如何提高中職學(xué)校金屬材料與熱處理課程的教學(xué)效果

【摘 要】在中職學(xué)校金屬材料與熱處理課程的教學(xué)中，教師認(rèn)真?zhèn)湔n，抓住課程特點(diǎn)，合理建立知識(shí)體系，采用各種行之有效的方法，能夠有效提高教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】金屬材料與熱處理課程 提高 教學(xué)效果

【中圖分類(lèi)號(hào)】G712 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2014）24-0174-02

金屬材料與熱處理是中職學(xué)校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，教學(xué)內(nèi)容主要包括：金屬學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、金屬性能、鋼的熱處理、常用金屬材料等。該課程的技術(shù)性、實(shí)用性很強(qiáng)，是學(xué)好其他課程的基礎(chǔ)和必備知識(shí)。中職學(xué)生畢業(yè)后走向社會(huì)，將成為企業(yè)的技術(shù)工人，從使用的設(shè)備、工具到加工的零件，每天都要和各種各樣的金屬材料打交道，為能夠正確認(rèn)識(shí)和使用金屬材料，合理確定不同金屬材料的加工方法，充分發(fā)揮材料的潛力，必須熟悉金屬材料的牌號(hào)，了解它們的性能和變化規(guī)律。而金屬材料與熱處理正是這樣一門(mén)研究金屬材料的成分、組織、熱處理與金屬材料性能之間的關(guān)系和變化規(guī)律的學(xué)科。為此，中職學(xué)生必須學(xué)好金屬材料與熱處理課程，以便為學(xué)習(xí)其他專(zhuān)業(yè)課程打下基礎(chǔ)，也是將來(lái)工作所需。

金屬材料與熱處理在中職學(xué)校開(kāi)設(shè)課程中屬于較難教、難學(xué)的課程，學(xué)生普遍反映課程內(nèi)容難以理解，且枯燥乏味，不感興趣，教學(xué)效果差。究其原因有三：（1）中職學(xué)生絕大多數(shù)為初中畢業(yè)生，且文化基礎(chǔ)差，尤其是數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)的基礎(chǔ)更差，理解能力不強(qiáng)，甚至喜玩厭學(xué)。（2）金屬材料與熱處理課程專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)，概念多，內(nèi)容多，理論抽象，給教和學(xué)帶來(lái)難度。（3）傳統(tǒng)教學(xué)方法效果不好，照本宣科，滿堂灌，教師拿著粉筆在黑板上寫(xiě)畫(huà)，呆板說(shuō)教，找不到教和學(xué)的重點(diǎn)，使學(xué)生對(duì)課程產(chǎn)生反感情緒，這種“填鴨式”教學(xué)方法顯然不適應(yīng)本課程教學(xué)。

根據(jù)金屬材料與熱處理課程的特點(diǎn)，結(jié)合中職學(xué)生實(shí)際，改變教學(xué)模式，采取靈活多樣的教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高教學(xué)效果。

一 上好緒論課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

緒論是教材的開(kāi)篇簡(jiǎn)介，緒論課是學(xué)習(xí)本課程的第一堂課，也是學(xué)好本課程的動(dòng)員課，讓學(xué)生形成對(duì)本課程的初步印象。若在第一堂課中讓學(xué)生面對(duì)許多生疏的名詞、工藝、相圖、熱處理、材料性能等，會(huì)使他們感覺(jué)本課程枯燥無(wú)味，甚至產(chǎn)生厭學(xué)的心理，從而失去學(xué)習(xí)興趣，必將影響今后的學(xué)習(xí)。良好的開(kāi)端是成功的一半，興趣是最好的老師，精心設(shè)計(jì)好第一堂課非常重要，一堂成功的緒論課既能吸引學(xué)生注意力，又能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，為今后學(xué)習(xí)帶來(lái)好的效果。

上緒論課時(shí)不可按教材照本宣科、平鋪直敘，要抓住學(xué)生的好奇心理，設(shè)懸念、留伏筆，激發(fā)他們的求知欲，可嘗試以下做法。

第一，看電影。上課前先放映一段《泰坦尼克號(hào)》中郵輪沉沒(méi)的電影剪輯。看完后留下問(wèn)題讓學(xué)生思考：如此豪華、先進(jìn)的郵輪為何在與冰山的一次沖撞后便沉入海底？

