中職學校《金屬材料與熱處理》興趣教學探討

摘 要：《金屬材料與熱處理》是中職學校機械類專業的一門專業課，如數控技術、機電一體化、焊接技術等專業的加工對象大多都是金屬材料。因此，掌握金屬材料的種類、性能和用途十分必要。只有掌握金屬材料的種類、性能、用途，才能正確地選用和加工金屬材料，生產出高質量的產品。《金屬材料與熱處理》的特點是內容繁雜、概念繁多、抽象難懂、實踐性強，而如何提高學生的學習興趣、激發學生的內在學習動力，變抽象為形象，讓學生能夠理解所講述的內容，產生強烈的積極的學習興趣是教學成功的關鍵。本文就此進行分析論述。

關鍵詞：中職學校 金屬材料 熱處理 興趣教學

《金屬材料與熱處理》是中職學校機械類各專業一門非常重要的專業課，是研究金屬材料的成分、組織、性能、應用以及通過不同熱處理方法改變其性能的一門學科。該課程的特點是內容繁雜、概念繁多、理論抽象，對于中職學校大多是只有初中知識基礎，且未接觸生產實際毫無實踐經驗知識的學生而言，學習起來難免會感到吃力。因此，如何提高學生的學習興趣、激發學生內在的學習動力，變抽象為形象、生硬為溫柔、枯燥為有趣，讓學生能夠理解掌握相關知識，產生強烈的學習愿望是教學成功的關鍵。教師要切實提高課堂教學效率，進一步培養學生動手實踐能力與創新創造能力，運用情景故事激發學生學習興趣，創造生動形象活躍的課堂教學氛圍，讓學生在興趣驅使下進入課堂教學活動，從而實現提高課堂教學質量和學生動手實踐能力的教學目標。

一、講好精彩有趣開場白，培養學生的學習興趣

課程精彩的導入會讓學生如飲甘露、如沐春風，進入一種美妙境界中。19世紀德國教育家第斯多惠說：“教學成功的藝術就在于使學生對你所教的東西感到有趣。”興趣是激發學生的學習動機，調動學生學習知識、探索真理的關鍵。巧妙有趣實用的課程，會激發學生濃厚的學習興趣，會讓學生在學習上變被動為主動、無意為有意，學習能動性得到充分發揮；會讓學生懷揣期待迫切的心情進入課堂學習，并殷切盼望新課的到來。《金屬材料與熱處理》概念繁雜抽象、實踐性強。如果教師有趣地加以引導，有助于調動學生的學習積極主動性。在講緒論課時，需要教師精心安排、精心設計教學內容。萬事開頭難，有了好的開端，就成功了一大半。該課程的開頭就從講述有關金屬材料與熱處理的故事開始，人類使用金屬材料具有悠久的歷史，如1965年出土的春秋時期的越王勾踐劍，雖然已有兩千多年的歷史，但因劍身上被鍍上了一層含鉻的金屬而不生銹，依然鋒利無比、寒光閃爍，其劍表層紋飾清晰精美。從古代出土的寶劍兵器到現代的汽車飛機等高科技，從生活用品到各種機器，從農業機械到航天技術，金屬材料得到極其廣泛的應用。人類的發展史也可以說是人類使用工具的發展史，在人類制造工具使用的眾多材料中，金屬材料以其所特有的各種優異性能，被廣泛地應用于生活和生產中，是現代工業和科學技術領域不可或缺的重要材料。

熱處理是通過對金屬材料進行加熱、保溫、冷卻等過程，以改變金屬材料的內部組織結構或改變表面成分及組織結構，使其性能發生變化的一種加工工藝。熱處理猶如金屬魔術師，能改變金屬的性能，達到我們所想要的金屬性能。熱處理質量是決定產品性能、壽命和可靠性的關鍵，熱處理技術是制造業競爭力的核心要素之一，我國的熱處理技術水平與發達國家相比尚有較大差距，產品使用壽命差距為10～100倍，如美國航空發動機主軸的使用壽命為3萬小時，而我國航空發動機主軸的使用壽命僅為300小時，主要原因是熱處理技術水平的差距，我國零件熱處理質量不穩定。中國工程院金屬材料專家趙振業院士等科學家提出，金屬熱處理技術是國家的核心競爭力。教師將這些專業知識引入課堂教學中，一方面激發學生的愛國熱情，立志為國爭光，另一方面激發學生的學習動力，立志學好金屬材料與熱處理這門課。教師也可以攜帶部分金屬材料教具進入課堂，如齒輪、軸類件、刀具等，讓學生直觀了解和認識金屬材料，對其產生強烈的學習興趣。

