《金屬材料及熱處理》課程教學(xué)技巧總結(jié)

張世忠　王雨

【摘 要】直觀、生動(dòng)、幽默的展示課堂內(nèi)容是提高《金屬材料及熱處理》教學(xué)效果的根本途徑，本文是作者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，以增強(qiáng)課堂趣味性為突破口，讓更多的學(xué)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(xué)方法，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】金屬材料及熱處理；課堂效率；教學(xué)技巧

【中圖分類號】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)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(jī)械類、材料類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課程涉及晶體的微觀結(jié)構(gòu)、凝固過程、典型合金平衡結(jié)晶及金相照片、金屬塑性變形的機(jī)理、熱處理原理、工藝，鋼的分類等等。該課程理論性強(qiáng)、抽象概念多、教學(xué)實(shí)踐環(huán)境條件差，學(xué)生掌握起來比較困難。以學(xué)生對熱處理相關(guān)知識掌握情況為例，作者在從事 《熱加工實(shí)習(xí)—熱處理》課程的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，僅僅過去一學(xué)期的時(shí)間，大部分學(xué)生已不能說出淬火、回火的區(qū)別，更別說讓他們制定淬火、回火工藝了。本文是作者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，給出的一些關(guān)于《金屬材料與熱處理》課程教學(xué)方法上的一些思考，不妥之處，敬請指正。

二、專業(yè)研究的教學(xué)技巧

1.問答式教學(xué)引入抽象概念。

通過課堂提問，啟發(fā)學(xué)生思維，引起學(xué)生興趣，進(jìn)而引入抽象概念。

比如，在講授相圖基本概念時(shí)，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(tài)與什么因素有關(guān)？→然后逐個(gè)分析影響因素：化學(xué)成分（比DNA）+溫度（環(huán)境因素）→最后自然的引出相圖的概念，互動(dòng)式的導(dǎo)入能緊緊吸引學(xué)生的注意力，教學(xué)效果良好。

作者在《金屬材料與熱處理》課程的教學(xué)過程中一直秉承：枯燥的知識變的生動(dòng)有趣、抽象的理論形象具體，時(shí)刻注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。

2.以現(xiàn)實(shí)生活為載體來講解抽象的理論。

直觀、生動(dòng)、幽默是我在教學(xué)過程中一直追求的目標(biāo)，讓學(xué)生聽得懂，課堂活動(dòng)才能得以進(jìn)行。針對本課程的特點(diǎn)以及學(xué)生的現(xiàn)狀，教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)：知識點(diǎn)以什么樣的形式來呈現(xiàn)？抽象理論怎么與生活現(xiàn)象相結(jié)合？是每個(gè)從事金屬材料與熱處理教學(xué)的教師應(yīng)該思考的問題。

比如，講共晶相圖時(shí)，講到兩種組元在固相時(shí)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(tǒng)家規(guī)，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(tǒng)家規(guī)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(shí)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(gòu)成混凝土的基本相，而混凝土呈現(xiàn)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(xué)生就容易理解了。最后總結(jié)，鐵素體相當(dāng)于水泥，而滲碳體相當(dāng)于石子，是強(qiáng)化相。

3.拓展材料前沿知識用以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

激發(fā)學(xué)生的興趣是每位老師時(shí)刻應(yīng)關(guān)注的問題，興趣能讓學(xué)生的思維跟著老師走，而不是游離于課堂之外；興趣能讓學(xué)生主動(dòng)提前去預(yù)習(xí)課堂知識。比如在講金屬材料的微觀晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，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(qiáng)度最高的物質(zhì)，具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能，其硬度是鋼材的200倍，若將其應(yīng)用于智能手機(jī)，可實(shí)現(xiàn)手機(jī)不怕摔、無劃痕、使用不發(fā)熱、充電一分鐘續(xù)航半個(gè)月的問題，徹底淘汰充電寶。其實(shí)，石墨烯與石墨的化學(xué)成分一樣，都是碳，而力學(xué)性能差別如此大，關(guān)鍵問題就在于其內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)不同。材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)決定材料的性能，因此欲掌握金屬材料的力學(xué)性能，必先掌握金屬材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)——即原子排列的規(guī)律性。如此授課，使學(xué)生明確研究金屬材料內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)的重要性，這是學(xué)好金屬成料的出發(fā)點(diǎn)。如此引入金屬的晶體結(jié)構(gòu)重要性，學(xué)生就感覺沒有那么枯燥了。

4.理論→實(shí)踐→理論的學(xué)習(xí)模式。

積極引領(lǐng)學(xué)生在“學(xué)中做、做中學(xué)”，享受發(fā)現(xiàn)的樂趣，及時(shí)得通過教師的點(diǎn)撥，使學(xué)相關(guān)知識得到及時(shí)得升華與內(nèi)化。

