金屬材料與熱處理情境教學(xué)法的探索與實(shí)踐

劉付永達(dá)

摘 要：本文介紹金屬材料與熱處理課程的目標(biāo)與特點(diǎn)，提出該課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，從模擬實(shí)驗(yàn)，場(chǎng)景模擬，聯(lián)系生活情境、生產(chǎn)情境教學(xué)幾個(gè)方面對(duì)情境教學(xué)法在課堂中的應(yīng)用進(jìn)行探索與實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：金屬材料與熱處理；情境教學(xué)法；實(shí)踐

金屬材料與熱處理課程是機(jī)械類專業(yè)必修的技術(shù)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。該課程的教學(xué)目標(biāo)為初步認(rèn)識(shí)材料的性能，了解晶體結(jié)構(gòu)，掌握鐵碳合金相圖，掌握常用材料的牌號(hào)及其用途，并能夠合理選擇熱處理方法。該課程是機(jī)械類專業(yè)必修的技術(shù)基礎(chǔ)課，能為學(xué)生從事機(jī)械設(shè)計(jì)、制造及相關(guān)的工作打下基礎(chǔ)。

金屬材料與熱處理課程的特點(diǎn)是：以金屬材料的宏觀性能同金屬材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)和顯微組織之間的關(guān)系為主線，重點(diǎn)說(shuō)明組織決定性能，性能決定應(yīng)用，如何根據(jù)性能要求和材料特點(diǎn)改變內(nèi)部組織從而滿足性能要求，根據(jù)使用性能要求和材料特點(diǎn)安排工藝路線。

一、金屬材料教學(xué)存在的問(wèn)題

1.理論性較強(qiáng)。新概念較多，很多概念名稱類似，學(xué)生很容易混淆，如強(qiáng)度、硬度，退火、正火、淬火、回火，淬透性、淬硬性等。

2.實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和設(shè)備不足。設(shè)備數(shù)量不足，人多設(shè)備少，人均設(shè)備占有量不達(dá)標(biāo)，學(xué)生動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)不夠，教師只能靠演示的方式讓學(xué)生觀摩，學(xué)生完全處于一種被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)。

此外，材料的種類繁多，性能又千變?nèi)f化，學(xué)生實(shí)踐知識(shí)缺乏，對(duì)知識(shí)理解困難。金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜，知識(shí)點(diǎn)比較抽象，容易出現(xiàn)課堂枯燥、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高或者厭學(xué)的現(xiàn)象。

二、情境教學(xué)法理論

筆者在實(shí)踐教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，講授法和演示法在教學(xué)中效果不佳。我們通過(guò)嘗試實(shí)驗(yàn)，在教學(xué)中使用情境教學(xué)法、輔助講授法和演示法，教學(xué)效果大大改善，使學(xué)生擺脫了厭學(xué)、無(wú)聊甚至痛苦的學(xué)習(xí)狀態(tài)。情境教學(xué)法是圍繞教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)建一個(gè)真實(shí)或虛擬的情境，讓學(xué)生參與到教學(xué)過(guò)程中，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，通過(guò)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題提高學(xué)生的思考能力、實(shí)踐能力及動(dòng)手操作能力，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的一種教學(xué)方法。

三、情境教學(xué)法實(shí)踐

1.模擬實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)式學(xué)習(xí)。使用簡(jiǎn)單的工具和道具，模擬復(fù)雜大型的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)學(xué)習(xí)，同時(shí)學(xué)生引導(dǎo)學(xué)生思考，最終讓學(xué)生學(xué)到知識(shí)、鍛煉能力。例如：在學(xué)習(xí)硬度概念時(shí)，模擬洛氏硬度測(cè)試實(shí)驗(yàn)，給每個(gè)小組準(zhǔn)備三種材料——塑料塊、鋁塊及鋼塊，準(zhǔn)備工具——鐵釘、鐵錘或救生錘。向?qū)W生講解實(shí)驗(yàn)要求及實(shí)驗(yàn)過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生觀察壓坑的大小，判斷材料的硬度大小，接著引導(dǎo)學(xué)生思考產(chǎn)生不同硬度的原因，最后展開(kāi)討論，使學(xué)生從材料的性能關(guān)注到材料的內(nèi)部組織，并對(duì)材料內(nèi)部組織產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

