《金屬材料與熱處理》課程的生動教學案例

摘 要:《金屬材料與熱處理》是技校教育中比較重要的一門專業基礎課，該課程的特點是概念多而繁雜，理論抽象，難度較大，課程比較孤立導致進而導致該課程學生學習起來比較枯燥乏味，學生缺乏學習興趣。所以需要在教學中通過多樣化、多層次、多途徑的教學課程設計，制造教學亮點，實施興趣教學，從而收到良好的教學效果是教師不斷追求的目標。

關鍵詞:金屬材料與熱處理 興趣 教學

中圖分類號:G4文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)03(a)-0176-01

《金屬材料與熱處理》是在技工院校中是比較重要的一門專業基礎課，研究的是金屬材料的成分、組織及熱處理方法之間的關系。通過本課程的學習，學生應掌握金屬材料的性能特點，用正確的熱處理加工工藝和方法獲取優質的工件。由于本課程是一門從實踐中來又指導實踐的課程，許多知識點需要通過各類實驗來驗證。但技工學校缺乏金屬材料課程的相關實習設施，很多實驗難以在課程中實現，教師只能進行理論教學，而這門課程特點是概念多且雜， 涉及知識面很廣，理論非常抽象，難度比較大。而目前技校的生源，初中畢業居多，年齡偏小，相關基礎薄弱，特別對金屬材料與熱處理的感性認識非常欠缺，生產實踐更是一張白紙，并且該課程許多知識點無法通過教具演示，所以學生學習有相當難度。那么，教師該怎樣才能上好這門抽象難懂的課程呢？筆者經過參考各方面資料以及我自己的教學實踐總結出如下的興趣教學案例:

1 從生活實際出發，剖析各種生活現象

當今發展日新月異。現在的學生接觸的生活世界更是豐富多彩的，因此聯系生活的實例也非常廣泛，通過發掘他們生活周圍的現實實例，他們會感覺到原來學習的東西并不是紙上談兵，學了就只能是拿來考試的，讓他們感覺到這門課程確實是有用的。但是選取的例子一定要貼近學生周邊生活，這樣才會激起他們的興趣。

例如在講述材料的加工硬化現象時，我采用了這樣的一個例子，就是我們在彎折鋼絲的時候會有這樣一種感受:剛開始彎折時，發現越彎越費力，這是什么原因呢？還有為什么那些氣體飲料的金屬易拉罐底部都是向上凹進去呢？應用加工硬化的知識就可以解決，原來是彎折發生了塑性變形，會使材料產生加工硬化現象，變的越來越硬越不容易彎折。而金屬易拉罐正好應用了這一特性，當罐內氣體壓力增大時，會擠壓底部向下變形，在塑性變形的過程中金屬就會越來越硬，以防發生危險，順便可以擴展知識，高壓氣體的儲氣罐都有兩層，里面一層底部也是向上凹進去的也就是這個原因。在汽車的覆蓋件上，家用電器的外殼上用的軋鋼就可以通過軋制這樣的塑性變形提高其強度。

同樣在材料的力學性能硬度這一課題中，我是這樣引導學生學習硬度的，我問同學們我給你們兩塊石頭你們怎么判斷那塊更硬呢？他們給出的方法是相互劃，那個軟就痕跡深一點，這很貼合我們硬度的實驗方法之一，那就是劃痕法，從中學生在思考中可以學到硬度的知識。用金剛石來切割玻璃就是采用了金剛石的硬度比玻璃大的緣故，加深理解。

在講金屬材料分類的時候，學生們可以自己舉出很多生活中金屬的例子然后進行歸類，比如實習中用到的工具銼刀，鋸條用到了鋼，臺虎鉗是鑄鐵等，學生可以舉出很多，這樣調動學生參與的積極性。

