金熱基本概念的教學(xué)實(shí)踐探討

陳傳輝

(徐州工程機(jī)械技師學(xué)院 江蘇徐州 221000)

一、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生興奮點(diǎn)

教師創(chuàng)設(shè)情境，以學(xué)生的生活常識(shí)為出發(fā)點(diǎn)，形成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，強(qiáng)化術(shù)語和概念?！巴瑢W(xué)們都有下雪時(shí)暖和，化雪時(shí)冷的生活常識(shí)，為什么會(huì)這樣呢？”教師由此引出結(jié)晶潛熱，下雪時(shí)暖和是因?yàn)榉懦鼋Y(jié)晶潛熱，而化雪時(shí)冷是因?yàn)槲战Y(jié)晶潛熱，進(jìn)而引入金屬結(jié)晶的結(jié)晶潛熱，說明結(jié)晶時(shí)出現(xiàn)結(jié)晶平臺(tái)的原因。這樣學(xué)生就順利掌握了結(jié)晶潛熱術(shù)語和結(jié)晶平臺(tái)理論。

“相”是合金中成分、結(jié)構(gòu)及性能相同的組成部分。如果直接按“相”的概念來講解，因認(rèn)知水平等方面的原因，學(xué)生難以接受和理解，即使強(qiáng)學(xué)強(qiáng)記，也是一知半解，學(xué)過就忘。對(duì)此，老師可舉例：雞蛋蛋黃中脂肪和膽固醇的含量高，蛋中的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值基本都在蛋黃中，其中有許多微量元素都是人體所需的，而蛋清中幾乎沒有脂肪，養(yǎng)顏美容價(jià)值功效比較高，蛋清和蛋黃都可以看成一個(gè)相，它們的成分不一樣，且蛋清與蛋黃有明顯的界限，可以看成相界。這樣，學(xué)生就很容易理解相和相界的概念[1]。

二、咬文嚼字，深化概念內(nèi)涵

許多同學(xué)對(duì)金熱概念記憶不準(zhǔn)、理解不清，甚至出現(xiàn)概念錯(cuò)誤的情況，很大一部分原因是沒有確切掌握概念的內(nèi)涵，只是機(jī)械地記憶，時(shí)間一長(zhǎng)就忘了。塑性的指標(biāo)是斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率，對(duì)于這兩個(gè)概念，我們可以采用咬文嚼字、顧名思義的方式去理解其內(nèi)涵。斷后伸長(zhǎng)率概念中的“斷后”是指金屬試樣拉斷后，“伸長(zhǎng)率”是指試樣伸長(zhǎng)量與試樣原始長(zhǎng)度之比的百分率，其計(jì)算公式為A=(Lu-L0)/L0×100%，其中Lu為試樣拉斷后的長(zhǎng)度，L0為試樣原始長(zhǎng)度，Lu-L0就為試樣伸長(zhǎng)量。

斷面收縮率概念中的“斷面”是指金屬試樣拉斷后頸縮處的截面，“收縮率”是指試樣頸縮處面積變化量與試樣原始橫截面積之比的百分率，其計(jì)算公式為Z=(S0-Su)/S0×100%，其中S0為試樣原始橫截面積，Su為試樣頸縮處的橫截面積，S0-Su就為頸縮處面積變化量。將一個(gè)概念如此進(jìn)行咬文嚼字，深刻剖析概念的真正內(nèi)涵，學(xué)生稍加理解和消化，就能達(dá)到“記得住、記得牢”的目標(biāo)。同時(shí)，水到渠成地得到斷后伸長(zhǎng)率A和斷面收縮率Z的數(shù)值越大，說明金屬材料在斷裂之前產(chǎn)生塑性變形的能力越強(qiáng)，其塑性也就越好的結(jié)論。也就將金熱教材中此部分的知識(shí)“模塊化”和“體系化”，有利于學(xué)生掌握和消化。

以此類推，金熱課程中形變強(qiáng)化、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變、間隙固溶體、固溶強(qiáng)化、等概念，都可以“咬文嚼字”的方式挖掘其內(nèi)涵。

三、以點(diǎn)帶面，拓展知識(shí)體系

金熱教材中的概念和術(shù)語眾多，若在學(xué)習(xí)重要概念時(shí)，采用以重要概念為圓心，周圍相關(guān)知識(shí)點(diǎn)為拓展對(duì)象，易于形成的知識(shí)體系，相關(guān)知識(shí)不再是點(diǎn)狀的。共析轉(zhuǎn)變概念是在溫度不變的條件下，從一個(gè)固相中同時(shí)析出兩個(gè)固相的轉(zhuǎn)變。我們可以結(jié)合鐵碳合金相圖，以共析轉(zhuǎn)變反應(yīng)式：As≒P(F+Fe3C)為中心，分析成分條件WC=0.77%、溫度條件727℃、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為P（共析體），其中滲碳體稱為共析滲碳體。將概念講授清楚、講授明白。

由成分條件WC=0.77%，引出共析點(diǎn)C點(diǎn)和共析鋼的概念，進(jìn)而引出共晶點(diǎn)和共晶白口鑄鐵。由溫度條件727℃，引出共析線PSK，進(jìn)而引出共晶線ECF。由共析滲碳體，引出共晶滲碳體，引出一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體等概念。這樣，概念就不再單純的是一個(gè)概念，而是形成了一個(gè)知識(shí)體系，有效提高了學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

四、類比分析，鞏固概念

金熱中有些概念、術(shù)語比較接近，教師可以利用類似分析法，找出異同點(diǎn)。

碳溶解在α-Fe中形成間隙固溶體，稱為鐵素體（F）。碳溶解在γ-Fe中形成間隙固溶體，稱為奧氏體（A）。鐵素體（F）和奧氏體（A）這兩個(gè)概念的相同點(diǎn)都是間隙固溶體，溶質(zhì)都是碳原子，不同點(diǎn)是α-Fe是體心立方晶格，γ-Fe是面心立方晶格，兩者晶格類型不一樣，存在的溫度區(qū)間不同，最大溶碳量不同，γ-Fe最大溶碳量是2.11%，α-Fe最大溶碳量是0.0218%，其力學(xué)性能也有差異。

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。從鐵碳合金相圖中，可以分析出珠光體是共析反應(yīng)的產(chǎn)物，而萊氏體是共晶反應(yīng)的產(chǎn)物。兩者的含碳量不同，混合物中的相不同，滲碳體的含量也不同，其力學(xué)性能有很大差異。形變強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化都使金屬材料的晶格發(fā)生畸變，導(dǎo)致金屬材料強(qiáng)度、硬度提高，都是強(qiáng)化金屬的手段。兩者強(qiáng)化金屬的原理基本是相同的[2]。

總之，金熱術(shù)語、概念眾多，且抽象難懂。在課堂教學(xué)中，教師要采用創(chuàng)設(shè)情境、顧名思義、類比分析等教學(xué)方法，將抽象內(nèi)容變簡(jiǎn)單，化難為易，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)要注意教學(xué)的科學(xué)性和藝術(shù)性，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。