第二，講故事。二戰(zhàn)期間，德國(guó)派出轟炸機(jī)頻頻轟炸英國(guó)本土。英國(guó)皇家空軍駕駛戰(zhàn)機(jī)在空中攔截，戰(zhàn)況慘烈。突然，在不長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，英國(guó)戰(zhàn)機(jī)相繼墜落，機(jī)毀人亡。英國(guó)軍方對(duì)墜落飛機(jī)介入調(diào)查，最初的結(jié)論認(rèn)為：德國(guó)是否發(fā)明了什么新式武器，因?yàn)樵趬嬄滹w機(jī)的殘骸上無(wú)任何彈痕，從而引起一場(chǎng)恐慌。但隨著調(diào)查的深入，最終的結(jié)論不是這樣。到底是什么原因造成這樣的結(jié)果？留下問(wèn)題讓學(xué)生思考。

第三，做實(shí)驗(yàn)。拿一根直徑約2mm的鐵絲，請(qǐng)一個(gè)學(xué)生當(dāng)眾將其反復(fù)彎折，直到鐵絲斷裂。留下問(wèn)題：剪刀都難以剪斷的鐵絲為什么用手就將其折斷了？

出于好奇心，學(xué)生大多急于知道這三個(gè)問(wèn)題的答案，教師可賣(mài)個(gè)關(guān)子，暫不告訴他們，請(qǐng)學(xué)生回答。過(guò)一會(huì)對(duì)他們說(shuō)：學(xué)完金屬材料與熱處理這門(mén)課后，自然知道以上三個(gè)問(wèn)題的答案：原來(lái)泰坦尼克號(hào)郵輪的鋼板在極低溫度下變脆，經(jīng)不起沖擊和震動(dòng)，另外鋼板中含硫量高，韌性差，最終導(dǎo)致了這場(chǎng)海難；英國(guó)戰(zhàn)機(jī)墜落，是由于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的零件出現(xiàn)了疲勞斷裂；鐵絲在反復(fù)彎折中，其強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、韌性下降，即產(chǎn)生了形變強(qiáng)化或加工硬化現(xiàn)象。這三個(gè)問(wèn)題都?xì)w結(jié)到金屬材料的性能和特點(diǎn)，自然是本課程研究的內(nèi)容。學(xué)好這門(mén)課就能知道金屬材料方面的知識(shí)，便能解釋日常生產(chǎn)、生活中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問(wèn)題。至此，可能已激發(fā)了學(xué)生學(xué)好本課程的興趣，產(chǎn)生學(xué)好本課程的愿望，教師便把握火候，帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)教材上緒論的有關(guān)知識(shí)，也許會(huì)收到好的效果。

二 以“碳”為主線，建立知識(shí)體系

金屬材料與熱處理這門(mén)課雖然概念多、內(nèi)容廣、理論抽象，但經(jīng)認(rèn)真研究和多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，發(fā)現(xiàn)本課程大多章節(jié)內(nèi)容都和“碳”有關(guān)，可以“碳”為主線，建立知識(shí)體系，這樣不僅能讓學(xué)生理清學(xué)習(xí)頭緒，還能明確學(xué)習(xí)重點(diǎn)。

以“碳”為主線，本課程知識(shí)大致歸納為：

第一，以含碳量2.11%為界，區(qū)分鋼和鐵。工業(yè)上廣泛應(yīng)用的鋼鐵材料就是鐵和碳組成的合金，而鋼和鐵的區(qū)別主要為含碳量，含碳量小于2.11%為鋼，大于2.11%為鐵，在相圖上分為兩部分，可見(jiàn)通過(guò)碳含量可給學(xué)生直觀、明確的認(rèn)識(shí)區(qū)分鋼和鐵的概念。

第二，以碳的含量和存在狀況劃分鐵碳合金的五種基本組織，它們分別是鐵素體（F）、奧氏體（A）、滲碳體（Fe3C或Cm）、珠光體（P）和萊氏體（Ld）。這是根據(jù)鐵碳合金中碳的含量和存在狀況劃分的。鐵素體為碳溶解在α-Fe中形成的間隙固溶體，奧氏體為碳溶于γ-Fe中形成的間隙固溶體，滲碳體是含碳量為6.69%的鐵碳化合物（化學(xué)式為Fe3C），珠光體是鐵素體和滲碳體的混合物，萊氏體是奧氏體和滲碳體的混合物。

