《金屬材料與熱處理》課程的生動教學(xué)案例

摘 要:《金屬材料與熱處理》是技校教育中比較重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程的特點(diǎn)是概念多而繁雜，理論抽象，難度較大，課程比較孤立導(dǎo)致進(jìn)而導(dǎo)致該課程學(xué)生學(xué)習(xí)起來比較枯燥乏味，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣。所以需要在教學(xué)中通過多樣化、多層次、多途徑的教學(xué)課程設(shè)計(jì)，制造教學(xué)亮點(diǎn)，實(shí)施興趣教學(xué)，從而收到良好的教學(xué)效果是教師不斷追求的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞:金屬材料與熱處理 興趣 教學(xué)

中圖分類號:G4文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)03(a)-0176-01

《金屬材料與熱處理》是在技工院校中是比較重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，研究的是金屬材料的成分、組織及熱處理方法之間的關(guān)系。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握金屬材料的性能特點(diǎn)，用正確的熱處理加工工藝和方法獲取優(yōu)質(zhì)的工件。由于本課程是一門從實(shí)踐中來又指導(dǎo)實(shí)踐的課程，許多知識點(diǎn)需要通過各類實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。但技工學(xué)校缺乏金屬材料課程的相關(guān)實(shí)習(xí)設(shè)施，很多實(shí)驗(yàn)難以在課程中實(shí)現(xiàn)，教師只能進(jìn)行理論教學(xué)，而這門課程特點(diǎn)是概念多且雜， 涉及知識面很廣，理論非常抽象，難度比較大。而目前技校的生源，初中畢業(yè)居多，年齡偏小，相關(guān)基礎(chǔ)薄弱，特別對金屬材料與熱處理的感性認(rèn)識非常欠缺，生產(chǎn)實(shí)踐更是一張白紙，并且該課程許多知識點(diǎn)無法通過教具演示，所以學(xué)生學(xué)習(xí)有相當(dāng)難度。那么，教師該怎樣才能上好這門抽象難懂的課程呢？筆者經(jīng)過參考各方面資料以及我自己的教學(xué)實(shí)踐總結(jié)出如下的興趣教學(xué)案例:

1 從生活實(shí)際出發(fā)，剖析各種生活現(xiàn)象

當(dāng)今發(fā)展日新月異?，F(xiàn)在的學(xué)生接觸的生活世界更是豐富多彩的，因此聯(lián)系生活的實(shí)例也非常廣泛，通過發(fā)掘他們生活周圍的現(xiàn)實(shí)實(shí)例，他們會感覺到原來學(xué)習(xí)的東西并不是紙上談兵，學(xué)了就只能是拿來考試的，讓他們感覺到這門課程確實(shí)是有用的。但是選取的例子一定要貼近學(xué)生周邊生活，這樣才會激起他們的興趣。

例如在講述材料的加工硬化現(xiàn)象時，我采用了這樣的一個例子，就是我們在彎折鋼絲的時候會有這樣一種感受:剛開始彎折時，發(fā)現(xiàn)越彎越費(fèi)力，這是什么原因呢？還有為什么那些氣體飲料的金屬易拉罐底部都是向上凹進(jìn)去呢？應(yīng)用加工硬化的知識就可以解決，原來是彎折發(fā)生了塑性變形，會使材料產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，變的越來越硬越不容易彎折。而金屬易拉罐正好應(yīng)用了這一特性，當(dāng)罐內(nèi)氣體壓力增大時，會擠壓底部向下變形，在塑性變形的過程中金屬就會越來越硬，以防發(fā)生危險(xiǎn)，順便可以擴(kuò)展知識，高壓氣體的儲氣罐都有兩層，里面一層底部也是向上凹進(jìn)去的也就是這個原因。在汽車的覆蓋件上，家用電器的外殼上用的軋鋼就可以通過軋制這樣的塑性變形提高其強(qiáng)度。

同樣在材料的力學(xué)性能硬度這一課題中，我是這樣引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)硬度的，我問同學(xué)們我給你們兩塊石頭你們怎么判斷那塊更硬呢？他們給出的方法是相互劃，那個軟就痕跡深一點(diǎn)，這很貼合我們硬度的實(shí)驗(yàn)方法之一，那就是劃痕法，從中學(xué)生在思考中可以學(xué)到硬度的知識。用金剛石來切割玻璃就是采用了金剛石的硬度比玻璃大的緣故，加深理解。

在講金屬材料分類的時候，學(xué)生們可以自己舉出很多生活中金屬的例子然后進(jìn)行歸類，比如實(shí)習(xí)中用到的工具銼刀，鋸條用到了鋼，臺虎鉗是鑄鐵等，學(xué)生可以舉出很多，這樣調(diào)動學(xué)生參與的積極性。

