技校金属材料与热处理课程教学方法探讨

[摘 要]《金属材料与热处理》课程是机制专业的必修课,由于实验条件的限制,该课程不容易上好。在教学中如何通过多层次、多样化、多途径的教学方法,教学互动,实施兴趣教学。从而收到良好的教学效果。

[关键词]教学方法;理解;运用;操作

金属材料课是机械制造专业的必修课。由于课程主要是研究金属材料内部的组织、显微金相构造和性能之间的关系,教学不能直观演示的原因,造成课程内容抽象、枯燥,学生往往失去学习兴趣。尤其是对初中毕业生占90的技校生来说,问题更为突出。所以如何能在较短的教学时间内培养高素质的技能人才,这对我们教师提出了更高的要求,针对这些特点,本人结合教学经验,对如何提高这门课的教学效果进行一些探讨。

一、强化基本概念的理解是记忆的保证

教材中有许多概念是相近或相似的,也有一些概念文字表达很相近,但含义却差距很大,学生容易混淆如强度和硬度、塑性和韧性、淬透性淬硬性等等。教师除了在教学中具体阐述各自概念外,还应多作比较,通过比较分析两者的区别或联系,从比较中加深理解,使学生对概念的运用更准确,更符合实际。对概念的定义要准确、通俗易懂、尽可能的简短。对热处理工艺部分内容,许多处理方法彼此存在矛盾。这样作为教师就必须运用辩证的方法去培养学生深层思维。认真梳理分析这些矛盾才能使学生避免一头雾水。如碳钢的性能,随着含碳量的增加,强度、硬度明显的增加,而塑、韧性却下降;淬火时快速冷却(水冷)容易获得马氏体组织,增加零件的硬度强度,而内应力也增加,使得零件的裂纹产生。这样的例子不胜枚举,教师在教学中应该用辩证法的方法,首先讲清矛盾两方面各自产生怎样的结果,而这个矛盾两方面又相互制约、相互影响。甚至双方又可相互转变,从而引导学生找到最佳的解决方法。就拿淬火来说,在获得马氏体的前提下尽量降低冷却速度,以减少内应力,是解决矛盾的最理想方案。围绕这一目标,产生了理想状态的双液淬火介质,从而形成双液淬火,分级淬火,等温淬火等方法,利用各种冷却介质,借助于外部因素,使问题得到圆满解决。如果加入某些合金因素,使得临界冷却速度降低,也能解决这个问题,这就是合金钢。

二、重点内容要突出,关键在运用

铁碳合金状态图是热处理教学的一个重点,它使学生了解不同成分的碳钢合金在不同的温度下所对应的组织或状态,而且对学生在今后制定热处理工艺,选择相应的加热温度提供依据。教师在教学中首先应讲清合金状态图所反应的三个内容:一是不同成分的铁碳合金,即含碳量(横坐标);二是不同温度(纵坐标);三是对应于不同含碳量及温度的点,它反应出此时铁碳合金所对应的组织状态。其次教师应讲清铁碳状态图是如何建立的及整个过程,即配制一系列合金,绘制冷却曲线,建立成分与温度坐标系,并把相同组织描点连线,围成一个个区域组成状态图。最后教师应引导学生开展逆向思维,从已知的状态图中反过来获取信息,既可以让学生思考对应于含碳量及温度的合金应是何种组织状态,又可以提问对应于具体含碳量要保持其组织不变,温度范围如何控制;而且又可以提问保持同一温度,同一组织时含碳量的范围如何。如此提问可以举一反三,学生只要掌握的知识的本质,以不变应万变,在实际工作中大显身手。

三、用实验来论证理论,教学互动

热处理课生产实践性强,学生学习的目的最终还是服务于生产。教师在教学中应让烦琐的讲解与学生日常的所闻相结合,通过解决学生的疑问来活跃课堂的气氛,调动学生的学习积极性。例如在热处理工艺部分教学时,分析了起重机上用的钢丝及挂钩,要吊起几吨甚至几十吨的重物,工作中绝不允许断裂,这就要求钢丝绳具有足够的抗拉强度,而金属制成的挂钩,应具有很高的强度、韧性。汽车与机床上使用的轴承,有时每分钟受力方向要变换数万次以上,承受巨大的滑动摩擦与滚动摩擦,要求材料有很高的耐磨性(高硬度)和抗接触疲劳的能力。这种情况下就只能采用特殊的高碳合金――滚动轴承钢来制造。从汽车上的板簧到半轴,在工作中要求它们具有相当高的强度、硬度以及足够的塑性和韧性。结合这些耳熟能详生活中同学们能够见到的机械零件,从选材到热处理工艺讲深讲透,重点内容不求快,注重授课效果,引导学生开动脑筋积极思考,调动同学们的学习兴趣。

《金属材料与热处理》是一门生产与实际联系比较紧密的实验学科。虽然大的实验无法在学校完成,但教师也可以开动脑筋创造条件,设计一些简单易行的实验激发学生的学习兴趣,通过实验验证理论,提高学生对知识的认同感。例如在讲到材料的硬度时,可用一简单的实验求证课本知识:找一把新三棱锉刀和一段20cm长的低碳钢棒。锉刀可以轻而易举地锉动低碳钢棒,在钢棒上留下锉痕和铁屑,而钢锉却毫发未损。这说明锉比钢棒硬度高,这是因为锉的含碳量比钢棒高,淬火后获得的马氏体组织多。再如钢的火花演示试验也可在校办工厂进行。先准备好四种钢:低碳钢、中碳钢、高碳钢和高速钢,让学生用矿轮机分别打磨四种钢材,通过现场演示及讲解,学生很快掌握了不同含碳量钢的火花鉴别,并且可以通过火花来分辨材料。试验教学的特点是直观性和可操作性,它不仅能激发学生的兴趣,而且具有很强的说服力,使课本内容前后相连融为一体,课本上的内容不再枯燥乏味。同时,学生也从教师的分析过程中体会到科学的博大精深。课堂演示是一种直观教学法,它使学生耳闻目睹事物变化的全过程,激发学生的感知神经,效果相当明显。因此教师应深入实践,勤思索多思考,从现实中撷取素材,从而找到最佳的教学方法,才能提高教学质量,为社会培养出高素质的技能人才。