二、理論聯系實際激發學生學習興趣，強化課堂教學效果

學生的學習是從當下的真實體驗開始的，正如教育家陶行知先生所說“接知如接枝”，即學生接受知識如同嫁接樹枝一樣，知識只有植入在學生已有的知識與經驗上，才能被學生理解，如同樹枝一樣生根、開花、結果，否則，與學生已有知識和經驗沒有聯系的學習是很難被學生所理解的。由此，教學一開始，教師要依據教學目標和教學內容引入或創設一定的教學場景啟動學生學習的相關體驗或幫助學生建立新、舊知識之間的聯系，讓學生積極主動參與教學過程。如在講解塑性變形和加工硬化時，可舉例建筑樓房、橋梁等用的鋼筋需要預先進行拉伸，使其產生塑性變形從而導致加工硬化，進而獲得提高硬度和強度的效果；在講解疲勞強度這個力學性能指標時，教師若對這個概念的來歷予以介紹，肯定會提高學生的認知興趣，在一戰時，飛機在飛行中經常出現飛機解體或機翼折斷墜落的現象，經研究分析飛機上無任何彈痕，最初還以為敵方發明了什么新武器，一度引起恐慌，但隨著調查的深入，最終結論是這些戰機無一例外地發生了疲勞破壞現象，于是就出現了疲勞強度的這個力學性能指標。金屬疲勞破壞，是由于金屬材料受外力作用重復產生微變形，使金屬材料中微小裂紋逐漸擴展，當達到一定重復微變形次數，裂紋擴展到一定程度，金屬材料會突然斷裂，金屬疲勞破壞具有突發性。其實，疲勞破壞的例子很多，如上世紀90年代末德國城際特快列車使用了40年的車輪突然開裂導致列車脫軌事故，折斷不銹鋼勺勺柄的魔術等，并配以相關的圖片、視頻。

課堂上筆者時常結合教學內容講述自己在熱處理車間工作的經歷，如何制定熱處理工藝參數、如何將工件裝入爐中、如何將工件從爐中取出、如何選用冷卻介質、加熱溫度過高或加熱溫度不足會怎樣、保溫時間過長或保溫時間不足會怎樣、如何判斷和檢測滲碳層深度等，以及在生產中發生的有趣故事，這樣理論聯系實際，可將一些抽象難懂枯燥的問題形象、直觀、具體地反映出來，學生有身臨其境的感覺，加深了對知識點的理解和掌握，從而達到深入淺出學以致用的課堂教學效果。

三、教學中充分利用多媒體、教具、實驗和板書，加深學生學習興趣

采用多媒體教學可以化靜為動、化抽象為形象，動畫、視頻能調動學生的視覺和聽覺更能吸引學生的注意力。例如，在講授“鋼的熱處理”一章時，退火、正火、淬火、回火、表面淬火、化學熱處理等熱處理工藝，運用多媒體教學設備的播放功能，將熱處理操作工藝以視頻、音頻的形式展現出來，讓學生通過觀看與感受，了解不同熱處理工藝所使用的不同熱處理設備及不同熱處理工藝的具體操作方法，從而將書本上的知識轉化為學生自己的知識。

教師要充分運用教具，如掛圖、熱處理零件、感應加熱的感應器、不同金屬材料制品等，使學生通過觀看和觸摸教具，學習變得更直觀、更直接、更有趣；充分利用實驗教學，如觀察鐵碳合金的平衡組織實驗，讓學生使用顯微鏡在放大100倍至500倍的情境下，觀察鐵碳合金的平衡組織，并要求學生寫出實驗報告，畫出不同鐵碳合金平衡組織結構示意圖，因為鐵碳合金的組織結構決定了它的性能，這樣學生更能加深理解組織結構與性能的關系；再如鋼的火花鑒別實驗，在高速旋轉的砂輪上磨削鋼試件，形成一道道或長或短、或連續或間斷的火花射線。因為火花射線的形態受砂輪轉速、接觸壓力及鋼的化學成分的影響，即砂輪轉速、接觸壓力一定時，不同化學成分的鋼的火花射線的形態不同，所以可以根據鋼的火花射線的形態來判斷鑒別鋼的化學成分，高碳鋼火花多、低碳鋼火花少、碳素鋼與合金鋼具有不同的火花，這是生產中最快捷的鑒別方法，非常實用。這樣，學習變得更有趣，可以使學生在興奮和愉快中接受教學內容。

雖然多媒體、教具、實驗有諸多好處，但要注意這些不能完全取代板書，通過板書可以使學生對于一節課所學的知識一目了然，明確學習目標和學習重點，而且有利于知識的系統化、條理化，學生普遍反映板書有特殊親切感，但板書要簡潔清晰、重點突出。

多年教學經歷證明，《金屬材料與熱處理》是一門理論性、實踐性都很強的課程，也是一門非常實用和有趣的課程。對于只有初中知識基礎的學生而言，講理論一定要通俗易懂，要貼近學生采用恰當的比喻手法，要與學生的生活經驗相聯系。教師采取一系列的教學手段、方法，使所講的知識鮮活、生動，則能夠有效激發學生的學習興趣，能夠強化課堂教學效果。教師對學生嚴格要求，要求學生認真完成作業、實驗精益求精，有助于培育學生的工匠精神，提高學生的動手實踐能力和創新創造能力，促進學生綜合能力的全面發展。曾有機械加工、焊接等專業的學生，上了筆者的課后說：“老師我們畢業以后就干熱處理工作了。”聽到這話筆者感到十分欣慰。

參考文獻：

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[2]吳惠明.金屬材料與熱處理[M].北京：機械工業出版社，2012.

[3]人力資源和社會保障部教材辦公室.金屬材料與熱處理（第六版）[M].北京：中國勞動社會保障出版社， 2011.

（作者單位：石家莊市機械技工學校）