《金屬材料及熱處理》課程改革探索與實踐

【摘 要】《金屬材料及熱處理》是一門專業性較強、理論抽象、概念較多的技術基礎課，為了提高學生學習的興趣，本文針對課程的特點，著重闡述了在新課導入、激發學生興趣、歸納總結等方面進行的多層次、多樣化、多途徑的教學改革與實踐，取得了一定的教學效果。

【關鍵詞】金屬材料及熱處理；新課引入；舉例；興趣；歸納總結

【Abstract】The course of metal materials and heat treatment is a fundamental specialty course of highly specialized character， abstract theory and too many concepts. To improve students’ interest， according to the characteristics of the course， the authors carry out teaching reform and exploration with different level， diversification and multi-ways. Such measures as introducing new lesson， stimulating students’ interest and summarizing achieved certain results.

【Key words】Metal materials and heat treatment； Introducing new lesson； Giving an example； Interest； Summarizing

《金屬材料及熱處理》是機械類專業的一門專業技術基礎課，內容主要由金屬的力學性能、金屬學、熱處理、金屬材料幾部分組成。本課程教學的目的在于使學生獲得有關金屬材料的基本理論和基本知識，掌握金屬材料的性能特點，初步掌握零件設計時的合理選材、用材，并且具有正確運用熱處理、妥善安排加工工藝路線等方面的知識和能力[1]。該課程的主要難點在于：內容雜、概念多、理論抽象難理解，但這些知識又與生產實踐有著緊密的聯系。學生們在學習本課程時，往往很難系統地理解和掌握這些知識，學生聽起來感到枯燥、乏味， 學習興趣不大。

所以，在本課程的教學過程中如何提高及激發學生的學習興趣、充分調動其學習積極性，是講授該課程面臨的首要任務。對于比較抽象、難以理解的概念，如何進行感性、通俗、深入淺出的直觀教學，是上好本課程的關鍵。

1 課程改革探索

為了在規定課時內培養學生金屬材料與熱處理的技能，使其緊扣專業培養目標，突出培養實際應用能力，體現一體化教學的特點，我在多年講授《金屬材料及熱處理》課程的基礎上，對這門課程進行了初步的教學改革探索，取得了一定的教學效果，現總結出以下幾個有效的方法。

1.1 做好新課的引入

新課的引入雖然僅占幾分鐘，但它是教學過程的重要環節和階段，它可以引起學生注意，激發學習興趣，形成學習動機，充分調動學生的學習積極性和主動性，同時還可起著新舊課程之間的承上啟下的作用。新課的引入要依據教學的任務和內容，學生的知識基礎，采用靈活多樣的方式進行。基本上每次課都需要一個引入，大章節有大章節的引入方法，小章節也有小章節的引入方法。

教學過程是一種提出問題和解決問題的活動，所以在教學開始，向學生提出富有啟發性的問題，引起學生聯想，具有較好的效果。如在第一節課講緒論時，首先應該介紹這門課程的主要內容，這時筆者沒有直接把內容講出來，而是選擇學生較為熟悉的工具進行提問（普車或數控機床的刀具）。刀具一般用途是什么？它是用什么材料制造的？如何生產出來的？利用學生回答用途的結論，擴展分析刀具工作時的受力情況，介紹刀具為什么在高速、高溫運轉下能保持刃口鋒利，這是由材料自身性能所決定的。材料有哪些性能指標？教材中材料的性能這一章將有較詳細的介紹。刀具由什么材料制成？第二問的回答一般是選鋼。“好鋼用在刀刃上” [2]，什么樣的鋼才算得上是好鋼？選材是關鍵。由此引入學習常用金屬材料牌號、性能、用途的重要性。刀具成型后有的放入水中冷卻、有的放在油中冷卻，不同方法得到的性能各不相同，有硬、有軟，這就是熱處理。這就要求我們對熱處理有關知識有一定的了解，否則，生產出來的刀具，就無法達到使用要求，熱處理這一章會有詳細介紹。通過以上和學生之間的問答，可將緒論中的主要學習內容講出，同時用事例在學生心中留下這門課的學習目的和要求。

有些概念、原理比較接近，學生容易混淆，在講新課概念時，就以類似的舊概念作類比引入，有助于認清概念的區別。例如講正火概念時，以退火概念的復習為引入，退火是將鋼加熱到適當溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻（一般隨爐冷卻）的熱處理工藝；而正火是將鋼加熱到Ac3（或ACCm）以上30℃─50℃，保溫適當時間后，然后在空氣中冷卻的熱處理工藝，通過Fe--C相圖分析兩者在加熱溫度和冷卻速度上的區別，加深認識，這樣既復習了相圖的內容，又引入正火內容的講解，比較自然流暢。又如講低合金高強度結構鋼時，可先復習碳素結構鋼的牌號、成分、性能、用途。再從碳素結構鋼入手，當屈服強度大于275MPa的牌號便是低合金高強度結構鋼，它是在碳素結構鋼的基礎上加入少量的合金元素制成，比碳素結構鋼的力學性能好，廣泛應用于各種工程結構。這樣引入新課起到承上啟下的作用，既讓學生復習了舊的知識，又引入了新課。

在課前備課階段，要根據本節內容的特點和前后內容的聯系，靈活地引入新課，激發學生學習本節內容的興趣和求知欲，自然地引入新課內容。

1.2 舉例子，激發和培養學生的學習興趣

興趣是學習的最好老師。學習興趣的培養、保護和發展對于激發學生進行專業課程的學習尤為重要。許多學生不是不想學，而是由于缺乏一定的學習興趣，沒有學習動力，時間一長就發展到厭學的程度[3]。所以我們教師，就要不斷研究教學方法，在教學過程中通過多樣化的教學，實施興趣教學，從而讓學生產生學習興趣，維持并發展興趣，這樣才能真正地學好這門課程。

