如何講好《金屬材料與熱處理》課程

摘要在《金屬材料與熱處理》這門課程的教學過程中， 教師只有認真備課、精心設計第一堂課， 靈活運用教學方法， 適當安排實驗、實習教學， 留心觀察學生的反應， 運用多媒體手段擴充教學容量， 突出本課程的實用性， 吸引學生的注意力， 與生產實際密切結合，激發學生的學習興趣， 才能獲得好的教學效果。

關鍵詞金屬材料 靈活教學 多媒體學習興趣

中圖分類號:G423文獻標識碼:A

0 引言

《金屬材料與熱處理》是研究金屬材料的性能與其成分、組織結構之間的變化規律以及改變金屬材料性能的途徑和各種常用金屬材料的課程。其主要內容有金屬學理論基礎知識及常用金屬材料。學生在學習本課程時，往往感到概念多、內容繁雜、理論太抽象，很難系統地理解和掌握。筆者結合在教學過程中的一些體會來談談如何講授這門課可取得最佳效果。

1 了解學生學習《金屬材料與熱處理》的特點

良好的第一節課對于激發學生的學習興趣是非常重要的，它可以使學生形成了本課程的第一印象。如果學生在第一課面臨很多的專業詞匯，例如原油工藝、熱處理、相圖、塑料材料，可能使學生對課程內容產生恐懼，從而失去了對課程的學習興趣。

由于上面的原因，所以筆者設計的第一節課主要是為了激發學生的學習興趣，其中主要包括三個內容。首先是講故事，就是古代的俠客手中的寶劍是怎么做的?這是一個艱苦的過程，首先要在各種高大的山脈中尋求數以千計的鐵礦石，最后將刀入水快速冷卻(這一幕在小說和電視劇中是常見的)。等講完了之后，就讓學生自己總結出之間的過程，最后一步就是詳細介紹了我國在西漢是已經被廣泛采用的“水與火提取”、“水淬韓鋒”的技術記錄。結論是熱處理是一種處理方法，是改變金屬材料力學性能的有效途徑。顯示一個“削鐵如泥”古刀劍，這是可以用削鐵如泥的菜刀來代替寶劍。用菜刀兇猛的切割鐵杖(軟的)這時可以砍出黑暗的3~5毫米的口子而菜刀無損壞。這時抓住時機向學生提問:為什么這菜刀與鐵杖都是金屬，但是沒有破壞菜刀呢?這樣就可以得出結論，雖然兩者都是金屬，但是雙方的組成、加工、性能是不一樣的。通過這樣做一個熱處理的對比實驗，就可以加深對熱處理的作用。

這個實驗可以分為兩個步驟:(1)實驗拿了一塊普通的鋼板，分成三個相等大小的塊A、B和C 。請幾個學生用銼銼削這三塊板材， 并判定這三塊鋼板的銼削難度。(2)將A、B兩塊鋼鐵加熱到一個國家的發光發紅，然后將A迅速落入水中，將B號鋼在露天冷卻。重復這個步驟，與之相比進行硬度測試。然后可以得出結論:在冷水中冷卻的硬度高，C 鋼的硬度最低、最小。完成這個實驗，引導學生回憶實驗過程中加熱和冷卻的不同方法對A、B、C鋼板硬度產生的影響，請學生總結，并形成鮮明的對比結論。通過實驗、實習、學生的好奇心和興奮可以被吸引出來，而在這個過程的熱量和記憶的神奇效果也會增加學生對這門課程的學習興趣，引導學生廣泛的參考教學資料進行學習。

了解學生的特點，準備好課前準備對教學過程來說是個關鍵。老師在課堂教學前要認真備課，并需要有詳細的步驟核對教學過程的各個環節的宏觀把握，準備試驗和現場教學設備及其它材料來防止由于準備不足造成的混亂。要仔細閱讀教材，熟悉每一個教學細節，根據要求從整個教學大綱的角度認真的掌握每一章的知識，同時也要了解一些各種各樣的書籍和相關的專業知識。以此來充實教學內容，但不要把知識講授的太難太深。也可以積累一些案例教學的內容，以豐富并活躍課堂氣氛。要引導學生成為自主學習的學生，我們應該用不同的方式理解學生的學習能力和知識結構以及學習基礎等特點。在教學中不能僅僅局限在固定在教學、案例教學方法和現場教學等，只要能引起學生學習興趣的方法都是好的方法。只有通過濃厚的興趣和好奇心，來吸引學生的注意力，才能真正地向學生傳授知識。

