鐵碳合金相圖教法研究

徐成君

鐵碳合金相圖是《金屬材料與熱處理》課程的重要內容,學生往往難以理解和掌握。下面筆者就此問題談一下自己的體會。

一、循序漸進,溫故“立”新

教師需充分了解新舊知識的聯系,誘導學生利用已學過的知識,積極思維,得出結論,理解新內容。在講授鐵碳合金相圖前,應集中或穿插復習周邊知識,如純鐵的同素異構轉變、相圖基礎知識、鐵碳合金基本相、函數圖像知識等。待基礎知識明確之后,再提出問題,進入新課。

二、因勢利導,善于設疑

復習完舊知識,就要及時向學生提出一個明確的學習目標,即學習鐵聯合金相圖有關問題,并指明學生應掌握不同成分的鐵碳含金組織隨溫度變化的規律。然后,繪出相圖并繼續提出問題:“如何識別、理解相圖及相圖作用”等,使學生懷著渴求答案的心理去學習新課,從而激發他們的學習興趣和求知欲,以取得較好的教學效果。

三、采用啟發式教學

啟發式教學就是在教師的誘導啟發下,使學生積極思維,得出結論。這種方法滿足了學生的參與感,能激發學生的學習積極性。如講解鐵碳合金基本相可由純鐵同素異構轉變啟發起始,講解鐵碳合金相圖時,可由鉛-銻共晶相圖啟發,得到共晶轉變、共折轉變,同時啟發學生理解相圖中臨界線、相區的意義等。啟發式教學關鍵在于教師要善于啟發,善于提問,把握知識間的內在聯系。運用得當,則可使學生易于理解所學內容。

四、化難為易,分解相圖

化難為易是教師處理難點問題的常用辦法。它是利用適當的方法,把難度大的問題轉化為學生能夠接受理解的小問題,以減緩學生壓力,取得良好效果的一種教學方法。由于經簡化的鐵聯合金相圖仍然比較復雜,難度較大,因此,可利用化難為易方法,利用課件,把復雜的相圖分解成若干個簡單部分直觀的呈現在學生面前,以便于理解。

比如,鐵碳合金相圖(圖1)經如下分割:在以含碳2.11%處作橫軸垂線HK,把相圖分為左右兩個部分。則鐵碳合金相圖可轉化為與簡單鉛-銻共晶相圖和銅-鎳相圖相近的兩個部分。此時,可啟發學生利用鉛-銻相圖和銅-鎳相圖知識來分析鐵碳合金相圖。教師邊啟發邊分析,并指出其異同點,同時歸納出點、線、面的含義。這樣,由舊知識到新問題銜接自然,水到渠成,難點問題也不復存在,學生自然明白易懂。

五、驗證規律,深化理解

發現規律并運用規律去解決問題是教學過程中發現規律并運用規律去解決問題是教學過程中付之有效的方法之一,教師要善于總結規律,并要求學生去掌握規律。當分析鐵聯合金相圖結束之后,就要及時總結相圖中的基本規律,即相區組織、數量、種類等問題,得出如下結論:單相區四個;獨立組織兩個;雙相區五個(兩個單相區間為雙相區)。此后,教師可對典型合金結晶過程加以分析,以驗證上述結論。通過分析,進一步加深了學生對組織轉變規律及相圖含義的理解,從而掌握有關內容。

六、口訣記憶,掌握結論

學習的目的在于掌握有關知識。因此,在對教學內容充分理解的基礎上,要對結論性問題充分重視并利用適當方法加以記憶。學習鐵碳含金相圖的重點就是掌握相圖所揭示的組織、成分、溫度三者之間的變化規律。為了便于掌握,可根據記憶規律,把相圖、合金組織種類、分布等編成以下順口溜進行記憶:坐標系內一平面,兩平兩折一斜線。四單五雙圖中含,室溫組織兩相摻。(兩平:PSK、ECF;兩折:ACD、GSE;一斜:AE;四單:四個單相區;五雙:五個雙相區;兩相:F、Fe3C。)前兩句說明了鐵碳合金相圖的圖形特征,后兩句說明了圖中所含組織種類、數量及室溫組織特征。

七、聯系實際,學以致用

相圖的應用很廣泛,除了教材提及的,還有判定鐵碳合金的結構,組織轉變情況;判定預測組織,解釋一些現象。在講授本節內容時,根據教材內容和學生特點確定教法,遵循理解、記憶、掌握的教學規律,采用啟發性、直觀性等教學原則,逐步展開。

(作者單位:河南省南陽技師學院)