淺談《金屬材料與熱處理》課程的教學方法

葉燕貞

【摘 要】《金屬材料與熱處理》作為機械專業基礎課程，是一門理論性和實踐應用性很強的課程。它以物理、化學、工程力學及金屬工藝學實習為基礎，在學習時必須聯系上述課程的有關內容。學生在學習過程中普遍存在對材料的微觀組織結構缺乏感性認識和理論基礎，畢竟過于抽象，所以理解起來比較困難。本文主要闡述這幾年在《金屬材料與熱處理》教學過程中的一些經驗和體會。

【關鍵詞】金屬材料；熱處理；教學方法

一、引言

《金屬材料與熱處理》作為機械專業基礎課程，是一門理論性和實踐應用性很強的課程。其中基本術語和抽象性概念偏多，學生在學習過程中常常會遇到困難，特別是對術語的理解。學生往往聽到一半都會覺得枯燥乏味，沒有耐性繼續聽講。在教學實踐中，我們可以從幾方面入手，以期取得良好的教學效果。

二、全面概括，抓重點教學

縱觀整個課程由兩個部分組成，一部分是金屬材料，一部分是熱處理，在此要抓住“材料性能”做為重點解析。緒論中提到：“成分決定組織，組織決定性能，性能決定用途。”實際工作中，我們首先接觸的是用途，材料的使用情況和工作條件對材料提出了性能要求，正如一把好的刀具硬度要高，坦克履帶耐磨性要很好。材料的性能因為周圍介質的變化會發生變化，這取決于其內部組織結構對周圍介質的適應情況。組織結構不同，性能也大不相同，液、固態組織狀態不同，性能不同。α-Fe和γ-Fe結構不同，性能上存在一定的差異。而之所以材料在性能上會有這么多不同，最主要的原因就是成分比例的配對。這就好比一杯糖水，糖少了不夠甜，糖多了又太膩，要找到最合適的比例才能配對出恰當的味道。所以要了解材料的用途首先要對材料的性能進行分析，抓住重點，一層一層深入探究。

三、引導學生，注重興趣教學

學習貴在持之以恒。如何讓學生一直保持良好的學習狀態？這就要求老師在講解過程中要始終設法讓學生懂得所學內容，通過與實際聯系，舉一反三，提高學習興趣。興趣是調動學生探索科學的源頭。有了興趣，學習就不再是負擔，而轉變成學生執著的動力。

孔老先生說的好“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”。可見學習興趣是多么的重要，所以在教學過程中要想方設法去激發學生的興趣。上第一節課時，先不談課程，先設計幾個討論的話題，如“生活中家居生活用品都有哪些？分別用什么材料生產的？為什么選用這種材料？可不可以用其他材料代替？”通過對日常所見用品討論延伸出材料的內容，然后把中國上下幾千年人們發現材料、運用材料的一些典型事例通過圖片和資料剪輯用幻燈片放映出來。為什么不同的材料可以在人類的智慧和辛勤勞動下轉變成各式各樣的東西？帶著這些為什么，好奇的學生在老師的引導下把興趣轉移到材料的原理、結構、性能和熱處理等這些枯燥、抽象的學習內容上。另外也可以采用靈活多樣的教學手段來激發學習興趣，如上“鋼的火花鑒別”這一節時，就可以帶學生到實訓車間磨刀室現場操作分辨，從而加深對材料鑒別的認識。教學手段有很多種，只要我們合理應用，總有一種方法是學生感興趣的。

四、利用多媒體設備，形象教學

人類通過五官的感知，認識和了解世界。科學研究表明，眼睛、耳朵等多種感官并用，學習效率最高。可是在熱處理這部分的學習上，由于工藝設備條件有限，沒有辦法做到現場操作演示。如果僅靠文字和解說很難把枯燥、抽象的內容講“活”，而結合計算機多媒體和網絡化的教育資源，則可以把熱處理工藝過程直觀形象地展現給學生。這將給課堂增加很多的趣味與生動，可以很大程度地調動學生學習興趣和熱情，有了視覺和聽覺的結合，更有利于消化知識，提高學習效率。