2 充分借助實驗，激發學生探究欲望

如果說實踐是檢驗真理的唯一標準，那么實驗是最直觀的一種教學手段，不僅具有認識論和方法論功能，而且具有激發學生學習興趣。比如在講晶體的各向異性課題時可以做這樣的實驗，用一樣大的三塊材質分別為玻璃、石英、鐵的薄板，在他們上面涂上一層薄薄的石蠟，然后拿一根燒紅的針，分別在三塊板的背面接觸，發現玻璃板上石蠟融化為圓形，石英為橢圓，鐵板也是圓，為什么會有這樣的現象呢？原因是石英是晶體它各個方向的特性不一樣，展現出來的是各向異性，而玻璃是非晶體具有的是各向同性，那問題又來了，鐵板同樣是晶體為啥它也是圓形呢？這樣就可以繼續探究，它和石英板不一樣，它是多晶體而石英為單晶體，也就是說它內部是由許多的排列規則的單晶體雜亂的組合在一起，它展現出來的就是假的各向同性，也稱偽各向同性。

在“鋼的火花鑒別”課題中，課本教學都是介紹火花鑒別、鑒別原理、火束、流線、根花、間花、尾花等概念。學生在聽課中沒有實際的感覺，概念零散難以記憶辨別。而在校實習車間帶領學生一起做火花鑒別實驗將會取得非常好的教學效果，就準備低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼與高速鋼等不同的材料，用砂輪機分別打磨，讓學生觀察打磨時候得火花特點。在實驗的同時現場演示講解，在直觀的切身體會下，學生很快便掌握了不同含碳量鋼的火花特點，而且學會通過火花來分辨材料。學生在實踐中開展專業知識的討論與交流，教學及課堂效果比較好。

3 引用歷史事件與典故，增強學生的認知興趣

在講疲勞強度這個力學性能時，疲勞強度的來歷必須給予重視，因為這對學生有很大的吸引力，對學好這個知識點很有幫助。在二戰中，英德空軍戰爭慘烈，在一段時間內，皇家空軍戰機出現大批無故墜落，機上無任何彈痕，最初還以為德國發明了什么新式武器，一度引起恐慌。但隨著調查的深入，最終結論是這些戰機無一列外的發生了疲勞現象，于是就出現了疲勞強度的這個力學指標。

還有堪稱當時世界上最大、最豪華、設計最先進的，被稱為“永不沉沒”的海上都城泰坦尼克號郵輪，在與冰山的一次沖撞后，產生了90多米長的大裂紋，并在短短3個小時后就沉沒了，這是人類航海史上的一次悲劇，它的沉沒也是近一百年來的未解之謎。到底是咋回事呢？自然引出泰坦尼克號郵輪的鋼板含硫量高，韌性很差，在極低的溫度下變脆，經不起沖擊和震動的鋼的冷脆問題。

“懷文造宿鐵刀，其法，燒生鐵精以重柔鋌，數宿則成剛。以柔鐵為刀脊，浴以五牲之溺，淬以五牲之脂，斬甲過三十札。”是中國古代冶金術里面的記載。五牲之脂是動物油，油的冷卻能力比水差，用油淬火應力小、所以變形開裂傾向小;五牲之溺就是牲畜的尿液，含有大量的鹽，而現在的熱處理知識知道，鹽水的冷卻能力很強，這樣淬硬層深。由此可知，我們的祖先早在南北朝時，隨著冶金技術的發展，已經發現掌握了油、水、鹽水這些淬火介質對淬火質量的影響。通過這樣的例子，不但可以增強學生們對我們國家的民族自豪感，而且還可以增強學生學習的興趣，從而很好的掌握淬火介質的知識。

以上都是在教學過程中通過實踐總結出來的一些教學案例，對學生學習金屬材料還是有很大的幫助。當然還有許多好的教學方法和實例，在這里拋磚引玉的簡單寫作，僅供廣大教育同人參考，拙筆粗略，有待共同研究。

參考文獻

[1] 金屬材料與熱處理.中國勞動社會保障出版社，2005.

[2] 唐電，邱玉朗.中國古代金屬熱處理——試論退火、淬火、正火與回火.材料熱處理學報，2001.