如何提高中職學(xué)校金屬材料與熱處理課程的教學(xué)效果

【摘 要】在中職學(xué)校金屬材料與熱處理課程的教學(xué)中，教師認(rèn)真?zhèn)湔n，抓住課程特點，合理建立知識體系，采用各種行之有效的方法，能夠有效提高教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】金屬材料與熱處理課程 提高 教學(xué)效果

【中圖分類號】G712 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）24-0174-02

金屬材料與熱處理是中職學(xué)校機械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，教學(xué)內(nèi)容主要包括：金屬學(xué)基礎(chǔ)知識、金屬性能、鋼的熱處理、常用金屬材料等。該課程的技術(shù)性、實用性很強，是學(xué)好其他課程的基礎(chǔ)和必備知識。中職學(xué)生畢業(yè)后走向社會，將成為企業(yè)的技術(shù)工人，從使用的設(shè)備、工具到加工的零件，每天都要和各種各樣的金屬材料打交道，為能夠正確認(rèn)識和使用金屬材料，合理確定不同金屬材料的加工方法，充分發(fā)揮材料的潛力，必須熟悉金屬材料的牌號，了解它們的性能和變化規(guī)律。而金屬材料與熱處理正是這樣一門研究金屬材料的成分、組織、熱處理與金屬材料性能之間的關(guān)系和變化規(guī)律的學(xué)科。為此，中職學(xué)生必須學(xué)好金屬材料與熱處理課程，以便為學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程打下基礎(chǔ)，也是將來工作所需。

金屬材料與熱處理在中職學(xué)校開設(shè)課程中屬于較難教、難學(xué)的課程，學(xué)生普遍反映課程內(nèi)容難以理解，且枯燥乏味，不感興趣，教學(xué)效果差。究其原因有三：（1）中職學(xué)生絕大多數(shù)為初中畢業(yè)生，且文化基礎(chǔ)差，尤其是數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)的基礎(chǔ)更差，理解能力不強，甚至喜玩厭學(xué)。（2）金屬材料與熱處理課程專業(yè)性較強，概念多，內(nèi)容多，理論抽象，給教和學(xué)帶來難度。（3）傳統(tǒng)教學(xué)方法效果不好，照本宣科，滿堂灌，教師拿著粉筆在黑板上寫畫，呆板說教，找不到教和學(xué)的重點，使學(xué)生對課程產(chǎn)生反感情緒，這種“填鴨式”教學(xué)方法顯然不適應(yīng)本課程教學(xué)。

根據(jù)金屬材料與熱處理課程的特點，結(jié)合中職學(xué)生實際，改變教學(xué)模式，采取靈活多樣的教學(xué)方法，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高教學(xué)效果。

一 上好緒論課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

緒論是教材的開篇簡介，緒論課是學(xué)習(xí)本課程的第一堂課，也是學(xué)好本課程的動員課，讓學(xué)生形成對本課程的初步印象。若在第一堂課中讓學(xué)生面對許多生疏的名詞、工藝、相圖、熱處理、材料性能等，會使他們感覺本課程枯燥無味，甚至產(chǎn)生厭學(xué)的心理，從而失去學(xué)習(xí)興趣，必將影響今后的學(xué)習(xí)。良好的開端是成功的一半，興趣是最好的老師，精心設(shè)計好第一堂課非常重要，一堂成功的緒論課既能吸引學(xué)生注意力，又能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，為今后學(xué)習(xí)帶來好的效果。

上緒論課時不可按教材照本宣科、平鋪直敘，要抓住學(xué)生的好奇心理，設(shè)懸念、留伏筆，激發(fā)他們的求知欲，可嘗試以下做法。

第一，看電影。上課前先放映一段《泰坦尼克號》中郵輪沉沒的電影剪輯?？赐旰罅粝聠栴}讓學(xué)生思考：如此豪華、先進(jìn)的郵輪為何在與冰山的一次沖撞后便沉入海底？

