周桂英

【摘要】《金屬材料與熱處理》是機(jī)械類技工學(xué)校的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，作為技校生必須首先學(xué)好這門課程。為此，在教學(xué)的過程中應(yīng)該根據(jù)本學(xué)科特點(diǎn)實(shí)施教學(xué)，培養(yǎng)、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，突破教學(xué)難點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】技校學(xué)生 專業(yè)基礎(chǔ)課 教學(xué)模式

【中圖分類號(hào)】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）04-0254-02

《金屬材料與熱處理》是技工學(xué)校機(jī)械加工專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要研究的是金屬材料的成分、組織、性能、用途及其與熱處理之間的關(guān)系和變化規(guī)律[1， 2]。材料的成分與組織決定性能，而性能決定用途，通過熱處理可改變金屬材料的成分、組織，從而達(dá)到改變性能、用途的目的。掌握了金屬材料的成分、組織和性能的變化規(guī)律，就可以將理論應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，在生產(chǎn)中做到合理選材，合理安排熱處理工藝，正確制定工件加工工藝的路線及方法，從而獲得滿足加工精度、表面質(zhì)量和性能要求的優(yōu)良工件。但是本課程的特點(diǎn)是內(nèi)容繁雜抽象，而且概念多、術(shù)語多、牌號(hào)多、難理解、難記憶，對(duì)于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)欠佳，沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、對(duì)理論學(xué)習(xí)缺乏興趣的技校學(xué)生來說，學(xué)習(xí)起來比較困難。針對(duì)學(xué)生現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，上好這門抽象但又與生產(chǎn)實(shí)踐緊密相聯(lián)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，讓學(xué)生們學(xué)到專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，筆者在教學(xué)過程中主要強(qiáng)調(diào)了以下幾點(diǎn)：

一、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

首先，談古論今，上好第一節(jié)課。第一印象在心理學(xué)上被稱為首因效應(yīng)[3]，專業(yè)課老師與學(xué)生的第一次接觸，要重視專業(yè)課的入門教學(xué)。在課程的緒論部分，要生動(dòng)講述該學(xué)科的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用及其影響，激起學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)熱情，誘導(dǎo)學(xué)生探索專業(yè)奧秘的欲望，教學(xué)中要能給學(xué)生驚喜、新奇、實(shí)際之感。專業(yè)理論要和實(shí)踐相結(jié)合，多聯(lián)系生產(chǎn)生活中的事例。例如，我上緒論課時(shí)，先介紹本專業(yè)有關(guān)情況，說明本課程的重要性及學(xué)習(xí)本課程的必要性，明確地位；然后解釋“金屬材料”的概念及其分類，巧妙地引入本課的基本內(nèi)容，通過列舉身邊所用到的各種金屬材料，以及有關(guān)熱處理工藝的知識(shí)，使學(xué)生感覺知識(shí)就在身邊，從而自然引出金屬材料、熱處理工藝在工、農(nóng)、科學(xué)技術(shù)等各個(gè)方面的應(yīng)用，彰顯金屬材料的重要性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

其次，趣味盎然地導(dǎo)入新課。所謂導(dǎo)入，關(guān)鍵是引起學(xué)生注意、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，形成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和建立知識(shí)間聯(lián)系的教學(xué)活動(dòng)方式[4]。新課的導(dǎo)入雖僅占幾分鐘時(shí)間或僅有幾句話，但它是教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)和階段，它正如戲曲的引子，影視劇的“序幕”一樣，可以引起學(xué)生的注意和興趣，撥動(dòng)學(xué)生的心弦，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。例如在學(xué)習(xí)鋼的表面熱處理這一節(jié)時(shí)，以“外焦里嫩”的油炸食品啟發(fā)學(xué)生思考，如何使同一種材料制作的零件具有“外焦里嫩”的特性，即零件表面具有高的硬度和耐磨性，而零件的內(nèi)里具有足夠的塑性和韌性呢？鋼的表面熱處理就可以很好地解決這個(gè)問題。如此導(dǎo)入新課，既可以指導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系日常生活常識(shí)去學(xué)習(xí)，又可以激發(fā)他們學(xué)習(xí)熱處理原理的興趣，使枯燥的知識(shí)變得趣味橫溢。

