淺談熱處理原理及工藝課程的教學(xué)策略

段園培 張海濤 李傳瑞 劉明朗

摘 要 熱處理原理及工藝是材料成型及控制工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。為了提高學(xué)生的求知欲與學(xué)習(xí)效益，可以以“趣”為主線，對教學(xué)內(nèi)容進行改革，采用多媒體教學(xué)、啟發(fā)式與討論式教學(xué)方法及強化實踐教學(xué)等方式。

關(guān)鍵詞 熱處理；多媒體教學(xué)；啟發(fā)式教學(xué)方法

中圖分類號：G642.4 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：1671-489X（2013）03-0112-02

Discussion on Teaching Strategy of Course of Principle and Process of Heat-treatment//Duan Yuanpei， Zhang Haitao， Li Chuanrui， Liu Minglang

Abstract Principle and Process of Heat-treatment is an important professional basic course for the specialty of material forming and control engineering. In order to improve the thirst for knowledge and learning effect of students， the “fun” was using as the main line and the teaching contents were innovated. Multimedia teaching， heuristic， discussion teaching method and strengthening practice teaching mode were also used in the teaching process.

Key words heat-treatment； multimedia teaching； heuristic teaching method

熱處理原理及工藝課程是安徽工程大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，教學(xué)內(nèi)容分為熱處理原理和熱處理工藝兩部分。其中，熱處理原理介紹奧氏體轉(zhuǎn)變、馬氏體轉(zhuǎn)變等鋼在加熱及冷卻過程中發(fā)生的組織及性能轉(zhuǎn)變規(guī)律；熱處理工藝介紹退火、正火等熱處理方法。通過對這門課的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生在掌握熱處理原理的基礎(chǔ)上合理地制訂熱處理工藝路線。

從教學(xué)內(nèi)容上看，熱處理原理部分理論性強，內(nèi)容抽象，熱處理工藝部分又與實際生產(chǎn)聯(lián)系緊密，如果不注意教學(xué)策略，學(xué)生在難于理解運用的同時就會覺得枯燥無味，很難產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果也較差。然而，該課程的教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生既要具備堅實的基礎(chǔ)理論知識，還要具備一定的分析解決實際問題的能力。那么，怎樣實現(xiàn)這一目標(biāo)呢？針對教學(xué)內(nèi)容的特點，筆者嘗試采用以下策略進行教學(xué)實踐，收到良好的教學(xué)效果。

1 以“趣”為主線

孔子說過：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者?！笨梢?，“興趣”才是最好的老師。因此，在熱處理原理及工藝課程的教學(xué)過程中，可深入挖掘教材內(nèi)容，通過舉例子講故事、從現(xiàn)象出發(fā)引導(dǎo)學(xué)生思考等方法，有目的地設(shè)計“興奮點”以激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)思考能力，以適當(dāng)?shù)陌咐龁l(fā)學(xué)生的思維，探究現(xiàn)象的本質(zhì)，找出規(guī)律。

如在教學(xué)熱處理這章內(nèi)容時，先設(shè)計些觀察思考題，例如：“兩段直徑為1 mm的鋼絲，同時放在酒精燈上加熱到赤紅色，而后一段放在水中冷卻，另一段在空氣中自然冷卻。當(dāng)鋼絲完全冷卻后進行折彎，發(fā)現(xiàn)在水中冷卻的鋼絲很容易折斷，而放在空氣中冷卻的鋼絲不易斷裂，甚至可以卷成圓圈。加熱溫度相同，由于冷卻方式的不同導(dǎo)致同種材料性能的差異，為什么？”“敲擊學(xué)生金工實習(xí)作品小錘子的錘頭，一錘頭工作面出現(xiàn)凹凸不平，而另一個經(jīng)熱處理的錘頭工作面仍然非常平整。兩鐵榔頭為同種材料所制，為何熱處理后工作面敲擊后仍平整如初？是什么原因?qū)е洛N頭性能的差異呢？”通過這些思考題的提出，好奇的學(xué)生就會把興趣轉(zhuǎn)移到熱處理課程枯燥、抽象的內(nèi)容上。