第二，講故事。二戰(zhàn)期間，德國派出轟炸機頻頻轟炸英國本土。英國皇家空軍駕駛戰(zhàn)機在空中攔截，戰(zhàn)況慘烈。突然，在不長的一段時間內(nèi)，英國戰(zhàn)機相繼墜落，機毀人亡。英國軍方對墜落飛機介入調(diào)查，最初的結(jié)論認(rèn)為：德國是否發(fā)明了什么新式武器，因為在墜落飛機的殘骸上無任何彈痕，從而引起一場恐慌。但隨著調(diào)查的深入，最終的結(jié)論不是這樣。到底是什么原因造成這樣的結(jié)果？留下問題讓學(xué)生思考。

第三，做實驗。拿一根直徑約2mm的鐵絲，請一個學(xué)生當(dāng)眾將其反復(fù)彎折，直到鐵絲斷裂。留下問題：剪刀都難以剪斷的鐵絲為什么用手就將其折斷了？

出于好奇心，學(xué)生大多急于知道這三個問題的答案，教師可賣個關(guān)子，暫不告訴他們，請學(xué)生回答。過一會對他們說：學(xué)完金屬材料與熱處理這門課后，自然知道以上三個問題的答案：原來泰坦尼克號郵輪的鋼板在極低溫度下變脆，經(jīng)不起沖擊和震動，另外鋼板中含硫量高，韌性差，最終導(dǎo)致了這場海難；英國戰(zhàn)機墜落，是由于飛機發(fā)動機內(nèi)的零件出現(xiàn)了疲勞斷裂；鐵絲在反復(fù)彎折中，其強度、硬度提高，而塑性、韌性下降，即產(chǎn)生了形變強化或加工硬化現(xiàn)象。這三個問題都?xì)w結(jié)到金屬材料的性能和特點，自然是本課程研究的內(nèi)容。學(xué)好這門課就能知道金屬材料方面的知識，便能解釋日常生產(chǎn)、生活中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題。至此，可能已激發(fā)了學(xué)生學(xué)好本課程的興趣，產(chǎn)生學(xué)好本課程的愿望，教師便把握火候，帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)教材上緒論的有關(guān)知識，也許會收到好的效果。

二 以“碳”為主線，建立知識體系

金屬材料與熱處理這門課雖然概念多、內(nèi)容廣、理論抽象，但經(jīng)認(rèn)真研究和多年教學(xué)經(jīng)驗總結(jié)，發(fā)現(xiàn)本課程大多章節(jié)內(nèi)容都和“碳”有關(guān)，可以“碳”為主線，建立知識體系，這樣不僅能讓學(xué)生理清學(xué)習(xí)頭緒，還能明確學(xué)習(xí)重點。

以“碳”為主線，本課程知識大致歸納為：

第一，以含碳量2.11%為界，區(qū)分鋼和鐵。工業(yè)上廣泛應(yīng)用的鋼鐵材料就是鐵和碳組成的合金，而鋼和鐵的區(qū)別主要為含碳量，含碳量小于2.11%為鋼，大于2.11%為鐵，在相圖上分為兩部分，可見通過碳含量可給學(xué)生直觀、明確的認(rèn)識區(qū)分鋼和鐵的概念。

第二，以碳的含量和存在狀況劃分鐵碳合金的五種基本組織，它們分別是鐵素體（F）、奧氏體（A）、滲碳體（Fe3C或Cm）、珠光體（P）和萊氏體（Ld）。這是根據(jù)鐵碳合金中碳的含量和存在狀況劃分的。鐵素體為碳溶解在α-Fe中形成的間隙固溶體，奧氏體為碳溶于γ-Fe中形成的間隙固溶體，滲碳體是含碳量為6.69%的鐵碳化合物（化學(xué)式為Fe3C），珠光體是鐵素體和滲碳體的混合物，萊氏體是奧氏體和滲碳體的混合物。