再次，興致勃勃地組織參觀實(shí)習(xí)，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)。剛?cè)雽W(xué)的學(xué)生對(duì)《金屬材料與熱處理》的感性認(rèn)識(shí)少，僅憑課堂教學(xué)難以達(dá)到效果。因此，要采取有效措施，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有計(jì)劃地組織學(xué)生下車間鍛煉，進(jìn)企業(yè)參觀，多接觸各種金屬材料，了解金屬的切削加工，以及熱處理工藝的方法和熱處理工序的安排等，并適時(shí)提出問題，誘導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生探究的興趣。例如，在工廠參觀零件的整個(gè)加工工藝過程時(shí)，同學(xué)們會(huì)看到不同的零件不僅采用的熱處理方法不同，而且各種熱處理工序的安排也不一樣，這時(shí)我就向他們提出，在零件的加工路線中，為什么要將正火、退火安排在“粗加工”前，而“淬火、回火、滲碳、滲氮”處理必須放在“粗加工”之后呢？啟發(fā)學(xué)生初步了解熱處理的工序位置不同，所起到的作用不同，“粗加工”前是為改善切削加工性，而“粗加工”之后是為滿足零件的力學(xué)性能要求等。這樣不僅開拓了學(xué)生的視野，也有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

二、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

首先，扣人心弦地設(shè)置問題，培養(yǎng)濃厚興趣。濃厚持久的學(xué)習(xí)興趣要在好學(xué)深思，不斷解決問題的過程中深化和發(fā)展。在教學(xué)中，必須培養(yǎng)學(xué)生多思、勤思、善思的習(xí)慣，讓學(xué)生思維進(jìn)入“生疑—質(zhì)疑—釋疑”的良好循環(huán)過程。思考越深入，提出的問題越深刻，解釋后取得的效果越明顯。要使學(xué)生生疑，教師就要善于設(shè)疑，設(shè)疑的難度要適當(dāng)，使得學(xué)生通過思考和學(xué)習(xí)能夠解疑，這樣才會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生極大的吸引力和促動(dòng)力，取得良好的教學(xué)效果。例如在學(xué)習(xí)鋼的熱處理時(shí)，可以提出問題：鐵匠在制造鑿子等工具時(shí)，為什么要先把胚料放到加熱爐中燒紅再打？不加熱行不行？鍛打以后，為什么要浸入水中？不浸行不行？浸水之后取出，放到爐中加熱，這又是為什么呢？這一連串的疑問，環(huán)環(huán)相扣，促使學(xué)生思維步步深入，讓學(xué)生帶著濃厚的興趣完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

三、明確課程重點(diǎn)

從整個(gè)課程結(jié)構(gòu)看，原理、工藝、材料為重點(diǎn)，其中工藝、材料為重中之重。原理部分主要包括結(jié)構(gòu)、結(jié)晶理論、Fe-Fe3C相圖理論、熱處理原理，其重點(diǎn)是“兩圖”，即Fe-Fe3C相圖和共析鋼奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線圖。Fe-Fe3C相圖是研究鐵碳合金的理論基礎(chǔ)[5]，共析鋼奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線圖，是研究熱處理的理論基礎(chǔ)。對(duì)于這“兩圖”要熟記、理解，并且真正能夠?qū)W會(huì)應(yīng)用。工藝部分主要指熱處理工藝，這里重點(diǎn)是整體熱處理的四火[6]（退火、正火、淬火、回火）和局部熱處理的表面熱處理，要熟練掌握各種熱處理的工藝（加熱溫度、冷卻方式）、目的、組織、熱處理后的性能應(yīng)用。材料部分包括碳鋼、合金鋼、鑄鐵、有色金屬及硬質(zhì)合金，其重點(diǎn)是碳鋼、合金鋼、鑄鐵，要掌握各類材料的牌號(hào)、成分、一般施以的熱處理方法、性能及用途。

四、抓住課程主線

縱觀本課程內(nèi)容，可以找出一條主線，即“成分—組織—性能—應(yīng)用”，這條主線是本課程的綱，各種金屬材料之所以性能不同，主要是其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)不同。熱處理（指普通熱處理）是在不改變化學(xué)成分的前提下，通過改變組織來達(dá)到改變性能的目的，即“工藝—組織—性能”，這可看作是一條副線，可以說這條主線（及其副線）貫穿了整個(gè)課程。因此在講授時(shí)應(yīng)抓住這條主線，并把它貫穿于每一章，每個(gè)工藝，每種材料，這樣網(wǎng)絡(luò)就清楚了。例如第二章由“結(jié)構(gòu)—性能”貫穿，晶格類型不同，晶格常數(shù)不同，晶粒大小不同，內(nèi)部缺陷種類的多少不同均會(huì)影響金屬的性能；第三章由“工藝—組織—性能”貫穿，第四章由“成分—組織—性能”貫穿，其中溫度的變化（工藝不同）對(duì)鐵碳合金的組織也有重大影響，這可由副線解釋；第五章、第七章、第八章金屬材料部分由“成分—組織—性能—應(yīng)用”貫穿，第六章由“工藝—組織—性能—應(yīng)用”貫穿?？傊?，本課程的大小問題均可由主線引導(dǎo)。