學生會對自己生活中熟悉的內容產生興趣。因此，我在上課時針對學生的狀況，經常舉一些較為常見的典型事例，激發學生興趣。例如在緒論中介紹金屬材料時，筆者就引導學生舉一下身邊常見的金屬材料，如“教室的窗框是鋁合金做的”，“教室的暖氣是用鑄鐵做的”，“凳子腿是鋼管的”，“車床的床身材料是鑄鐵”，“電線是銅的”等等。我又在其中選擇了具有代表性的材料鋼和鑄鐵進行了講解，由于這些物體都是學生平時見過的，已經有了一定程度的感性認知，這樣就使學生對教學內容產生親切、熟悉的感覺，吸引學生的注意力，進一步激發學生學習更深層次內容的求知欲望和學習動機。

金屬材料的力學性能，是本門課程的一項重點內容，同樣在教學中，我也先用實例來激發學生學習興趣。如在學習硬度的概念時，我就舉例用同一把普通小刀來削鉛筆和刻畫玻璃，小刀能削鉛筆，因為小刀比鉛筆硬；而小刀不能刻玻璃，因為玻璃比小刀硬，這就說明硬和軟是相對的，而用什么度量硬和軟呢，那就是硬度，對刀具來講通常要求有高的硬度耐磨性就可以了。通過舉例，學生對硬度就有了直觀的認識，學生對抽象知識的理解和記憶也進行了強化，學習變得輕松自如。

在講授碳素鋼時，筆者就經常列舉生活中常見的碳素鋼。如菜刀屬于低碳鋼，塑性好，能磨得非常鋒利，但強度不高，不能砍骨頭；斧頭屬于高碳鋼，含碳量比較高，強度、硬度高，可以砍骨頭，但是塑性較差，磨不鋒利，切菜有難度。這樣一來，就把低碳鋼和高碳鋼的性能一起講了，學生在不知不覺中就把這個知識點掌握了。

可見，在《金屬材料及熱處理》中，有許多看不見、摸不著的抽象概念、理論，均可通過采用有趣、直觀、多樣的方式進行啟發式教學，列舉生活、生產中常見的實例，將抽象、深奧的知識，用生動形象的語言和例子，深入淺出地講授給學生，使學生能夠相對容易地理解和吸收，舉例子辦法雖簡單，但這樣既能活躍課堂氣氛，又能激發學生的學習興趣和熱情，加深對問題的理解，從而提高了課堂教學的效果。

1.3 抓住教學重點，善于歸納總結

技能教育要求學生具有較強的實踐操作能力，能夠熟練掌握生產工藝流程和操作規程，并能應用所學的專業基礎理論和基本技術，發現、分析并解決現場實際問題。為實現這一目標，我們這一課程必須圍繞培養應用能力為主題，精選、優化教學內容。

從整個課程結構看，《金屬材料及熱處理》基本內容大致分為金屬的力學性能、金屬學、熱處理、金屬材料四部分[4]。針對學生畢業后的主要工作特點，本著側重應用的原則，我將原有的教學內容進行了優化和調整，重點講授金屬材料的牌號、用途及選材方面的內容，加強學生根據具體情況對金屬材料選材能力的培養；對熱處理工藝的選擇應用及控制措施也做了重點強化。對于金屬學原理及金屬結構方面，由于涉及到了大量的理論知識，概念抽象，跟應用聯系不大，所以我只是讓學生做了大體了解。

本課程內容龐雜，概念多，相互間易混淆，理論抽象又難于理解。在教學中，我根據各章節知識間的內在邏輯關系，把零碎的知識點歸納串聯起來，形成一個完整的知識體系，從而便于學生理解和掌握，提高了教學效果。例如在講授碳素鋼和合金鋼時，這里面涉及到了大量的鋼的牌號、成分和性能特點、用途等。這些鋼種的內容多，又比較相近，學生容易混淆。授課時，我就按照不同的分類，把要講的碳素剛和合金鋼列表，通過表格的形式，這些鋼的異同之處一目了然，通過這樣的比較、歸納與總結，不僅可以使學生所學的知識更加系統化，而且更可加深學生的理解和記憶。

在每講完一次課后，我都要復述該課的主要內容，著重強調與后續章節有聯系或以該知識為基礎的一些要點知識，使學生聽完課后，有清晰的思路：哪些知識了解就可以、哪些知識必須掌握，從而做到寬度廣、深度淺、精度準。

2 結論

總之，我們在教學中要首先分析本門課程的特點，重點培養學生的實際應用能力，體現一體化教學特點，并以此為重點講授教學內容；根據學生的特點，激發和培養學生的學習興趣，盡可能地多層次、多樣化、多途徑的方式進行教學，列舉學生在生活、生產中常見的實例，將抽象的理論知識，用生動形象的語言和例子，深入淺出地講授給學生，使學生能夠相對容易地理解和吸收；采用多種方法輔助教學，善于歸納總結，這些都是提高教學效果的有效途徑。

【參考文獻】

[1]李獻坤，于書興.金屬材料及熱處理[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2011：1-2.

[2]牟亞麗.金屬材料與熱處理教學探討[J].農業科技與裝備，2010，6：143-144.

[3]徐建軍.高職《金屬材料與熱處理》教學探討[J].蕪湖職業技術學院學報，2007，9：84-85.

[4]王進.關于《金屬材料及熱處理》的教學體會[J].張家口農專學報，2009，19（3）：68-69.

[責任編輯：楊玉潔]