第三，由碳含量知道鐵碳合金的室溫組織。即隨著含碳量增加，鐵碳合金的室溫組織變化順序為：

室溫組織：F+P→P→P+Fe3CⅡ→P+Fe3CⅡ+L′d→L′d→L′d+FeCⅠ

含碳（%）：0.0218～0.77 0.77 0.77～2.11 2.11～4.3

4.3 4.3～6.69

第四，含碳量影響鐵碳合金的力學(xué)性能。即隨著含碳量的增大，鋼的強度、硬度升高，而塑性、韌性下降。

第五，根據(jù)碳的存在形式和石墨化程度，將鑄鐵分為：灰鑄鐵、白口鑄鐵、麻口鑄鐵三類，其性能和應(yīng)用各不相同。根據(jù)鑄鐵中石墨（碳）形態(tài)不同，還可將鑄鐵分為：普通灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵，其性能和應(yīng)用也不相同。

若作進(jìn)一步研究，還可知道碳在鐵碳合金的工藝性能、熱處理等方面的影響規(guī)律?？梢?，“碳”是金屬材料與熱處理這門課程的關(guān)鍵字眼，抓住這個字眼，以其為主線，理順、歸納學(xué)習(xí)要點，建立知識體系，無疑對本課程的教和學(xué)均有事半功倍的效果。

三 課堂教學(xué)貼近生活，多舉學(xué)生熟悉的例子

中職學(xué)生年齡小，文化基礎(chǔ)差，理解和接受能力均不強，對高深的理論難聽懂，久而久之，便產(chǎn)生厭學(xué)心理。這就要求授課老師在課堂教學(xué)中多舉些學(xué)生熟悉、知道的事例，貼近他們的生活，化高深理論為淺顯的知識，改枯燥口授為趣味教學(xué)，變被動聽課為主動理解，對提高教學(xué)效果有幫助。如在講解鐵碳合金相圖的區(qū)域組織奧氏體時，引用民間“趁熱打鐵”俗語，反問學(xué)生為何要趁熱打鐵？也許學(xué)生能講出其富含的哲理，卻不一定知道它的科學(xué)道理：鋼在727～1538℃為奧氏體組織，具有良好的塑性，最適應(yīng)鍛打，等溫度降到727℃以下，將變?yōu)槠渌M織，適應(yīng)鍛造的能力差得多。又如，在講解鑄鐵知識時，引用民間“恨鐵不成鋼”俗語，此語道出了家長“望子成龍”的良好愿望，但不具有完全正確的科學(xué)道理。其實鋼和鐵本是兩種材料，有各自的性能和應(yīng)用。鑄鐵與鋼相比，雖然力學(xué)性能較低，但具有良好的鑄造性和切削加工性，生產(chǎn)成本低，且有優(yōu)良的消音、減震、耐壓、耐磨、耐蝕等性能，在各類機器的制造中，若按質(zhì)量百分比計算，鑄鐵約占整個機器重量的45%～90%，可見其用途之廣。所以鐵不一定要成為鋼才有用。再如，介紹鑄鐵中的碳以石墨形式存在時，提問學(xué)生：鉛筆的筆芯是什么物質(zhì)？很多學(xué)生可能會認(rèn)為是鉛。其實這是個錯誤，鉛筆的筆芯是石墨，也就是碳。那么石墨到底是什么樣？具有什么特性？對鑄鐵的性能有何影響？學(xué)生由于對鉛筆芯的了解，便可容易理解這方面的知識：由于石墨的力學(xué)性能很差，其強度和塑性幾乎為零，這樣就可以把分布在鋼的基體上的石墨看作不同形態(tài)和數(shù)量的微小裂紋或孔洞，這些孔洞一方面割裂了鋼的基體，破壞了基體的連續(xù)性，使鑄鐵的力學(xué)性能差于鋼，另一方面卻使鑄鐵獲得了鋼不具備的性能，如因石墨的潤滑而使鑄鐵具有良好的耐磨性等。