第三，由碳含量知道鐵碳合金的室溫組織。即隨著含碳量增加，鐵碳合金的室溫組織變化順序?yàn)椋?/p>

室溫組織：F+P→P→P+Fe3CⅡ→P+Fe3CⅡ+L′d→L′d→L′d+FeCⅠ

含碳（%）：0.0218～0.77 0.77 0.77～2.11 2.11～4.3

4.3 4.3～6.69

第四，含碳量影響鐵碳合金的力學(xué)性能。即隨著含碳量的增大，鋼的強(qiáng)度、硬度升高，而塑性、韌性下降。

第五，根據(jù)碳的存在形式和石墨化程度，將鑄鐵分為：灰鑄鐵、白口鑄鐵、麻口鑄鐵三類(lèi)，其性能和應(yīng)用各不相同。根據(jù)鑄鐵中石墨（碳）形態(tài)不同，還可將鑄鐵分為：普通灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵，其性能和應(yīng)用也不相同。

若作進(jìn)一步研究，還可知道碳在鐵碳合金的工藝性能、熱處理等方面的影響規(guī)律。可見(jiàn)，“碳”是金屬材料與熱處理這門(mén)課程的關(guān)鍵字眼，抓住這個(gè)字眼，以其為主線，理順、歸納學(xué)習(xí)要點(diǎn)，建立知識(shí)體系，無(wú)疑對(duì)本課程的教和學(xué)均有事半功倍的效果。

三 課堂教學(xué)貼近生活，多舉學(xué)生熟悉的例子

中職學(xué)生年齡小，文化基礎(chǔ)差，理解和接受能力均不強(qiáng)，對(duì)高深的理論難聽(tīng)懂，久而久之，便產(chǎn)生厭學(xué)心理。這就要求授課老師在課堂教學(xué)中多舉些學(xué)生熟悉、知道的事例，貼近他們的生活，化高深理論為淺顯的知識(shí)，改枯燥口授為趣味教學(xué)，變被動(dòng)聽(tīng)課為主動(dòng)理解，對(duì)提高教學(xué)效果有幫助。如在講解鐵碳合金相圖的區(qū)域組織奧氏體時(shí)，引用民間“趁熱打鐵”俗語(yǔ)，反問(wèn)學(xué)生為何要趁熱打鐵？也許學(xué)生能講出其富含的哲理，卻不一定知道它的科學(xué)道理：鋼在727～1538℃為奧氏體組織，具有良好的塑性，最適應(yīng)鍛打，等溫度降到727℃以下，將變?yōu)槠渌M織，適應(yīng)鍛造的能力差得多。又如，在講解鑄鐵知識(shí)時(shí)，引用民間“恨鐵不成鋼”俗語(yǔ)，此語(yǔ)道出了家長(zhǎng)“望子成龍”的良好愿望，但不具有完全正確的科學(xué)道理。其實(shí)鋼和鐵本是兩種材料，有各自的性能和應(yīng)用。鑄鐵與鋼相比，雖然力學(xué)性能較低，但具有良好的鑄造性和切削加工性，生產(chǎn)成本低，且有優(yōu)良的消音、減震、耐壓、耐磨、耐蝕等性能，在各類(lèi)機(jī)器的制造中，若按質(zhì)量百分比計(jì)算，鑄鐵約占整個(gè)機(jī)器重量的45%～90%，可見(jiàn)其用途之廣。所以鐵不一定要成為鋼才有用。再如，介紹鑄鐵中的碳以石墨形式存在時(shí)，提問(wèn)學(xué)生：鉛筆的筆芯是什么物質(zhì)？很多學(xué)生可能會(huì)認(rèn)為是鉛。其實(shí)這是個(gè)錯(cuò)誤，鉛筆的筆芯是石墨，也就是碳。那么石墨到底是什么樣？具有什么特性？對(duì)鑄鐵的性能有何影響？學(xué)生由于對(duì)鉛筆芯的了解，便可容易理解這方面的知識(shí)：由于石墨的力學(xué)性能很差，其強(qiáng)度和塑性幾乎為零，這樣就可以把分布在鋼的基體上的石墨看作不同形態(tài)和數(shù)量的微小裂紋或孔洞，這些孔洞一方面割裂了鋼的基體，破壞了基體的連續(xù)性，使鑄鐵的力學(xué)性能差于鋼，另一方面卻使鑄鐵獲得了鋼不具備的性能，如因石墨的潤(rùn)滑而使鑄鐵具有良好的耐磨性等。

