“金属材料与热处理”课堂教学探讨

摘 要：在“金属材料与热处理”的教学中，教师要做好导入，针对课程中的难点，尽可能地多采用有趣、直观、多样的方式进行启发式教学；多列举生活、生产中的实例，采用多媒体等现代化教学；以学生为中心进行课堂讨论，活跃课堂气氛；将抽象深奥的知识用生动形象的语言和实例深入浅出地讲授给学生，激发学生的学习积极性和主动性，定会达到教学目的，取得好的教学效果。

关键词：金属材料与热处理；课堂教学；兴趣；效果

“金属材料与热处理”是机械专业必修的专业基础课，其研究的是金属材料的成分、组织、性能及热处理方法。通过学习让学生掌握常用金属材料的种类、牌号、性能和用途，了解机械零件和工具设计中合理选材的方法，初步掌握正确运用热处理工艺、合理安排零件工艺路线的方法，为以后的工艺课程和工作打下一定的基础。

本课程特点为概念术语多、定性描述多、记忆性的内容多。由于该课程是一门从生产实践中发展起来、直接服务于生产的专业基础课，具有较强的实践性和综合性，许多知识点需通过各类实验来验证。但由于技工学校实习设施缺乏，很多实验不能进行，教师只能进行理论教学。因此，学生上课时普遍感觉枯燥、乏味，学习效果差。教师该怎样才能上好这门抽象难懂的课程呢？笔者在多年的课堂教学中总结了如下经验和方法以供探讨。

一、上好第一堂课，做好课程导入，激发学生兴趣

绪论概括总结了该学科的教学目的、基本内容、发展史、在专业教学中的地位及学习方法，对教学有着不可低估的指导作用。讲好这堂课，可使学生产生想听、愿听、想学好这门课的良好状态。

1.以人类认识、使用材料的历史案例激发学生学习兴趣

从人类认识材料和使用材料的发展史讲起，从最初的石器时代、青铜时代、铸铁时代、有色金属和钢时代到如今的人工合成材料时代，人类的衣食住行都离不开材料的使用。夏末商初距今3600年的司母戊大鼎，春秋末年干将、莫邪铸剑的传说，铸造精湛、千年不锈的越王勾践的青铜剑的故事和秦陵铜车马等丰富案例的讲解，使学生学习兴趣大增，从而进入学习状态。

2.举例说明学习该课程的目的

绪论中只对学习目的做了文字叙述，没有举例说明，学生对此没有感性认识。为使学生更好地理解教学目的，教师可通过实物举例说明。笔者上课时结合学生认识的锉刀、齿轮、轴等，让学生思考它们在加工生产时，是否可用同样的材料，又是怎样加工的。学生根据使用情况很容易回答出材料不同，但对具体如何选材及加工工艺过程了解得很少。笔者就以锉刀为例来说明其选材与加工工艺过程：锉刀刀身要锯削，必须有高的硬度和较强的耐磨性；而锉柄由于使用时操作者需施力，硬度不宜过高，要有足够的韧性以防折断伤人。鉴于以上原因，在备料选材时应选用含碳量较高，含硫、磷及非金属夹杂物较少的高级优质碳素工具钢。为便于切削，加工要降低硬度，所以切削前要进行热处理，切削后为提高刀身表面硬度又要进行热处理。通过讲述锉刀从选材到加工使用过程的实例，教师直观地说明了学习该课程的目的及重要性，激发了学生学习的兴趣和动力。

二、应用多种教学方法与手段，力求达到较好的学习效果

1.启发式教学，激发学生主动思考

启发式教学就是根据教学目的、内容、学生的知识水平和知识规律由浅入深、由近及远、由表及里、由易到难地提出问题、解决问题。在课堂上传授知识时使用具有启发性、诱导性的方式教学可以渲染课堂的教学气氛，集中学生注意力，唤起他们的想象，使学生处于积极主动的状态，从而把他们的注意力引到所研究的问题上来。这样才有利于学生自主学习能力的形成，有利于培养学生思考问题、解决问题的能力。