在日常教學(xué)中多舉這樣的例子，學(xué)生不僅容易理解，而且掌握牢固，另外也活躍了課堂氣氛，調(diào)動了學(xué)習(xí)積極性，顯著提高了教學(xué)效果。

四 應(yīng)用多媒體，優(yōu)化教學(xué)手段

多媒體教學(xué)集圖、文、聲、像于一體，且畫面豐富，信息量大，把過去無法或難以表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容，通過形象的圖形、動態(tài)的畫面展示給學(xué)生，能吸引學(xué)生的注意力，使他們對概念、原理、工藝?yán)斫獾酶由羁?，增強了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程的趣味性，幫助學(xué)生理解和記憶，獲得好的教學(xué)效果，是現(xiàn)代教學(xué)必備的手段之一。

授課教師認(rèn)真?zhèn)湔n，精心制作課件，使授課內(nèi)容豐富多彩。如純金屬的結(jié)晶過程，內(nèi)容抽象，大多數(shù)學(xué)生難以理解。通過多媒體教學(xué)中的動畫演示，學(xué)生便可以清楚地看到晶體結(jié)晶的全過程，形象、生動。還可以利用多媒體進(jìn)行模擬實驗，達(dá)到完善實驗的效果。多媒體教學(xué)增加了課堂教學(xué)的趣味性和生動性，讓學(xué)生利用視覺和聽覺獲取知識，對提高教學(xué)效果作用大。

五 結(jié)合實驗、實訓(xùn)、參觀，理論聯(lián)系實際

金屬材料與熱處理是一門與生產(chǎn)實際聯(lián)系比較密切的實驗性強的學(xué)科，在理論教學(xué)過程中，安排一些實驗、實訓(xùn)或參觀，對提高教學(xué)效果有促進(jìn)作用。

本課程要做的實驗較多，有些能在課堂或?qū)W校實驗室、實訓(xùn)車間做；校內(nèi)沒條件做的，可借助與學(xué)校合作企業(yè)的實驗條件，如拉伸實驗、硬度測試實驗完全可以在學(xué)?；蚱髽I(yè)的材料或力學(xué)實驗室做。在教授鋼的熱處理知識前，可當(dāng)堂做演示實驗：將一根直徑為1mm左右的彈簧鋼絲的剪成兩段，放在酒精燈上同時加熱到赤紅色，然后分別放入水中和空氣中冷卻，冷卻后用手進(jìn)行彎折，對比兩根鋼絲的性能和差別。放在水中冷卻的鋼絲硬而脆，很容易折斷；而放在空氣中冷卻的鋼絲較軟且有較好的塑性，可以卷成圓圈而不斷裂。又如鋼的火花鑒別實驗可在校內(nèi)實訓(xùn)車間做。備好四塊鋼料：低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼和高速鋼，讓學(xué)生在砂輪機上分別打磨，通過現(xiàn)場演示和講解，學(xué)生很快掌握了不同含碳量鋼的火花特點，而且可以通過火花來辨別材料。再如，在上完鋼的熱處理章節(jié)內(nèi)容后，可帶領(lǐng)學(xué)生參觀企業(yè)的熱處理車間。

實驗教學(xué)直觀性、可操作性強，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不僅說服力強，而且過目難忘，收到了好的教學(xué)效果，是中職學(xué)校提高教學(xué)效果的途徑之一。

總之，根據(jù)中職學(xué)生的實際情況，要學(xué)好金屬材料與熱處理這門課確實困難，但授課教師只要肯動腦筋、想辦法，采取有效措施，提高教學(xué)效果還是可行的。

參考文獻(xiàn)

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[2]劉繼勝.巧教巧學(xué)《金屬材料與熱處理》[J].科學(xué)教育前沿，2012（3）

〔責(zé)任編輯：龐遠(yuǎn)燕〕