機械材料熱處理教學要點分析

林燕清

(福建船政交通職業學院，福建福州 350007)

在任何的機械專業課中，材料的熱處理都是一門比較重要的課程。這一門基礎課程與我們以往的文化課有所不同，在教材中往往會牽涉到不少的應用知識，需要老師帶領學生到具體的實踐現場去教學，從而讓師生都不斷地挖掘和研究其中的一些相關知識，并以各個不相同的側面內容進行學習，以達到全面掌握知識，以及舉一反三的效果。本文依據《機械工程材料與熱處理》課程教學的特點，整理出此課程中需要采用的教學要點，主要可以歸納為:認知—分解—實踐—理解。通過轉變教學觀念和方法，來提高學生學習的積極性，提高教學效果。

1 專業理論的認知教學

認知過程指的是人們為了了解某個流程或者某種事務所進行的一系列活動。機械專業理論在具體的學習時，往往要我們建立知識概念，這也就是說要讓使學生具備扎實的理論基礎。比如在金屬晶體結構學習過程中，首先要對與之相關的金屬物質的內部結構有全面的了解，甚至還要知道結晶過程。理論教學一般情況下是以學習是否實用為基礎的，主要是要提高學生分析和解決問題的能力和實際動手的能力。我們要了解相關的概念和理論，并在此基礎上，對教材進行詳細解析，按照各專業之間的內在關聯，可以把各教材中的要點找到，把機械專業有關的知識作為主要的學習點，并盡可能地使難點分散，以教學大綱為依據，選擇和分析所使用的教材，精簡理論部分，刪減實用性較差的內容或者章節，從而使內容的深度和難度有所降低。增加一些與機械工程材料有關的課程，并按照學生的興趣，不斷地打開教學思路，活躍課堂教學，從而實現基礎理論教學的目的，進而達到更好的教學效果。

2 專業知識的合成分解

在我們學習《機械工程材料與熱處理》這門課程的過程中，一定要以機械的相關理論為基礎，分析教材中的內容，并把各節的內容進行有序分配。就這門課來說，機械材料的熱處理與《工程材料》和《機械的切削》是有一定聯系的，同時也和機械中的《機械加工工藝學》有聯系，金屬材料的熱處理可以與機械加工工藝合并學習。比如:金屬材料特性的重點是研究其對車削的影響，這就包括切削工藝的選取，刀具的磨損以及其他與之相關的性能等。

通過對教材相關章節的分析研究，我們能夠優化和整合其中的各個部分，從而不斷地通過理論來尋找各類問題的答案。與此同時，我們還要調整課堂教學形式，學生要全面掌握機械材料與熱處理的相關知識，可以采用實踐的方法獲得。具體而言，就是要調整以往在教學過程中那種書本教學法，使學生在具體的學習過程中，不是被動地學習和接受知識。我們要不斷地倡導學生有一定的創新精神和探索能力。教師要對這一科目的相關知識進行分解，提出與高校學生的認知規律相符的教學方式，把他們的學習熱情調動起來，讓更多的人參與到教學活動中來。

3 相關專業的聯系實踐

在具體的教學過程中，我們采用的教學思路都是圍繞學生來設計的，以學生通過對教材的深入分析，設計和選取最適合學生的教學方式，從而有助于對學生創造性的培養。對于《機械工程材料與熱處理》，我們一般采用概念定義的方式來闡述相關材料的力學性能，以及介紹相應的使用情況。在本科教材的力學性能這一章，要先對機械材料的硬度進行測試，這對于一般的高校往往是無法做到的，但是我們可以采用其他的方法，如通過車工與鉗工的實踐課來學習。例如:在開課前，我們可以找到碳鋼、優質碳素結構鋼、鑄鐵等金屬材料，利用各種切削工藝和方法進行切削，根據鋼鋸條、銼刀車刀等工具的切削和磨損的工作量的大小，來讓學生更加清楚地認識到不同材料的硬度不一樣。

在講解金屬的疲勞強度相關知識時，我們首先讓學生在無其他輔助設備的情況下切斷8#鉛絲，然后帶著這一問題按照科學的方法進行實驗。在實驗中讓學生認識到，當用雙手把鉛絲變彎時，重復應力會出現在折彎處，當彎曲達到一定程度后，就能使鉛絲折斷，通過對不同金屬的實驗，使學生認識到各類金屬的抗疲勞強度不同。