五、技巧教學加深記憶

《金屬材料與熱處理》這門課名詞概念特別多，而且還枯燥、抽象，知識系統性又很強。如果不能前后知識聯系，很難把課程學好，這就要求學生對所學的內容要全面記憶。記性好的如果不花時間也不一定能全部消化，更不要說記性差的學生了。所以，在教學中老師需要幫助學生尋找記憶的方法。

（一）口決是一個key point，利用口訣讓學生記住最重要的課程內容，甚至是變化繞口令的方式。如記Fe-Fe3C合金相圖時，可以利用相圖決來繪制和記住相圖。“溫度成分建坐標，鐵碳二元要記牢。兩平三垂標特點，九星閃耀五弧交。共晶共析液固線，十二面里組織標。基本組織先標好，相間組織共逍遙。分析成分斷組織，鍛造處理離不了。”通過相圖決，可以幫助學生更快地記住Fe-Fe3C相圖的所有知識點。

（二）運用數字“七”的魔力，有科學數據表明，“七”是我們短期記憶的極限。事情忘記七次就會記住，今天教了一個知識點提問一次不會，下次同樣的問題再提問不會的學生，過了幾天再次提問同一個學生同一個問題。當講到相關聯的知識點時再反復提問舊的知識點。七次以后學生一定會記住。教學時可以采用分組學習，一般也是七人一組，不過搭配時根據學生的學習情況，采用的是“2+5”的分組方式，學習主動和被動的學生組合。一學期至少有七次大作業，課堂學習固然重要，但是要完全吸收和應用，則需要作業加以輔助。根據課程內容設置大作業以七次為宜，太多了學生會覺得繁多，失去耐心，少了不足以囊括重點知識。在第七周時了解學生反映，及時調整教學進度和方法，以期提高教學效果。

（三）讓學生動手記、動手碰會比我們努力要他記一堆書本的概念來的好。所以要培養學生的自學能力，這個就靠教學中興趣的培養和教學技巧手段的應用來實現。

六、用事例講課，提高課堂飽和度

一次課90分鐘，如何讓課堂一直保持安靜，集中注意力。這就要合理的安排課程時間和內容，提高課堂的飽和度。課程開始，把握前十分鐘學生的專注時間，上課二十分鐘，給學生一個刺激，或許是即將來到的考試，或是下次課的活動。半小時后是關鍵轉折點，這是學生集中力最差的時候，此時最好能講個故事或者點學生發問等來提高注意力。課程即將結束的時候，如果內容講完了，與其等待下課， 不如整理今日課程來收尾。在這個過程中，最難的就是學生集中力最差的時候如何找到“興奮點”激發他們的興趣，把專注力拉回到課堂上。一般理論內容講解到差不多的時候，可以加入一些事例。如講到塑性材料和脆性材料受沖擊載荷時表現出不同的變形情況，是因為材料的沖擊韌性不同。可是韌性好壞對材料的變形情況有什么不同，學生還是不太理解，此時可以引用一些事例來加以說明：1912年4月號稱永不沉沒的泰坦尼克號（Titanic）首航沉沒于冰海，成了20世紀令人難以忘懷的悲慘海難。20世紀80年代后，材料科學家通過對打撈上來的泰坦尼克號船板進行研究，回答了80年的未解之謎。由于Titanic 號采用了含硫高的鋼板，韌性很差，特別是在低溫呈脆性。所以，當船在冰水中撞擊冰山時，脆性船板使船體產生很長的裂紋，海水大量涌入使船迅速沉沒。通過這個事例，學生們就能明白了，找到了興奮點就可以饒有興致的繼續接下來的課程。

七、 結束語

在《金屬材料與熱處理》的教學中，針對課程中的的一些難點、重點、枯燥的概念名詞等盡可能的多采用有趣、直觀、多樣的方式進行教學；多舉例生活、生產中的實例，采用多媒體設備現代化教學；以學生為中心，激發學習興趣，活躍課堂氣氛。使抽象、深奧的知識，用淺顯易懂的語言和例子講解給學生，讓學生更容易理解和吸收，更牢地記住知識點，從而學好、學透這門課程。