《金屬材料與熱處理》課程教學(xué)改革與實踐

沈 敏

（浙江省德清縣職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校 浙江 湖州313200）

《金屬材料與熱處理》是中等職業(yè)學(xué)校機械類專業(yè)的一門必修課，課程主要講授金屬材料的性能、合金材料的特性與用途及鋼的熱處理等知識。通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握金屬材料的基本理論知識，能正確地選擇并合理地使用金屬材料，能合理安排金屬材料的熱處理工藝，充分發(fā)揮金屬材料的性能，使學(xué)生在學(xué)校所學(xué)知識與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，學(xué)生在工作后能盡快適應(yīng)工作需要。

《金屬材料與熱處理》課程的教學(xué)現(xiàn)狀與存在問題

第一，《金屬材料與熱處理》課程專業(yè)性較強、概念抽象、偏重于實驗，而一般的中等職業(yè)學(xué)校又不具備應(yīng)有的實驗條件。目前，在本課程的教學(xué)中，絕大多數(shù)教師還是以課堂講授為主，借助于黑板或多媒體課件，給學(xué)生分析金屬的力學(xué)性能及組織結(jié)構(gòu)，介紹鋼的熱處理以及常用金屬材料——碳鋼、合金鋼、鑄鐵、有色金屬及合金的一些基本知識。故而學(xué)生對該課程的知識難于理解，學(xué)習(xí)難度大，學(xué)習(xí)感到枯燥乏味；教師教起來也很辛苦，教學(xué)難度較大。盡管有些教學(xué)經(jīng)驗豐富的教師會在教學(xué)中結(jié)合實際，多講些生產(chǎn)、生活中的實例，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，但因沒有實踐教學(xué)，大多數(shù)學(xué)生沒有較深的認識，更不知如何去應(yīng)用，教學(xué)效果不佳。

第二，目前，中職學(xué)校普遍存在著學(xué)生厭學(xué)、教師厭教的問題。導(dǎo)致這種局面的原因很多，其一，按義務(wù)教育的評價標準，中職生源均被認為是“能力和素質(zhì)低下”的學(xué)生，并且這些年來隨著高校擴招，中職生的總體素質(zhì)每況愈下。其二，教師的學(xué)生觀未能轉(zhuǎn)變，教師應(yīng)當用一種全新的、先進的學(xué)生觀來看待學(xué)生，那就是基于多元智能理論的學(xué)生觀。這種學(xué)生觀認為，中職學(xué)生與普高學(xué)生的差異，不是智力水平的差異，而是智力類型的差異。也就是說，普高學(xué)生的智力類型適于“學(xué)科課程”的學(xué)習(xí)，即適于概念、原理、公式、定理等理論性知識的學(xué)習(xí)；而中職學(xué)生的智力類型可能更適于“行動課程”的學(xué)習(xí)，即適于動手操作、現(xiàn)場實踐、手腦并用等技能性知識的學(xué)習(xí)。其三，課程模式陳舊、脫離學(xué)生實際、課程結(jié)構(gòu)與學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)錯位，教學(xué)方法與普教雷同，與學(xué)生的智力類型嚴重脫節(jié)，導(dǎo)致教學(xué)效果低下，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣和積極性，教師缺乏工作的成就感。

如何在教學(xué)過程中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動起學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)積極性，是教師的首要任務(wù)。在教學(xué)過程中，把那些抽象且難于理解的內(nèi)容，通過形象、恰當?shù)膶嵗右泽w現(xiàn)，使學(xué)生對金屬材料與熱處理等領(lǐng)域知識有一個感性認知，筆者對《金屬材料與熱處理》課程進行了如下教學(xué)探索。

教學(xué)改革與實踐的探索

根據(jù)以上分析，不難看出：對于中職學(xué)生來說，不應(yīng)采用與普通高中學(xué)生相同的教學(xué)方法；而應(yīng)該根據(jù)他們的智力類型，多讓他們進行現(xiàn)場實踐，在做中學(xué)，在學(xué)中做。這樣，學(xué)生才有興趣、有積極性，才能獲得好的教學(xué)效果。

本著這種想法，并受德國“雙元制”培訓(xùn)的啟發(fā)，筆者決定對自己擔任的《金屬材料與熱處理》課程進行教學(xué)改革。整個教學(xué)圍繞著材料選擇和安排熱處理工藝兩個教學(xué)活動展開。教學(xué)分為三階段，第一階段：基礎(chǔ)知識介紹；第二階段：材料選擇；第三階段：安排熱處理工藝并進行實踐和對比。需要特別說明的是，本課程的教學(xué)需與鉗工實訓(xùn)課在同一個學(xué)期開展。

