金屬工藝學(xué)的教學(xué)多樣化探究

襄陽(yáng)汽車職業(yè)技術(shù)學(xué)院 王俊雄

1 利用實(shí)物、模型、實(shí)驗(yàn)教學(xué)

各種不同的金屬，其性能相差很大，比如鐵絲和鋼絲，它們一個(gè)柔軟而另一個(gè)堅(jiān)硬。其根本原因在于物質(zhì)的化學(xué)成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異所決定。微小的含碳量的區(qū)別導(dǎo)致了鐵絲和鋼絲在力學(xué)性能上的不同。

所有金屬在固態(tài)下都是晶體，而有些非金屬物質(zhì)在固態(tài)下是非晶體。怎樣才能使學(xué)生們?cè)谡n堂上理解晶體和非晶體的區(qū)別，課堂上老師向同學(xué)們展示出晶體與非晶體百寶箱：石英、云母、明礬、食鹽、糖、味精；玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等，請(qǐng)同學(xué)們一一加以區(qū)分，并要求同學(xué)們說(shuō)出理由。讓學(xué)生在學(xué)到實(shí)實(shí)在在知識(shí)的同時(shí)，提高和豐富他們的觀察能力及語(yǔ)言表達(dá)能力，可謂一舉多得。

教材中，鐵碳合金組織這一章敘述較為抽象，“組元”及“相”的概念更讓學(xué)生難以理解。筆者在這一章的教學(xué)中帶上糖、開(kāi)水，現(xiàn)場(chǎng)做成幾種不同濃度的糖開(kāi)水溶液，通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)告訴學(xué)生們?nèi)芤旱娜苜|(zhì)含量會(huì)隨條件而發(fā)生變化，最終會(huì)飽和形成飽和溶液，是單相物質(zhì)。-Fe和-Fe兩種晶格對(duì)碳原子的溶解能力不同且隨溫度的變化而變化，-Fe和-Fe兩種晶格中分別溶入了碳原子就成了鐵素體F和奧氏體A，它們的溶碳能力不同，性能就有差異。而-Fe的溶碳能力大于-Fe，則奧氏體的強(qiáng)度高于鐵素體，通過(guò)上述介紹為今后講解鐵碳合金各種組織的性能及鐵碳合金平衡相圖打下了良好的基礎(chǔ)。

教師上課時(shí)應(yīng)該針對(duì)學(xué)生的狀況靈活地使課堂內(nèi)容貼近學(xué)生的生活和經(jīng)驗(yàn)，吸引學(xué)生的注意力，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)更深層次的求知欲和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是貼近學(xué)生生活和經(jīng)驗(yàn)的一種教學(xué)方法。

2 動(dòng)手制作模型，分組討論研究

金屬的晶格類型是指金屬中原子排列的規(guī)律。如果把金屬原子看做一個(gè)直徑一定的小球，這樣就形成了一個(gè)能反映原子排列規(guī)律的空間格架，即晶格。晶格是由許多形狀、大小相同的晶胞重復(fù)堆積而成。筆者在教學(xué)中買來(lái)幾十個(gè)乒乓球，分到各個(gè)組，學(xué)生們自己動(dòng)手粘貼金屬的3種典型晶格類型的晶胞。學(xué)生們做出來(lái)的晶胞模型生動(dòng)、活潑、形象，學(xué)生們對(duì)這一部分知識(shí)理解透、記得牢、不會(huì)忘。學(xué)生清晰的思路，并明白了物質(zhì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)對(duì)金屬材料性能的影響，具有非常重要的意義。

硬度是金屬材料的力學(xué)性能之一，是指金屬材料抵抗局部變形特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。硬度越高，材料的耐磨性越好。有些好奇心強(qiáng)的同學(xué)甚至?xí)鶕?jù)老師前面講過(guò)的布氏硬度與強(qiáng)度換算表查出它們的強(qiáng)度。

類似寓教于樂(lè)的教學(xué)形式還有很多，這樣在達(dá)到教學(xué)要求的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和互助意識(shí)。

3 利用社會(huì)資源延伸教學(xué)內(nèi)容

熱處理是改善金屬材料使用性能和工藝性能的一種非常重要的工藝方法。淬火是熱處理工藝過(guò)程中最重要，也是最復(fù)雜的一種工藝。淬火常常是決定產(chǎn)品最終質(zhì)量的關(guān)鍵。除了零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、淬火的加熱溫度適宜外，淬火的冷卻方式就需嚴(yán)密考慮和設(shè)計(jì)。憑借筆者在某公司擔(dān)任熱處理顧問(wèn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，課堂上向?qū)W生介紹并講解生產(chǎn)中幾種典型零件的熱處理淬火工藝：有單液淬火、雙液淬火，有分級(jí)淬火，還有下貝氏體的等溫淬火。通過(guò)具體的分析和比較強(qiáng)調(diào)淬火三要素：淬火加熱溫度、工件保溫時(shí)間及淬火冷卻方式。淬火加熱溫度主要取決于零件的材料和形狀，保溫時(shí)間主要由工件的尺寸來(lái)決定，而冷卻方式就決定了淬火的種類及最終得到的組織和性能。在前兩種因素確定的前提下冷卻方式復(fù)雜且難于操作。淬火種類再多，冷卻介質(zhì)和冷卻方式雖然不同，但其基本原理是不變的。即為保證淬火質(zhì)量，在得到馬氏體或下貝氏體的前提下，在C曲線的“鼻尖”處冷卻速度大于臨界冷卻速度，盡量減小內(nèi)應(yīng)力，減小變形和開(kāi)裂的傾向，最終保證淬火質(zhì)量。

課堂上注重學(xué)生觀察能力和分析能力的培養(yǎng)。在教學(xué)中充分考慮到學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)或工作中要具備較高的職業(yè)素質(zhì)和職業(yè)技能。面向社會(huì)，面向企業(yè)，學(xué)生學(xué)會(huì)查閱和應(yīng)用技術(shù)資料，吸收別人的經(jīng)驗(yàn)和成果，是他們必須掌握的一項(xiàng)基本功。把學(xué)生培養(yǎng)成具有鉆研務(wù)實(shí)、創(chuàng)新精神的專業(yè)技能型人才。學(xué)生學(xué)到的不僅僅是單一的理論概念，更重要的是掌握一種學(xué)習(xí)方法，一種自我提升的能力。

教學(xué)效果的好壞，關(guān)鍵在于教師的教學(xué)過(guò)程及方法能否引起學(xué)生的共鳴，能否在教學(xué)過(guò)程中形成互動(dòng)，使學(xué)生有飽滿的熱情投入到學(xué)習(xí)情景中去，變生硬死板的知識(shí)概念記憶成為通俗易懂的生活例子。利用日常具體事例，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，運(yùn)用多種教學(xué)手段和方法，極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，把抽象的概念演繹成簡(jiǎn)單的容易掌握且貼近社會(huì)的知識(shí)，最終成為技能。這樣的教學(xué)效果需要教師在教學(xué)探索中不斷改進(jìn)、完善。