五、重在理解

《金屬材料與熱處理》是一門敘述性課程，比較抽象，因此應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)對(duì)問題的理解。這里應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1.對(duì)基本概念、名詞術(shù)語要搞清其物理本質(zhì)，并充分利用教具、圖表等，組織學(xué)生腦、眼、耳并用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性，使之產(chǎn)生興趣，增強(qiáng)理解記憶效果。例如講 “固溶強(qiáng)化”，可先以純鋁及鋁合金的強(qiáng)度、硬度的差別為例，講清“固溶強(qiáng)化”在生產(chǎn)中的意義，然后從字面加以解釋，再通過看組織示意圖從本質(zhì)上進(jìn)一步解釋，學(xué)生就容易掌握了。2.對(duì)于一些重要規(guī)律要加以解釋，例如含碳量對(duì)鐵碳合金力學(xué)性能的影響規(guī)律；淬火鋼回火時(shí)，回火溫度與力學(xué)性能的變化規(guī)律等?？赏ㄟ^組織的變化加以解釋，并與實(shí)際結(jié)合起來舉例說明。3.對(duì)于一些重要觀點(diǎn)要加以闡明。例如熱處理強(qiáng)化、合金化強(qiáng)化、細(xì)化晶粒強(qiáng)化均是強(qiáng)化金屬材料的重要手段，要通過生產(chǎn)中的實(shí)例加以闡明，并說明其各自的特點(diǎn)及應(yīng)用。4.對(duì)于一些問題要進(jìn)行綜合分析。培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，是技工學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的目的。要達(dá)到這個(gè)目的，除對(duì)基本知識(shí)熟練掌握外，還應(yīng)能夠?qū)⑶昂笾R(shí)聯(lián)系起來綜合考慮。例如對(duì)45鋼要能利用Fe-Fe3C相圖理論分析平衡狀態(tài)下的室溫組織及其性能，又能利用熱處理知識(shí)對(duì)其施以正確的熱處理工藝，以進(jìn)一步改善其性能，同時(shí)還能利用金屬材料知識(shí)說明其用途。

六、結(jié)合實(shí)踐

《金屬材料與熱處理》屬實(shí)用性科學(xué)，先要解決選材及工藝問題，在講授時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.與各專業(yè)密切結(jié)合，對(duì)不同專業(yè)有不同側(cè)重。例如金屬結(jié)晶理論Fe-Fe3C相圖與鑄造焊接專業(yè)聯(lián)系緊密，各種碳鋼的牌號(hào)、成分、性能與車削加工效率的提高密切相關(guān)。金屬材料知識(shí)與機(jī)械制造各專業(yè)均有密切聯(lián)系，但也要有不同側(cè)重。如焊工側(cè)重普通碳素鋼；車工鉗工側(cè)重優(yōu)質(zhì)碳素鋼；鉗工工具多為碳素工具鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼；而車工工具多為高速鋼、硬質(zhì)合金等?？傊畬?duì)不同專業(yè)要有不同側(cè)重，不能用同一教案。 2.要能找到每個(gè)理論、每種材料、每個(gè)工藝在生產(chǎn)實(shí)際中的落腳點(diǎn)?！督饘俨牧吓c熱處理》的每個(gè)理論都與生產(chǎn)實(shí)際有密切聯(lián)系，每種材料都有特定的應(yīng)用范圍，這些都要在講授中具體體現(xiàn)出來，通過生產(chǎn)中的實(shí)例加以說明。3.對(duì)于生產(chǎn)實(shí)際問題，要能從理論上分析，并能從理論上找到解決實(shí)際問題的方法。例如鉗工在銼削鑄鐵件時(shí)硬度過高，難以銼削，要能從石墨化的理論上找到硬度過高的原因是白口所致，故可采用石墨化退火[7]，消除白口降低硬度以便于切削加工。此外，理論教學(xué)與實(shí)習(xí)教學(xué)緊密聯(lián)系，將會(huì)收到更好的教學(xué)效果。例如車工在實(shí)習(xí)車削碳素鋼時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，車削低碳鋼時(shí)，斷屑難、粘屑，加工表面粗糙，加工性較差；車削中碳鋼時(shí)會(huì)產(chǎn)生不連續(xù)的切屑，被加工表面質(zhì)量?jī)?yōu)于低碳鋼，加工性良好；車削高碳鋼時(shí)，切削力和刀具磨損比車削中碳鋼時(shí)要大，刀具耐用度低，加工性差。探究這種客觀現(xiàn)象原因的好奇心，可以極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，通過課堂理論講授對(duì)這一部分的學(xué)習(xí)，學(xué)生們可以比較好的掌握碳素鋼的切削加工性取決于含碳量，碳素鋼隨著含碳量的增加硬度增大，韌性降低。這種教學(xué)策略可以使學(xué)生印象深刻，收到滿意的教學(xué)效果。

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