2 充分借助實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生探究欲望

如果說實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，那么實(shí)驗(yàn)是最直觀的一種教學(xué)手段，不僅具有認(rèn)識論和方法論功能，而且具有激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。比如在講晶體的各向異性課題時可以做這樣的實(shí)驗(yàn)，用一樣大的三塊材質(zhì)分別為玻璃、石英、鐵的薄板，在他們上面涂上一層薄薄的石蠟，然后拿一根燒紅的針，分別在三塊板的背面接觸，發(fā)現(xiàn)玻璃板上石蠟融化為圓形，石英為橢圓，鐵板也是圓，為什么會有這樣的現(xiàn)象呢？原因是石英是晶體它各個方向的特性不一樣，展現(xiàn)出來的是各向異性，而玻璃是非晶體具有的是各向同性，那問題又來了，鐵板同樣是晶體為啥它也是圓形呢？這樣就可以繼續(xù)探究，它和石英板不一樣，它是多晶體而石英為單晶體，也就是說它內(nèi)部是由許多的排列規(guī)則的單晶體雜亂的組合在一起，它展現(xiàn)出來的就是假的各向同性，也稱偽各向同性。

在“鋼的火花鑒別”課題中，課本教學(xué)都是介紹火花鑒別、鑒別原理、火束、流線、根花、間花、尾花等概念。學(xué)生在聽課中沒有實(shí)際的感覺，概念零散難以記憶辨別。而在校實(shí)習(xí)車間帶領(lǐng)學(xué)生一起做火花鑒別實(shí)驗(yàn)將會取得非常好的教學(xué)效果，就準(zhǔn)備低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼與高速鋼等不同的材料，用砂輪機(jī)分別打磨，讓學(xué)生觀察打磨時候得火花特點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)的同時現(xiàn)場演示講解，在直觀的切身體會下，學(xué)生很快便掌握了不同含碳量鋼的火花特點(diǎn)，而且學(xué)會通過火花來分辨材料。學(xué)生在實(shí)踐中開展專業(yè)知識的討論與交流，教學(xué)及課堂效果比較好。

3 引用歷史事件與典故，增強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)知興趣

在講疲勞強(qiáng)度這個力學(xué)性能時，疲勞強(qiáng)度的來歷必須給予重視，因?yàn)檫@對學(xué)生有很大的吸引力，對學(xué)好這個知識點(diǎn)很有幫助。在二戰(zhàn)中，英德空軍戰(zhàn)爭慘烈，在一段時間內(nèi)，皇家空軍戰(zhàn)機(jī)出現(xiàn)大批無故墜落，機(jī)上無任何彈痕，最初還以為德國發(fā)明了什么新式武器，一度引起恐慌。但隨著調(diào)查的深入，最終結(jié)論是這些戰(zhàn)機(jī)無一列外的發(fā)生了疲勞現(xiàn)象，于是就出現(xiàn)了疲勞強(qiáng)度的這個力學(xué)指標(biāo)。

還有堪稱當(dāng)時世界上最大、最豪華、設(shè)計(jì)最先進(jìn)的，被稱為“永不沉沒”的海上都城泰坦尼克號郵輪，在與冰山的一次沖撞后，產(chǎn)生了90多米長的大裂紋，并在短短3個小時后就沉沒了，這是人類航海史上的一次悲劇，它的沉沒也是近一百年來的未解之謎。到底是咋回事呢？自然引出泰坦尼克號郵輪的鋼板含硫量高，韌性很差，在極低的溫度下變脆，經(jīng)不起沖擊和震動的鋼的冷脆問題。

“懷文造宿鐵刀，其法，燒生鐵精以重柔鋌，數(shù)宿則成剛。以柔鐵為刀脊，浴以五牲之溺，淬以五牲之脂，斬甲過三十札。”是中國古代冶金術(shù)里面的記載。五牲之脂是動物油，油的冷卻能力比水差，用油淬火應(yīng)力小、所以變形開裂傾向小;五牲之溺就是牲畜的尿液，含有大量的鹽，而現(xiàn)在的熱處理知識知道，鹽水的冷卻能力很強(qiáng)，這樣淬硬層深。由此可知，我們的祖先早在南北朝時，隨著冶金技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)掌握了油、水、鹽水這些淬火介質(zhì)對淬火質(zhì)量的影響。通過這樣的例子，不但可以增強(qiáng)學(xué)生們對我們國家的民族自豪感，而且還可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，從而很好的掌握淬火介質(zhì)的知識。

以上都是在教學(xué)過程中通過實(shí)踐總結(jié)出來的一些教學(xué)案例，對學(xué)生學(xué)習(xí)金屬材料還是有很大的幫助。當(dāng)然還有許多好的教學(xué)方法和實(shí)例，在這里拋磚引玉的簡單寫作，僅供廣大教育同人參考，拙筆粗略，有待共同研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 金屬材料與熱處理.中國勞動社會保障出版社，2005.

[2] 唐電，邱玉朗.中國古代金屬熱處理——試論退火、淬火、正火與回火.材料熱處理學(xué)報(bào)，2001.