2 教學(xué)內(nèi)容改革

熱處理原理及工藝課程的教學(xué)內(nèi)容包含熱處理原理和熱處理工藝兩部分：第一部分“熱處理原理”概念多，理論性強，內(nèi)容抽象，且與材料科學(xué)基礎(chǔ)等基礎(chǔ)課程內(nèi)容聯(lián)系密切；第二部分“熱處理工藝”部分與實際生產(chǎn)聯(lián)系緊密。第一部分內(nèi)容是第二部分的理論基礎(chǔ)，而第二部分內(nèi)容是第一部分的應(yīng)用。因此在教學(xué)過程中，教師應(yīng)抓住主線，突出重點，注重理論聯(lián)系實際，并且強化實驗教學(xué)環(huán)節(jié)。

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，熱處理領(lǐng)域新工藝、新理論不斷出現(xiàn)。因此，處理好傳統(tǒng)內(nèi)容與現(xiàn)代內(nèi)容的關(guān)系，適當(dāng)壓縮、簡化經(jīng)典內(nèi)容，充實當(dāng)前熱處理領(lǐng)域的最新研究成果。如增加激光熱處理、真空熱處理等現(xiàn)代化的熱處理方法等內(nèi)容，使學(xué)生及時了解熱處理原理及工藝的最新研究和發(fā)展動態(tài)。

3 采用多媒體教學(xué)

與“一塊黑板、一支粉筆、一本教材、一張嘴”的傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，多媒體教學(xué)的優(yōu)勢在于其是圖、文、聲、像、動畫、視頻的有機結(jié)合體。在熱處理原理及工藝課程上的教學(xué)工作中，采用多媒體教學(xué)手段，可將抽象的概念轉(zhuǎn)化為圖文并茂的畫面，將復(fù)雜的工藝過程轉(zhuǎn)化為直觀的視頻，使學(xué)生能夠充分利用視覺和聽覺來獲取新知識，教學(xué)內(nèi)容直觀易懂，課堂氣氛生動活潑，易于被學(xué)生理解。并且采用多媒體教學(xué)方式，節(jié)省了大量的粉筆板書時間，使教師能夠有更多精力對學(xué)生課堂進行管理和引導(dǎo)，提高了教學(xué)效率。

例如，對于與實踐聯(lián)系緊密的“鋼的熱處理工藝：淬火、正火、退火、回火等”內(nèi)容，學(xué)生很難想象熱處理的工藝過程。采用多媒體教學(xué)方法，將熱處理工藝制作成為動畫或錄像放給學(xué)生觀看，使他們有身臨其境的感覺，對熱處理工藝過程有了直觀的了解，給課堂增添了更多趣味，極大地調(diào)動了學(xué)生的興趣，增強了學(xué)習(xí)效果。目前已連續(xù)幾屆采用自制的多媒體課件進行教學(xué)，受到學(xué)生的廣泛歡迎，增強了教學(xué)效果。

4 采用啟發(fā)式、討論式教學(xué)方法

熱處理原理及工藝課程知識系統(tǒng)性較強，且原理和工藝部分聯(lián)系緊密。因此，在教學(xué)過程中應(yīng)注意有關(guān)概念之間的內(nèi)部聯(lián)系，注重其本質(zhì)特點的講解，從而進行它們異同的比較。并且，針對特定內(nèi)容進行啟發(fā)誘導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，使學(xué)生不但活躍了思維，而且接受了新知識，鞏固了舊知識。但要想做好啟發(fā)教學(xué)，教師必須下功夫深入研究教材，通過多種途徑來調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性，啟發(fā)學(xué)生進行獨立思考。