（一）學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識

要讓學(xué)生具備一定的材料選擇能力，首先要讓學(xué)生了解一些必備的基礎(chǔ)知識，如金屬材料的力學(xué)性能（強度、硬度、韌性、塑性等）以及鋼的化學(xué)成分、組織、性能之間的關(guān)系等。

金屬材料的力學(xué)性能 在本階段的教學(xué)中，要借助于拉伸試驗，讓學(xué)生清楚何謂金屬材料的強度、硬度、韌性、塑性等，它們分別用哪些指標來衡量。如何衡量。教師通過引導(dǎo)學(xué)生分析齒輪（已在機械制圖、機械基礎(chǔ)里學(xué)過）的性能要求，讓學(xué)生知道學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容的用途；然后，給出一些學(xué)生了解的零件，讓他們分析這些零件的力學(xué)性能要求。

鋼的化學(xué)成分、組織、性能之間的關(guān)系 在本階段的教學(xué)中，要借助于鐵碳合金的平衡組織觀察實驗，讓學(xué)生清楚三種鋼的室溫平衡組織分別是什么；隨著鋼中含碳量的增加，鋼的組織和力學(xué)性能怎樣變化。在鉗工實訓(xùn)課里，分別給學(xué) 生20、45、T8、T12鋼 等 四 種 鋼料，讓學(xué)生依次銼削或鋸割，通過他們親身感受來加深對結(jié)論的理解和記憶。

（二）根據(jù)使用要求選擇材料并加工成工具

根據(jù)要求選擇材料 教師先以銼刀（學(xué)生進行鉗工實訓(xùn)，對銼刀很熟悉）為例，分析如何根據(jù)工件的服役條件來選擇材料，然后教師將學(xué)生按學(xué)習(xí)能力強弱，均勻分成4組，每一組確定一名組長，接下來教師布置工作任務(wù)，讓學(xué)生對給出的零件或工具進行材料選擇。第一組：螺絲刀；第二組：彈簧；第三組：手錘；第四組：刮刀。同時宣布考核標準。讓學(xué)生通過本過程，掌握材料選擇的步驟：了解工件的服役條件→確定它的性能要求→選擇滿足條件的材料等。學(xué)生完成任務(wù)后，以小組為單位進行匯報，其他小組成員進行評定，教師進行總結(jié)。

加工成工具 教師按照學(xué)生選擇的材料進行備料，各小組成員領(lǐng)料，并按要求尺寸加工出成品（此過程主要在鉗工車間進行，應(yīng)與鉗工教學(xué)結(jié)合起來）。如果學(xué)生在加工過程中出現(xiàn)問題和困難，教師要及時給予幫助。

（三）安排熱處理工藝

介紹常用熱處理方法 讓學(xué)生了解退火、正火、淬火和回火的目的、操作方法、處理后的組織（非重點，提一下），掌握其應(yīng)用。

確定熱處理方法 教師先以銼刀為例，介紹一下它的熱處理：為改善組織，消除應(yīng)力，改善切削加工性而進行的預(yù)先熱處理——球化退火；為獲得高硬度、高耐磨性而進行的最終熱處理——淬火+低溫回火。接下來，讓學(xué)生確定自己加工出來的工件的熱處理方法，并以小組為單位進行匯報，其他小組成員進行評定，教師進行總結(jié)。

進行工具熱處理實踐 教師根據(jù)學(xué)生確定的熱處理方法確定它們的熱處理工藝，然后讓學(xué)生按照熱處理工藝對本組剩余的四個工件進行相應(yīng)熱處理。由于是高溫作業(yè)，在學(xué)生動手之前，教師一定要跟學(xué)生強調(diào)操作安全，并做好演示工作。

使用工具 把學(xué)生制作的工具一部分進行熱處理一部分不進行熱處理，使用并對比這兩部分工件，記錄工件失效前的使用時間。讓學(xué)生對工件熱處理前后的使用壽命進行對比，從而得出結(jié)論，并以小組為單位進行原因分析。

當然，在學(xué)生不能親自動手去做每個實驗的情況下，也應(yīng)盡可能地利用現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備，如計算機多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段，把一些金屬工藝過程直觀形象地展現(xiàn)給學(xué)生。這也將給課堂增加很多的趣味與生動，可以很大程度地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與熱情，使學(xué)生充分利用視覺和聽覺去獲取知識，提高學(xué)習(xí)效果?？傊?，將教材中難以理解的知識點，恰當?shù)剡x用一些現(xiàn)實生活中的例子與大家所熟悉的俗語，就能更好地加深學(xué)生對知識的理解與掌握，而且會記憶深刻，在教學(xué)中起到事半功倍的效果。

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