實際的教學中，教學方法應根據課程的內容和學生的實際情況來定，同時在教學實際中還要根據實際情況進行及時地調整。要大致擬定授課過程的時間安排，并靈活使用課堂教學的時間。教學中要聯系好設備、教具和場地等方面，也可以先演練一遍來確保教學的效果，一定要在實驗中采取安全保護措施，按照安全要求對學生進行安全教育，確保學生的安全。由于《金屬材料與熱處理》課程的實用性強， 因此講課的時候要注重實踐教學的作用，授課中應注重體現課程內容與生產、生活的實際聯系， 重點講解識別成分、選材、熱處理等實用性內容，讓學生了解工人更關注的是實際的工藝方法。

由于《金屬材料與熱處理》課程的實用性強，所以它不只是純粹的理論課， 還應該有實踐性， 課堂的教學也離不開實驗、實習。在實驗實習方面，單純依靠教材是不夠的。筆者由此增加了以下實驗、實習內容:一是鋼的火花鑒別;二是鋼的拉伸及沖擊試驗; 再就是榔頭的熱處理工藝設計及加工實習的鐵絲與鋁絲的疲勞試驗。這些內容不僅具有實踐性，而且還可以激發學生的學習興趣。在實際的理論教學中，要多舉一些應用的實例，適當穿插一些與課程知識相關的案例來說明課本的知識點，并引起學生的學習興趣。譬如在講到金屬物理性質中熱脹冷縮的性能時， 教師可以通過鐵軌上伸縮縫的用途加以說明。這些實際的案例和例子對于活躍課堂氣氛， 吸引學生注意力具有很好的作用， 并且在實際的教學中會產生良好的教學效果。

2 挖掘《金屬材料與熱處理》的內在內容

在《金屬材料與熱處理》課程中，不僅要分析學生的學習特點來加強課堂和實驗教學，更應該挖掘新舊知識間的聯系， 為學生通往新知識領域搭建一座橋梁?！督饘俨牧吓c熱處理》課程有全新的知識體系， 這可能會給學生一種神秘感，增加學生的學習難度。而現實的情況是文化課與專業課有著千絲萬縷的密切內在聯系， 重視這一聯系可以對新學科的學習起到重要作用。譬如在介紹《金屬材料與熱處理》中“金屬材料的機械性能”的內容時， 可以重新提出學生在初中時曾經做過“力的測量”的實驗，為什么加在彈簧秤上的力不能超過彈簧的測量范圍呢?這個問題對學生來說有一定的難度。在這種情況下， 教師應該引導學生這個問題的答案可以從“金屬的機械性能”一節中找到。這樣就使新舊知識很好地聯系到了一起， 從而提高了學生的學習積極性， 使之產生了進一步學習的興趣。通過提升學生的學習興趣，使學生找到新舊知識的結合點，使學生變被動學習為主動學習， 這樣就可以提高學生學習的積極性，引導學生學習新的知識。

在教學中積極引導學生尋求新舊知識的結合點不僅符合學生的認知規律， 同時也有利于學生記憶?？梢耘囵B學生自主學習新知識的自學能力。在教學中要注意觀察學生對于教師教授知識時候的反應， 配合學生的學習規律來提高學生學習的成效。學生在課堂學習知識的時候會產生一些情緒變化，如果教師發現學生未能跟上教師的思路， 可在不中斷授課的情況下判明原因， 及時改變教學方式，以此來提高學生學習的積極性，提高學習效率。如果發現學生聽到教室外的吵鬧聲而東張西望， 可以提幾個問題， 由于需要進行思考，學生們會自動地安靜下來，等學生安靜了再繼續上課。如果學生對教學內容感到茫然不知所措， 教師還可以變換教學方式來使學生更容易接受知識。在授課過程中教師應該留心學生在課堂上的反應， 及時調整教學方式、方法需要教師有意識、有目的地不斷探索， 不斷實踐， 不斷提高。雖然這是很困難的，但只要掌握了學生學習的規律額，掌握以下吸引學生注意力的方法技巧，其實在實踐教學中也不難達到。

