?shù)碾y度。筆者在這門課的教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生的條件，嘗試通過多層次、多樣化、多途徑的教學(xué)設(shè)計，制造教學(xué)亮點，實施興趣教學(xué)，收到了良好的教學(xué)效果。

孔子說過：“知之者不如好知者，好之者不如樂之者”?？梢娕d趣是最好的老師，若學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容感興趣，就會產(chǎn)生求知欲及學(xué)習(xí)動力。故深挖教材內(nèi)容，有目的地設(shè)計一些“興奮點”激發(fā)學(xué)生興趣，是提高教學(xué)效果的有效方法。

一、質(zhì)疑問難，引發(fā)興趣

善于提問的作用就在于以“問”激趣，以“問”引路，以“問”導(dǎo)學(xué)。筆者一般會選擇有趣的問題，因為有趣的信息、有趣的知識就像興奮劑一樣，能激發(fā)學(xué)生好奇心，激起思維浪花。

在講鐵碳合金相圖時，筆者首先發(fā)問：“為什么家長 ‘恨鐵不成鋼’？”以此激發(fā)學(xué)生的好奇心，再問：“鋼比鐵性能好在哪里？”三問：“鐵怎樣才能煉成鋼？”四問：“鋼鐵是怎樣煉成的”……帶著這些問題逐步深入開展學(xué)習(xí)（如圖1）。

又如講到鐵碳合金相圖應(yīng)用時，筆者先問：“為何要趁熱打鐵？”學(xué)生馬上回答：“加熱能使它變軟，你就可以把它加工成你所需要的形狀和尺寸?！痹诳隙ǖ耐瑫r，筆者緊接著又問：“熱到什么時候最好？”學(xué)生開始七嘴八舌，有說500℃，有說800℃。在學(xué)生積極思維狀態(tài)下，通過相圖學(xué)習(xí)我們得知：把鋼加熱到1000℃～1250℃最好，此時鋼組織為單相奧氏體，奧氏體的強(qiáng)度和硬度不高，但具有良好的塑性，是絕大多數(shù)鋼在高溫進(jìn)行鍛造和軋制時所要求的組織。并由此對內(nèi)容作適當(dāng)引伸，以提醒學(xué)生應(yīng)學(xué)會把握學(xué)習(xí)機(jī)會和人生機(jī)遇。

二、利用多媒體，激發(fā)興趣

朱熹說：“教人未見其趣，必不樂學(xué)?！苯袢艘惨浴芭d趣是最好的老師”為向?qū)砑ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，而運用多媒體教學(xué)手段恰能起到質(zhì)疑、激趣的作用。在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)用多媒體技術(shù)，能使抽象的語言具體化，枯燥的內(nèi)容生動化，深奧的知識淺顯化，從而有效地突破教學(xué)的難點，體現(xiàn)教學(xué)的重點，達(dá)到教學(xué)目的。

鐵碳合金相圖中有七點六線，對于不同成分的鐵碳合金的結(jié)晶過程是無法觀察的，而通過多媒體手段，就能隨時查閱七點六線的含義，而且能直觀地看到整個結(jié)晶的微觀過程，收到不錯的效果（如圖2）。

三、手腦并用，促進(jìn)興趣

為了幫助學(xué)生快而準(zhǔn)地掌握相圖的畫法，筆者借助了“相圖決”，在教學(xué)中，和學(xué)生一起邊吟、邊繪、邊講解。這樣學(xué)生口、手、腦并用，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也強(qiáng)化了教學(xué)的效果。通過口訣結(jié)合講解和畫法演示，再加上課堂練習(xí)，一般學(xué)生在一節(jié)課內(nèi)便可牢固地掌握簡化相圖的畫法（如圖3）。

“相圖訣”

溫度成分建作標(biāo)，鐵碳二元要記牢。

兩平三垂標(biāo)特點，九星閃耀五弧交。

共晶共析液固線，十二面里組織標(biāo)。

基本組織先標(biāo)好，相間組織共逍遙。

分析成分?jǐn)嘟M織，鑄鍛處理離不了。

其中：兩平——ECF線、PSK線；

三垂——含碳量分別為0.77%、2.11%和4.3%的三條特性成分線；

五弧——AC、CD、AE、GS、ES五條線；

九星——A、C、D、G、S、E、P、F、K九個特性點；

十二面——12個不同的組織分布區(qū)域。

四、巧設(shè)練習(xí)，增添興趣

習(xí)題作為一種重要的教學(xué)手段，在調(diào)動學(xué)生的積極性、加深學(xué)生所學(xué)知識、檢查教學(xué)效果等方面起重要的作用。筆者一般都會采用游戲的方式，讓學(xué)生在愉悅的心情下掌握知識。教師煞費苦心地進(jìn)行知識遷移訓(xùn)練，鞏固效果非常顯著。

在鐵碳相圖中，各種成分符號均標(biāo)示其中，很多同學(xué)總記不清，這時可采用圖4進(jìn)行練習(xí)。

說明：“→”表示溶解，“+”表示相互結(jié)合成化合物，“←→”表示一定條件下能相互轉(zhuǎn)化，“”表示一定條件下能合成機(jī)械混合物。

筆者把其中的Fe、C、Fe3C、P、A等符號和箭頭標(biāo)記做成卡片，讓學(xué)生像做游戲一樣把這些卡片擺放出一定的關(guān)系式，然后對照著上圖每拼出一條關(guān)系式加10分，最后看誰的得分高。利用該游戲可使學(xué)生更清楚組元、相、基本組織多者的關(guān)系，對學(xué)生理解鐵碳合金相圖、同一組元形成成千上萬種材料及熱處理原理等起積極的作用。

實踐證明，在教學(xué)過程中，通過多種手段，創(chuàng)設(shè)多種能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)情景，來激活課堂教學(xué)，這是提高課堂教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。

（作者單位：北京市應(yīng)用高級技工學(xué)校）