《金屬材料及熱處理》課程教學技巧總結

張世忠　王雨

【摘 要】直觀、生動、幽默的展示課堂內容是提高《金屬材料及熱處理》教學效果的根本途徑，本文是作者結合自己的教學實踐，以增強課堂趣味性為突破口，讓更多的學生參與課堂，著力探索提高《金屬材料及熱處理》課堂效率的教學方法，為后續專業課的學習打下堅實的基礎。

【關鍵詞】金屬材料及熱處理；課堂效率；教學技巧

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2018）21-0201-01

一、前言

《金屬材料與熱處理》是高職高專冶金、機械類、材料類專業的一門專業基礎課，課程涉及晶體的微觀結構、凝固過程、典型合金平衡結晶及金相照片、金屬塑性變形的機理、熱處理原理、工藝，鋼的分類等等。該課程理論性強、抽象概念多、教學實踐環境條件差，學生掌握起來比較困難。以學生對熱處理相關知識掌握情況為例，作者在從事 《熱加工實習—熱處理》課程的教學過程中發現，僅僅過去一學期的時間，大部分學生已不能說出淬火、回火的區別，更別說讓他們制定淬火、回火工藝了。本文是作者結合自己的教學實踐，給出的一些關于《金屬材料與熱處理》課程教學方法上的一些思考，不妥之處，敬請指正。

二、專業研究的教學技巧

1.問答式教學引入抽象概念。

通過課堂提問，啟發學生思維，引起學生興趣，進而引入抽象概念。

比如，在講授相圖基本概念時，遵循：回憶相的概念→合金中的基本相有哪些？→合金中的相的狀態與什么因素有關？→然后逐個分析影響因素：化學成分（比DNA）+溫度（環境因素）→最后自然的引出相圖的概念，互動式的導入能緊緊吸引學生的注意力，教學效果良好。

作者在《金屬材料與熱處理》課程的教學過程中一直秉承：枯燥的知識變的生動有趣、抽象的理論形象具體，時刻注重培養學生獨立思考的能力。

2.以現實生活為載體來講解抽象的理論。

直觀、生動、幽默是我在教學過程中一直追求的目標，讓學生聽得懂，課堂活動才能得以進行。針對本課程的特點以及學生的現狀，教師應精心設計：知識點以什么樣的形式來呈現？抽象理論怎么與生活現象相結合？是每個從事金屬材料與熱處理教學的教師應該思考的問題。

比如，講共晶相圖時，講到兩種組元在固相時要形成兩種固溶體，為了把該知識講的更加透徹，通常把兩種組元比喻成男、女，若男的把女的娶回家，尊從男方的傳統家規，叫娶媳婦，形成的固溶體叫a相；若女的把男的給娶回家，尊從女方的傳統家規叫倒插門，形成的固溶體叫b相。

再比如，講晶體相、組織的概念的時候，首先在課堂上講混凝土，生活中大家都知道混凝土是水泥和石子混合而成的，水泥和石子是構成混凝土的基本相，而混凝土呈現給大家的微觀形貌就是組織。而后再講鋼鐵材料的組織和相，學生就容易理解了。最后總結，鐵素體相當于水泥，而滲碳體相當于石子，是強化相。

3.拓展材料前沿知識用以激發學生的學習興趣。

激發學生的興趣是每位老師時刻應關注的問題，興趣能讓學生的思維跟著老師走，而不是游離于課堂之外；興趣能讓學生主動提前去預習課堂知識。比如在講金屬材料的微觀晶體結構時，將舉世矚目的“黑金子”——石墨烯引入課堂，石墨烯是世界上最薄、強度最高的物質，具有優良的物理化學性能，其硬度是鋼材的200倍，若將其應用于智能手機，可實現手機不怕摔、無劃痕、使用不發熱、充電一分鐘續航半個月的問題，徹底淘汰充電寶。其實，石墨烯與石墨的化學成分一樣，都是碳，而力學性能差別如此大，關鍵問題就在于其內部的組織結構不同。材料的內部組織結構決定材料的性能，因此欲掌握金屬材料的力學性能，必先掌握金屬材料的內部組織結構——即原子排列的規律性。如此授課，使學生明確研究金屬材料內部晶體結構的重要性，這是學好金屬成料的出發點。如此引入金屬的晶體結構重要性，學生就感覺沒有那么枯燥了。