隨著現代計算機網絡技術的發展，運用多媒體手段擴充教學容量成為一種新的教學方法。多媒體教學具有信息容量大、形象直觀和容易接受的特點。教師可根據教學內容制作課件， 配上文字、圖片等內容。對部分受條件限制不能完成的過程演示， 可以通過模型演示等方法來克服，這樣既可以生動形象地把過程展示給學生，又可以彌補設備缺失的不足。在多媒體教學中，可以適當調整部分教學內容， 突出實用知識，以此縮減部分教學內容，減輕學生的學習負擔，使學生更有利于學習有用的知識。如微觀結構、鋼的加熱及冷卻的轉變原理、二元合金相圖等， 對于在未來工作中不太可能用得上的知識， 可適當減少一些課時。這樣由淺入深地向學生傳授知識， 可以使學生更容易接受知識。

為此，我們在教學過程中有意識地給學生創造使用圖表、各種表格、手冊的條件，以培養和加強學生查閱和應用資料的能力。在講課中，我們結合教材中的曲線、圖像、表格或附錄中的內容來表達和分析，培養學生的興趣，盡可能讓學生自己查并進行運算，這樣不僅可以培養學生的分析能力，同時也要求他們對所選材料的熱處理加熱溫度、冷卻方式及所能達到的性能等進行查表、比較，鍛煉學生的實際動手操作能力。通過上述的查閱訓練，可使學生對教材上的一些圖像、表格、曲線，日常時候用的鋼材的熱處理規范及其性能等數據能較熟練地翻閱和應用，從而有效地提高學生的動手能力。

當然，作為一門實用性較強的專業學科，《金屬材料與熱處理》還要求教學要與生產實際密切結合。在講課的實際過程中，要注意本門課程內容與各專業的聯。譬如冷塑性變形理論與鉗工、鉚工聯系緊密，金屬材料知識與機械制造各專業均有密切聯系。但在實際應用中，又要注意分析他們的不同之處:焊工側重普通碳素鋼，車工鉗工側重優質碳素鋼，鉗工工具多為碳素工具鋼、低合金結構鋼等。總之對不同專業的學生教課的側重點要不同。再就是要找到每個理論、材料和工藝在生產實際中的落腳點。我們都知道，由于它是一門實用型學科，金屬材料與熱處理的每個理論都與生產實際密切相關，每種材料也都有特定的應用范圍，課堂講課中要注意體現出來這點并通過生產中的實例加以說明。還有就是對于生產實際的問題，不僅要從理論上進行全面的分析還要結合實際積極的找到解決實際問題的方法。例如鉗工在銼削鑄鐵件時硬度過高，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，消除白口降低硬度以便于切削加工。

3 結語

作為電子機械類學生必修的技術基礎課， 《金屬材料與熱處理》也是這類學生的專業入門課。但是由于在實踐教學生、中的器材限制，以及該課程的實用性等專業特點和所處的教學位置， 造成了其學習難度較大。在實際的學習過程中，學生們普遍反應難以全面掌握課程的內容， 并產生了學習上的畏難情緒， 甚至于有的學生學習不得其法而僅僅去生吞活剝， 死記硬背書本知識，造成了理論與實踐應用的脫節。因此， 在這門課的講授過程中，我們教師必須深入研究教材內容， 探討教學實踐的方法， 以此來促進教學目的的實現。總而言之， 筆者在教學過程中， 根據課程與學生的特點， 認真備課， 靈活調整教學方法， 吸引學生的注意力， 激發學生的學習興趣， 取得了較好的教學效果，基本上達到了本課程的教學目標。

參考文獻

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