2.場(chǎng)景模擬實(shí)例運(yùn)用。運(yùn)用多媒體課件播放視頻，創(chuàng)設(shè)模擬的場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)了解金屬的內(nèi)部組織。如在學(xué)習(xí)金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)時(shí)，播放視頻“觀察鐵碳合金的平衡組織”，該視頻模擬實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生通過(guò)金屬電子顯微鏡觀察金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。創(chuàng)設(shè)虛擬的實(shí)驗(yàn)室情境，能讓學(xué)生身臨其境，提高學(xué)習(xí)的效率。

3.理論聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活情境。本課程中諸多的概念來(lái)自生活，又高于生活。在實(shí)際的教學(xué)中，教師需要聯(lián)系生活中的例子，通過(guò)語(yǔ)言或圖片創(chuàng)設(shè)生活情境，讓學(xué)生將學(xué)習(xí)的概念與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來(lái)，學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣自然大大提高。例如：在學(xué)習(xí)“間隙固溶體”的概念時(shí)，通過(guò)語(yǔ)言，引導(dǎo)學(xué)生想象一杯水，再想象一調(diào)羹鹽，將鹽放水中，提問(wèn)學(xué)生“鹽都哪里去了”，這樣就用語(yǔ)言模擬了一個(gè)生活場(chǎng)景，學(xué)生對(duì)于熟悉的生活場(chǎng)景比較感興趣，也愿意主動(dòng)思考。接下來(lái)給學(xué)生展示間隙固溶體的圖片，進(jìn)行講解。接著模擬一個(gè)場(chǎng)景：“這里有一杯火紅的鐵水，旁邊放著一調(diào)羹碳粉，將碳粉放入鐵水中，會(huì)發(fā)生什么情況？”引導(dǎo)學(xué)生理解碳間隙固溶到鐵水中去了。

4.在生產(chǎn)情境中教學(xué)。教學(xué)如果不和現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)相融合，就沒(méi)有現(xiàn)實(shí)的感覺(jué)，學(xué)生也就沒(méi)有學(xué)習(xí)的動(dòng)力。結(jié)合課程實(shí)驗(yàn)、車間實(shí)習(xí)、車間參觀等，讓學(xué)生在真實(shí)的生產(chǎn)情境和實(shí)驗(yàn)情境中體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，使學(xué)生積累知識(shí)，理解新的理論。例如：在學(xué)習(xí)鋼鐵的分類時(shí)，帶領(lǐng)學(xué)生到車間，在車間真實(shí)感受材料的質(zhì)感和加工性能。同時(shí)提問(wèn)學(xué)生“40號(hào)鋼與15號(hào)鋼之間的區(qū)別”，指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)鋸銼加工了解材料加工性能。在學(xué)習(xí)退火、回火時(shí)，可以帶領(lǐng)學(xué)生到生產(chǎn)企業(yè)車間進(jìn)行實(shí)際參觀學(xué)習(xí)。條件不允許的情況下，用熱處理工藝過(guò)程視頻來(lái)代替。

采用上述情境教學(xué)法可以更好地激發(fā)學(xué)生的情感，以此推動(dòng)認(rèn)知活動(dòng)的發(fā)展，而不是簡(jiǎn)單地將實(shí)物、教具等呈現(xiàn)給學(xué)生。當(dāng)然，一種教學(xué)法的使用需要結(jié)合學(xué)生的實(shí)際與教學(xué)條件，以最大程度地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

陳志毅.金屬材料與熱處理[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2007.