金熱基本概念的教學實踐探討

陳傳輝

(徐州工程機械技師學院 江蘇徐州 221000)

一、創設情境，激發學生興奮點

教師創設情境，以學生的生活常識為出發點，形成學習動機，強化術語和概念。“同學們都有下雪時暖和，化雪時冷的生活常識，為什么會這樣呢？”教師由此引出結晶潛熱，下雪時暖和是因為放出結晶潛熱，而化雪時冷是因為吸收結晶潛熱，進而引入金屬結晶的結晶潛熱，說明結晶時出現結晶平臺的原因。這樣學生就順利掌握了結晶潛熱術語和結晶平臺理論。

“相”是合金中成分、結構及性能相同的組成部分。如果直接按“相”的概念來講解，因認知水平等方面的原因，學生難以接受和理解，即使強學強記，也是一知半解，學過就忘。對此，老師可舉例：雞蛋蛋黃中脂肪和膽固醇的含量高，蛋中的營養價值基本都在蛋黃中，其中有許多微量元素都是人體所需的，而蛋清中幾乎沒有脂肪，養顏美容價值功效比較高，蛋清和蛋黃都可以看成一個相，它們的成分不一樣，且蛋清與蛋黃有明顯的界限，可以看成相界。這樣，學生就很容易理解相和相界的概念[1]。

二、咬文嚼字，深化概念內涵

許多同學對金熱概念記憶不準、理解不清，甚至出現概念錯誤的情況，很大一部分原因是沒有確切掌握概念的內涵，只是機械地記憶，時間一長就忘了。塑性的指標是斷后伸長率和斷面收縮率，對于這兩個概念，我們可以采用咬文嚼字、顧名思義的方式去理解其內涵。斷后伸長率概念中的“斷后”是指金屬試樣拉斷后，“伸長率”是指試樣伸長量與試樣原始長度之比的百分率，其計算公式為A=(Lu-L0)/L0×100%，其中Lu為試樣拉斷后的長度，L0為試樣原始長度，Lu-L0就為試樣伸長量。

斷面收縮率概念中的“斷面”是指金屬試樣拉斷后頸縮處的截面，“收縮率”是指試樣頸縮處面積變化量與試樣原始橫截面積之比的百分率，其計算公式為Z=(S0-Su)/S0×100%，其中S0為試樣原始橫截面積，Su為試樣頸縮處的橫截面積，S0-Su就為頸縮處面積變化量。將一個概念如此進行咬文嚼字，深刻剖析概念的真正內涵，學生稍加理解和消化，就能達到“記得住、記得牢”的目標。同時，水到渠成地得到斷后伸長率A和斷面收縮率Z的數值越大，說明金屬材料在斷裂之前產生塑性變形的能力越強，其塑性也就越好的結論。也就將金熱教材中此部分的知識“模塊化”和“體系化”，有利于學生掌握和消化。

以此類推，金熱課程中形變強化、同素異構轉變、間隙固溶體、固溶強化、等概念，都可以“咬文嚼字”的方式挖掘其內涵。

三、以點帶面，拓展知識體系

金熱教材中的概念和術語眾多，若在學習重要概念時，采用以重要概念為圓心，周圍相關知識點為拓展對象，易于形成的知識體系，相關知識不再是點狀的。共析轉變概念是在溫度不變的條件下，從一個固相中同時析出兩個固相的轉變。我們可以結合鐵碳合金相圖，以共析轉變反應式：As≒P(F+Fe3C)為中心，分析成分條件WC=0.77%、溫度條件727℃、轉變產物為P（共析體），其中滲碳體稱為共析滲碳體。將概念講授清楚、講授明白。

由成分條件WC=0.77%，引出共析點C點和共析鋼的概念，進而引出共晶點和共晶白口鑄鐵。由溫度條件727℃，引出共析線PSK，進而引出共晶線ECF。由共析滲碳體，引出共晶滲碳體，引出一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體等概念。這樣，概念就不再單純的是一個概念，而是形成了一個知識體系，有效提高了學生學習效率。

四、類比分析，鞏固概念

金熱中有些概念、術語比較接近，教師可以利用類似分析法，找出異同點。

碳溶解在α-Fe中形成間隙固溶體，稱為鐵素體（F）。碳溶解在γ-Fe中形成間隙固溶體，稱為奧氏體（A）。鐵素體（F）和奧氏體（A）這兩個概念的相同點都是間隙固溶體，溶質都是碳原子，不同點是α-Fe是體心立方晶格，γ-Fe是面心立方晶格，兩者晶格類型不一樣，存在的溫度區間不同，最大溶碳量不同，γ-Fe最大溶碳量是2.11%，α-Fe最大溶碳量是0.0218%，其力學性能也有差異。

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。從鐵碳合金相圖中，可以分析出珠光體是共析反應的產物，而萊氏體是共晶反應的產物。兩者的含碳量不同，混合物中的相不同，滲碳體的含量也不同，其力學性能有很大差異。形變強化和固溶強化都使金屬材料的晶格發生畸變，導致金屬材料強度、硬度提高，都是強化金屬的手段。兩者強化金屬的原理基本是相同的[2]。

總之，金熱術語、概念眾多，且抽象難懂。在課堂教學中，教師要采用創設情境、顧名思義、類比分析等教學方法，將抽象內容變簡單，化難為易，激發學生的學習積極性，同時要注意教學的科學性和藝術性，達到事半功倍的教學效果。