在日常教學(xué)中多舉這樣的例子，學(xué)生不僅容易理解，而且掌握牢固，另外也活躍了課堂氣氛，調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性，顯著提高了教學(xué)效果。

四 應(yīng)用多媒體，優(yōu)化教學(xué)手段

多媒體教學(xué)集圖、文、聲、像于一體，且畫(huà)面豐富，信息量大，把過(guò)去無(wú)法或難以表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)形象的圖形、動(dòng)態(tài)的畫(huà)面展示給學(xué)生，能吸引學(xué)生的注意力，使他們對(duì)概念、原理、工藝?yán)斫獾酶由羁蹋鰪?qiáng)了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過(guò)程的趣味性，幫助學(xué)生理解和記憶，獲得好的教學(xué)效果，是現(xiàn)代教學(xué)必備的手段之一。

授課教師認(rèn)真?zhèn)湔n，精心制作課件，使授課內(nèi)容豐富多彩。如純金屬的結(jié)晶過(guò)程，內(nèi)容抽象，大多數(shù)學(xué)生難以理解。通過(guò)多媒體教學(xué)中的動(dòng)畫(huà)演示，學(xué)生便可以清楚地看到晶體結(jié)晶的全過(guò)程，形象、生動(dòng)。還可以利用多媒體進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，達(dá)到完善實(shí)驗(yàn)的效果。多媒體教學(xué)增加了課堂教學(xué)的趣味性和生動(dòng)性，讓學(xué)生利用視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)獲取知識(shí)，對(duì)提高教學(xué)效果作用大。

五 結(jié)合實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、參觀，理論聯(lián)系實(shí)際

金屬材料與熱處理是一門(mén)與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系比較密切的實(shí)驗(yàn)性強(qiáng)的學(xué)科，在理論教學(xué)過(guò)程中，安排一些實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)或參觀，對(duì)提高教學(xué)效果有促進(jìn)作用。

本課程要做的實(shí)驗(yàn)較多，有些能在課堂或?qū)W校實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)車(chē)間做；校內(nèi)沒(méi)條件做的，可借助與學(xué)校合作企業(yè)的實(shí)驗(yàn)條件，如拉伸實(shí)驗(yàn)、硬度測(cè)試實(shí)驗(yàn)完全可以在學(xué)校或企業(yè)的材料或力學(xué)實(shí)驗(yàn)室做。在教授鋼的熱處理知識(shí)前，可當(dāng)堂做演示實(shí)驗(yàn)：將一根直徑為1mm左右的彈簧鋼絲的剪成兩段，放在酒精燈上同時(shí)加熱到赤紅色，然后分別放入水中和空氣中冷卻，冷卻后用手進(jìn)行彎折，對(duì)比兩根鋼絲的性能和差別。放在水中冷卻的鋼絲硬而脆，很容易折斷；而放在空氣中冷卻的鋼絲較軟且有較好的塑性，可以卷成圓圈而不斷裂。又如鋼的火花鑒別實(shí)驗(yàn)可在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)車(chē)間做。備好四塊鋼料：低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼和高速鋼，讓學(xué)生在砂輪機(jī)上分別打磨，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)演示和講解，學(xué)生很快掌握了不同含碳量鋼的火花特點(diǎn)，而且可以通過(guò)火花來(lái)辨別材料。再如，在上完鋼的熱處理章節(jié)內(nèi)容后，可帶領(lǐng)學(xué)生參觀企業(yè)的熱處理車(chē)間。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)直觀性、可操作性強(qiáng)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不僅說(shuō)服力強(qiáng)，而且過(guò)目難忘，收到了好的教學(xué)效果，是中職學(xué)校提高教學(xué)效果的途徑之一。

總之，根據(jù)中職學(xué)生的實(shí)際情況，要學(xué)好金屬材料與熱處理這門(mén)課確實(shí)困難，但授課教師只要肯動(dòng)腦筋、想辦法，采取有效措施，提高教學(xué)效果還是可行的。

參考文獻(xiàn)

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〔責(zé)任編輯：龐遠(yuǎn)燕〕