如，当笔者讲到“铁碳相图应用”时，先问学生听说过“趁热打铁”这个词没有，学生马上回答“听说过”，笔者接着问“看到过打铁没有”，这时课堂气氛马上活跃起来，有的说在电视上看过，有的说在某某电影看过。笔者继续提问为何铁匠打铁时要将铁烧红了打，学生马上思考，在学生积极思维的状态下，笔者接着引导学生：“这种操作方法是有理论依据的，看铁碳相图，把钢加热到1000℃～1200℃，此时钢组织为单相奥氏体，强度低，塑性好，益于塑性变形加工。”这样，学生学习的乐趣有了，也愿意主动思考和学习，学习效果自然也就好了。

2.举例教学，吸引学生注意力

举例教学是贴近学生生活和经验的一种教学方法。因本课程内容过于抽象，学生容易走神，因此适当穿插一些与课程知识相关的例子，既可以解释说明知识点，又可吸引学生注意力。

如讲授固溶体、金属化合物和混合物的概念时，学生不易理解固溶体的形成，笔者就举例讲了用水冲奶粉、冲果珍的例子：果珍、奶粉作为溶质是固体，水作为溶剂是液体，两者一结合变成了溶剂的液体状态。固溶体也是这样结合的，一个组元做溶质，一个组元做溶剂，形成的固溶体最后保持溶剂组元的状态。把一个抽象的概念很形象地讲出来，既可活跃课堂气氛，又可引起学生兴趣，加深学生对教学内容的理解和记忆。用此方法讲解概念和原理时，应注意联系学生已有的感性认识、生活经验和生产实际，教师要根据课程的特点，广泛收集、记录有利于教学的例子。无论哪种实例都要注意紧扣主题，准确妥帖。

3.课堂讨论，提高学生自主学习能力

课堂讨论是本课程常用的教学方法，学生只有主动参与课堂教学，才能充分发挥其能动作用，从而激活思维，挖掘潜能，自主学习，更为积极地思考解决问题。

在教学中，笔者常常针对一些重点和难点问题，如不同金属材料的加工需配备不同材料的刀具、零件加工工艺中需加入一些热处理工艺等问题提出思考题，组织学生开展讨论。通过综合例题让学生对一零件从选材到加工成形再到为满足使用性能而进行的热处理进行综合讨论，让学生充分发挥自身能力。通过这种教学方法进行教学互动，一方面实现了理论知识的灌输，另一方面活跃了课堂气氛，充分发挥了学生的想象力，培养了学生的创造性思维，教学效果显著提升。

4.善用比较法进行归纳总结

如在讲解金属的力学性能――硬度内容时，布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度都是通过硬度试验来测得材料的硬度，实验原理都是静载荷压入法，实验过程中必须具备两个共同的条件：压头、试验力，这是他们的共同点。然而在选择压头的材质和形态和试验力的大小、种类上，它们又有很多不同之处。紧紧抓住不同点，引导学生总结出三种硬度试验各自的优缺点及适用范围。最后从硬度试验的符号、含义、压头选择、试验力、优缺点及适用范围六个方面列表对新课进行总结，使问题简单化、直观化，也便于学生记忆。通过这样的比较和分析，学生豁然开朗，较快地接受了新概念，这对解决教学难点很有益处。

5.合理运用多媒体等先进的教学手段

传统的“一块黑板一支笔”的教学方法已不能适应现代的学生。要让学生积极主动地学、创造性地学，就要充分利用多媒体技术，利用光盘、录像、投影等先进直观的教学手段加深学生对教学内容的理解。利用多媒体教学可视性强的特点，把静止的教学画面动态地、连续地贯穿起来，使学生能够通过动态的画面，较轻松地理解教师的教学意图。

例如，在讲授退火、正火、淬火和回火等热处理工艺时，受设备条件限制不能现场演示，仅凭挂图及几个应用实例分析很难把枯燥、抽象的内容讲活；而结合录像或计算机多媒体等网络化教育手段，则可把热处理工艺过程直观形象地展现给学生，使学生不出教室便可置身于工厂的车间之中，使学生所学到的知识更贴近生产实践。

再如讲授金属加工工艺性能时，许多学生对铸造、焊接、锻轧和机械切削加工等工艺方法都不熟悉，通过多媒体教学手段使学生对它们有了感性认识，对后面进行的教学就有了很大的帮助。多媒体教学一方面扩充了教学容量，使教学过程更紧凑；另一方面使教学内容更直观，给课堂增加了趣味性和生动性，调动了学生的兴趣与热情，使学生充分利用视觉和听觉去获取知识，达到了良好的教学效果。