在每節(jié)課的教學(xué)過程中，教師不與學(xué)生進行互動，不僅使課堂氣氛沉重，學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣，而且教師也不了解學(xué)生對知識點的理解掌握程度。在教學(xué)過程中，可以采用課堂提問、組織討論等方式，與學(xué)生進行互動和交流。采用討論式教學(xué)方式不僅活躍課堂氣氛，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且能培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和積極思考的能力，實現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的良好反饋。但要想組織好課堂討論，教師首先要針對具體內(nèi)容設(shè)計討論主題，并且在討論過程中應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系所學(xué)理論知識。

例如，對于零件的淬火熱處理工藝而言，淬火工藝的合理選擇有利于零件減少變形和開裂的傾向。因此，在“鋼的淬火熱處理工藝”這部分內(nèi)容的講解過程中，可以進行分組討論，并且在討論過程中教師加以引導(dǎo)。這樣，大多數(shù)學(xué)生對淬火熱處理工藝有了更深的理解，針對具體零件可以正確選擇熱處理工藝路線。

5 強化實踐教學(xué)

熱處理原理及工藝課程的教學(xué)目標(biāo)之一即讓學(xué)生靈活運用熱處理工藝來解決實際問題，那么怎樣提高學(xué)生理論與實際聯(lián)系的能力呢？實驗教學(xué)是解決這一問題很好的途徑，通過實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，既可以培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的思維方式，提高學(xué)生的實踐能力，反過來又可以促進理論教學(xué)效果的增強。

因此，為了培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際獨立解決問題的能力，在學(xué)時緊的情況下，仍安排實驗8學(xué)時，實驗學(xué)時占總課時的17%。并且，為了提高學(xué)生的積極主動性，將部分實驗由演示性實驗改為設(shè)計性實驗，由學(xué)生自己動手完成實驗的全過程。例如，鋼的淬透性測定實驗，原來為演示性實驗，即材料的熱處理過程由實驗教師完成，僅由學(xué)生進行硬度測試并繪制硬度隨深度變化曲線，確定硬化層深度，比較不同材料的淬透性?，F(xiàn)在該實驗為綜合設(shè)計性實驗，學(xué)生根據(jù)給定材料的化學(xué)成分，根據(jù)學(xué)習(xí)的理論知識，首先合理制定淬火工藝路線，然后在實驗室獨立完成熱處理工藝操作，這一環(huán)節(jié)結(jié)束后再進行硬度測試、不同材料淬透性比較等過程。新方式能更好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，強化了學(xué)生對理論知識的理解。

另外，還可通過認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)來彌補學(xué)校教學(xué)條件的不足，讓學(xué)生走進企業(yè)，親身感受實際生產(chǎn)環(huán)境，體驗實際生產(chǎn)過程。并且在學(xué)生參觀過程中，經(jīng)驗豐富的車間技術(shù)人員針對生產(chǎn)內(nèi)容進行細(xì)致解說，引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)理論知識與實際生產(chǎn)過程進行結(jié)合，使學(xué)習(xí)的知識不斷深化，從而大大提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。

6 結(jié)論

在熱處理原理及工藝的教學(xué)中，應(yīng)針對課程內(nèi)容特點，通過以“趣”為主線，對教學(xué)內(nèi)容進行改革，采用多媒體教學(xué)，啟發(fā)式、討論式教學(xué)方法及強化實踐教學(xué)等方式，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，使學(xué)生更好地理解知識、掌握知識、靈活運用知識。

參考文獻

[1]陸興.熱處理工程基礎(chǔ)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.

[2]李傳瑞，丁麗，王銀鳳.熱處理原理及工藝課程教學(xué)的改革與實踐[J].時代教育：教育教學(xué)版，2009（10）：27.

[3]馬春陽，丁俊杰，等.“熱處理原理及工藝”課程教學(xué)改革與實踐[J].中國電力教育，2011（33）：202-203.

[4]仵海東.金屬學(xué)及熱處理課程教學(xué)的改革實踐[J].中國冶金教育，2009（4）：30-32.