在該教材第五章，主要講解了“鋼的火花鑒別”的相關知識，根據以往的教學經驗，我們采取以下流程:首先向學生講解一些基本的概念，例如:尾花、間花、流線、火束、火花鑒別等，并重點講解鑒別原理，其次再對各章進行介紹。這樣做雖然也是循規蹈矩地進行教學，但是會讓學生在聽講過程中摸不到頭腦，概念比較散，難以記住其中的所有專業詞匯。而如果我們把教學情況做一些調整的話，就可以組織學生進行金工實習，首先指導學生選取和尋找實習所需的材料，并幫助學生區分相關材料。當學生無法從外觀上對材料進行區分時，就引導學生進入真正的實習內容中去，通過砂輪機對鋼材進行打擊，使學生們認識到從鋼材打擊的火花的狀態能夠區分不同的鋼材，并將不同鋼材的花火拍攝下來，讓他們深入地了解到這一問題，并返回到課堂教學當中，借助于電腦和多媒體進行演示多種不同鋼材的火花的形狀、顏色、長短、爆花的數量和尾花的特征等，等學生有火花理論概念后，再讓他們返回到實習基地，具體了解幾種常見鋼材的火花的形狀、顏色，并對其類型，以及使用的型號進行鑒別。學生通過這樣的過程，就可以制作出鋼材火花，認識鋼材的火花特征，并檢測自己的實習效果。學生在實踐中可以與老師，或者是同班同學開展討論，這樣比老師死板教學的效果要明顯。

此外，在教材“鋼的熱處理”一章里指出，鋼的內部組織機構在經過熱處理以后會產生變化，并且這種變化主要是通過鋼材料的性能變化體現出來的。對于這部分的知識教學來說，要首先使學生注重熱處理過程中鋼的內部組織溫度的變化，進而通過學生在鉗工實習中制作鏨子來加深對這一知識的理解。而且可以在鏨子制作過程中，使其具備不同的溫度，進行不同的冷卻媒介淬火。通過觀察不同溫度下鏨子的區別，使學生們較直觀地了解在熱處理過程中，溫度對內部組織產生的影響，同時認識到鏨削性能受不同冷卻媒介淬火的影響。

4 強化專業理論的理解

在教學方式的選取上，要以正常教學活動的順利進行為基礎，并通過設計教學方式這一過程，實現對機械專業全面的認識，并根據其專業的特點來優化教學結構，為教材選取合適的內容，從而幫助學生打開新的學習思路。其次，要提高教學的質量，避免課堂出現沉悶的學習氛圍，必須圍繞學生來對教學思路進行分析研究和設計。在教學的基本思路上，機械專業同其他工科類專業一樣，都是實現實踐和理論的結合，且專業基礎教學是為了支撐專業實踐的教學。因此，對于《機械工程材料與熱處理》這門課程來說，在教學上要能夠轉變觀念，努力實現把專業理論教學同實際動手能力的培養聯系在一起，使理論變得較為生動。

5 實施課程教學改革

為了全面地把機械工程材料熱處理的教學特點體現出來，我們也考慮了在教學中采用一些其他新的模式，如進行模塊化教學。按照這一教學思路，我們先要結合專業情況，建立模塊。其次，我們要抓住教學的重點，把課程內容結構化。在具體的教學中，我們以教學目的作為主要切入點，把課程的教學內容引入進來，并不斷地加以理解和掌握。同時，還要抓住常見材料的規律來教學，如我們在學習一些材料的熱處理時，一定要對合金相圖有全面的把握，相信不少的學生已經發現合金相圖就是用于解決機械工程材料，以及開展熱處理教學的重要手段。只要是和工程材料和熱處理有關的內容，最后都會歸結到合金相圖中，也就是說再復雜的問題也有解決的辦法。

6 結束語

在《機械工程材料與熱處理》的教學中，我們最為關鍵的還是要加強對基本概念的學習，如馬氏體，奧氏體，以及一些材料的結構等，只要了解了它們的特點，并借助于掌握規律的學習，就可以解決各類問題，并找到切實可行的教學策略，分門別類地進行學習，以達到觸類旁通的目的。

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［3］從善海，趙惠忠，祝柏林，吳潤．金屬熱處理生產實習的問題與對策［J］．中國冶金教育，2011，(5)．

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