4.理論→實踐→理論的學習模式。

積極引領學生在“學中做、做中學”，享受發現的樂趣，及時得通過教師的點撥，使學相關知識得到及時得升華與內化。

比如，在講淬火時，可采用實踐教學的方法，在教師的引導下讓學生制定45鋼的淬火工藝，然后進行45鋼銷軸的淬火，可用的淬火介質有：水、油、鹽浴、堿浴，在這四種淬火介質中，分別對奧氏體化后的45鋼進行冷卻，然后進行硬度檢測，觀察會出現什么樣的實驗結果，然后對出現的實驗結果進行分析與探討。然后教師根據教學目標進行適當地總結，概括，完成課堂教學。

改變教學環境，將《金屬材料與熱處理》部分課程由教室搬到實訓基地，這是教學形式的重大改革。實物與現場教學能增加教學過程中學生的參與程度，增強學生在學習過程中的主動性，學生可以個別學，也可以以小組的形式學習，學生上課輕松，氣氛融洽。

理實一體能激活學生的思維，使其全身心地投入到學習中去，加強了學生在學習中的主體作用，自然會收到好的學習效果。

5.故事教學使課堂充滿樂趣。

抽象的理論需要故事、生活常識來點綴，離開了生活常識、故事，《金屬材料與熱處理》這門課將變的更加抽象、更加枯燥。

比如，在講授低合金高強鋼時，以北京奧運會主體體育場（鳥巢）為載體，主梁用的鋼材就是Q460E/Z-35，當年在建設鳥巢時，在國內外建筑史上，從未應用過460MPa級特厚板，無論鋼板生產還是鋼結構焊接施工都沒有可供借鑒的成功經驗。鳥巢用Q460E/Z35厚板的技術要求達到了目前低合金高強度鋼之最。厚度規格超過標準上限——GB/T1591標準中Q460鋼板的最大厚度為100mm，“鳥巢用鋼最大厚度達到110mm，超過了標準要求。隨著鋼板厚度的增加，由于鋼板的壓縮比減小，軋制后冷卻速度降低，不利于細化晶粒，鋼板的強度、韌性很難保證。舞鋼采取一系列工藝技術措施，突破了GB/T1591標準中100mm的厚度極限，使110mm厚鋼板滿足了Q460E的技術要求。高強度保證鋼結構的支撐能力——GB/T1591標準中，Q460鋼板屬于強度最高的級別。

-40℃低溫韌性保證鋼結構的抗疲勞性能——GB/T1591標準中，-40℃低溫韌性屬于沖擊試驗溫度最低的等級。

Z35抗層狀撕裂性能保證鋼結構的安全性能——GB/T5313標準中，Z35屬于抗層狀撕裂性能最高的級別。

低碳當量保證鋼材的焊接性能——在110mm的大厚度情況下，460MPa的高強度鋼板的焊接碳當量要求≤0.50%，實際供貨要求≤0.48%。

把當年建設鳥巢的前前后后遇到的問題這么一講，然后再講低合金高強度結構鋼的成分特點、性能特點、常見的牌號，結果表明，課堂氣氛活躍，學生的參與度高。

三、結束語

在教學實踐中，無論是講故事、舉例子、理實一體等方法，最終都是為提高學生的學習興趣，提高課堂的參與度，正所謂“教學有法、教無定法”，能讓學生理解聽懂的方法就是好方法。所以，在《金屬材料與熱處理》課程教學中，教師要運用多種教學方法和教學手段去激發學生的學習動機和學習興趣，使學生對本門課程有一個立體的全方位的了解。

參考文獻

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作者簡介：張世忠，男， 1984年10月生，碩士研究生，籍貫：安徽碭山，職稱：講師，研究方向：金屬材料及熱處理，工作單位：包頭職業技術學院，郵編：014035。