金屬材料與熱處理情境教學法的探索與實踐

劉付永達

摘 要：本文介紹金屬材料與熱處理課程的目標與特點，提出該課程教學中存在的問題，從模擬實驗，場景模擬，聯系生活情境、生產情境教學幾個方面對情境教學法在課堂中的應用進行探索與實踐。

關鍵詞：金屬材料與熱處理；情境教學法；實踐

金屬材料與熱處理課程是機械類專業必修的技術基礎課，具有很強的實踐性。該課程的教學目標為初步認識材料的性能，了解晶體結構，掌握鐵碳合金相圖，掌握常用材料的牌號及其用途，并能夠合理選擇熱處理方法。該課程是機械類專業必修的技術基礎課，能為學生從事機械設計、制造及相關的工作打下基礎。

金屬材料與熱處理課程的特點是：以金屬材料的宏觀性能同金屬材料內部的微觀結構和顯微組織之間的關系為主線，重點說明組織決定性能，性能決定應用，如何根據性能要求和材料特點改變內部組織從而滿足性能要求，根據使用性能要求和材料特點安排工藝路線。

一、金屬材料教學存在的問題

1.理論性較強。新概念較多，很多概念名稱類似，學生很容易混淆，如強度、硬度，退火、正火、淬火、回火，淬透性、淬硬性等。

2.實驗場地和設備不足。設備數量不足，人多設備少，人均設備占有量不達標，學生動手操作的機會不夠，教師只能靠演示的方式讓學生觀摩，學生完全處于一種被動學習的狀態。

此外，材料的種類繁多，性能又千變萬化，學生實踐知識缺乏，對知識理解困難。金屬的內部組織結構復雜，知識點比較抽象，容易出現課堂枯燥、學生學習興趣不高或者厭學的現象。

二、情境教學法理論

筆者在實踐教學中發現，講授法和演示法在教學中效果不佳。我們通過嘗試實驗，在教學中使用情境教學法、輔助講授法和演示法，教學效果大大改善，使學生擺脫了厭學、無聊甚至痛苦的學習狀態。情境教學法是圍繞教學內容，創建一個真實或虛擬的情境，讓學生參與到教學過程中，調動學生的學習積極性，通過分析問題、解決問題提高學生的思考能力、實踐能力及動手操作能力，最終實現教學目的一種教學方法。

三、情境教學法實踐

1.模擬實驗，體驗式學習。使用簡單的工具和道具，模擬復雜大型的實驗，讓學生親身體驗學習，同時學生引導學生思考，最終讓學生學到知識、鍛煉能力。例如：在學習硬度概念時，模擬洛氏硬度測試實驗，給每個小組準備三種材料——塑料塊、鋁塊及鋼塊，準備工具——鐵釘、鐵錘或救生錘。向學生講解實驗要求及實驗過程，引導學生觀察壓坑的大小，判斷材料的硬度大小，接著引導學生思考產生不同硬度的原因，最后展開討論，使學生從材料的性能關注到材料的內部組織，并對材料內部組織產生濃厚的學習興趣。

2.場景模擬實例運用。運用多媒體課件播放視頻，創設模擬的場景，引導學生學習了解金屬的內部組織。如在學習金屬內部組織結構時，播放視頻“觀察鐵碳合金的平衡組織”，該視頻模擬實驗室，讓學生通過金屬電子顯微鏡觀察金屬的內部結構。創設虛擬的實驗室情境，能讓學生身臨其境，提高學習的效率。

3.理論聯系現實生活情境。本課程中諸多的概念來自生活，又高于生活。在實際的教學中，教師需要聯系生活中的例子，通過語言或圖片創設生活情境，讓學生將學習的概念與現實生活聯系起來，學生對學習知識的興趣自然大大提高。例如：在學習“間隙固溶體”的概念時，通過語言，引導學生想象一杯水，再想象一調羹鹽，將鹽放水中，提問學生“鹽都哪里去了”，這樣就用語言模擬了一個生活場景，學生對于熟悉的生活場景比較感興趣，也愿意主動思考。接下來給學生展示間隙固溶體的圖片，進行講解。接著模擬一個場景：“這里有一杯火紅的鐵水，旁邊放著一調羹碳粉，將碳粉放入鐵水中，會發生什么情況？”引導學生理解碳間隙固溶到鐵水中去了。

4.在生產情境中教學。教學如果不和現實生產相融合，就沒有現實的感覺，學生也就沒有學習的動力。結合課程實驗、車間實習、車間參觀等，讓學生在真實的生產情境和實驗情境中體驗式學習，使學生積累知識，理解新的理論。例如：在學習鋼鐵的分類時，帶領學生到車間，在車間真實感受材料的質感和加工性能。同時提問學生“40號鋼與15號鋼之間的區別”，指導學生通過鋸銼加工了解材料加工性能。在學習退火、回火時，可以帶領學生到生產企業車間進行實際參觀學習。條件不允許的情況下，用熱處理工藝過程視頻來代替。

采用上述情境教學法可以更好地激發學生的情感，以此推動認知活動的發展，而不是簡單地將實物、教具等呈現給學生。當然，一種教學法的使用需要結合學生的實際與教學條件，以最大程度地實現教學目標。

參考文獻：

陳志毅.金屬材料與熱處理[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2007.