比如，在講淬火時(shí)，可采用實(shí)踐教學(xué)的方法，在教師的引導(dǎo)下讓學(xué)生制定45鋼的淬火工藝，然后進(jìn)行45鋼銷軸的淬火，可用的淬火介質(zhì)有：水、油、鹽浴、堿浴，在這四種淬火介質(zhì)中，分別對奧氏體化后的45鋼進(jìn)行冷卻，然后進(jìn)行硬度檢測，觀察會(huì)出現(xiàn)什么樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，然后對出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與探討。然后教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)?shù)乜偨Y(jié)，概括，完成課堂教學(xué)。

改變教學(xué)環(huán)境，將《金屬材料與熱處理》部分課程由教室搬到實(shí)訓(xùn)基地，這是教學(xué)形式的重大改革。實(shí)物與現(xiàn)場教學(xué)能增加教學(xué)過程中學(xué)生的參與程度，增強(qiáng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動(dòng)性，學(xué)生可以個(gè)別學(xué)，也可以以小組的形式學(xué)習(xí)，學(xué)生上課輕松，氣氛融洽。

理實(shí)一體能激活學(xué)生的思維，使其全身心地投入到學(xué)習(xí)中去，加強(qiáng)了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用，自然會(huì)收到好的學(xué)習(xí)效果。

5.故事教學(xué)使課堂充滿樂趣。

抽象的理論需要故事、生活常識來點(diǎn)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(qiáng)鋼時(shí)，以北京奧運(yùn)會(huì)主體體育場（鳥巢）為載體，主梁用的鋼材就是Q460E/Z-35，當(dāng)年在建設(shè)鳥巢時(shí)，在國內(nèi)外建筑史上，從未應(yīng)用過460MPa級特厚板，無論鋼板生產(chǎn)還是鋼結(jié)構(gòu)焊接施工都沒有可供借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)。鳥巢用Q460E/Z35厚板的技術(shù)要求達(dá)到了目前低合金高強(qiáng)度鋼之最。厚度規(guī)格超過標(biāo)準(zhǔn)上限——GB/T1591標(biāo)準(zhǔn)中Q460鋼板的最大厚度為100mm，“鳥巢用鋼最大厚度達(dá)到110mm，超過了標(biāo)準(zhǔn)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(xì)化晶粒，鋼板的強(qiáng)度、韌性很難保證。舞鋼采取一系列工藝技術(shù)措施，突破了GB/T1591標(biāo)準(zhǔn)中100mm的厚度極限，使110mm厚鋼板滿足了Q460E的技術(shù)要求。高強(qiáng)度保證鋼結(jié)構(gòu)的支撐能力——GB/T1591標(biāo)準(zhǔn)中，Q460鋼板屬于強(qiáng)度最高的級別。

-40℃低溫韌性保證鋼結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能——GB/T1591標(biāo)準(zhǔn)中，-40℃低溫韌性屬于沖擊試驗(yàn)溫度最低的等級。

Z35抗層狀撕裂性能保證鋼結(jié)構(gòu)的安全性能——GB/T5313標(biāo)準(zhǔn)中，Z35屬于抗層狀撕裂性能最高的級別。

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

把當(dāng)年建設(shè)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(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的成分特點(diǎn)、性能特點(diǎn)、常見的牌號，結(jié)果表明，課堂氣氛活躍，學(xué)生的參與度高。

三、結(jié)束語

在教學(xué)實(shí)踐中，無論是講故事、舉例子、理實(shí)一體等方法，最終都是為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂的參與度，正所謂“教學(xué)有法、教無定法”，能讓學(xué)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(xué)中，教師要運(yùn)用多種教學(xué)方法和教學(xué)手段去激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生對本門課程有一個(gè)立體的全方位的了解。

參考文獻(xiàn)

[1]張?jiān)?《金屬材料與熱處理》教學(xué)方法深討[J].職業(yè)與教育，2007，78.

[2]李詠梅.《淺析中職金屬材料與熱處理教學(xué)技巧探究》教學(xué)方法初探[J].科學(xué)與教育，2014，128.

[3]陳汪林，張世宏.《材料概論課程的改革與實(shí)踐》教學(xué)方法的創(chuàng)新[J].中國輕工教育，2015（6），79-81.

[4]馬永為.淺談多媒體在《金屬材料與熱處理》課程中的應(yīng)用[J].《職業(yè)》，2010，03.

[5]章少玲.淺談《金屬材料與熱處理》教學(xué).《職業(yè)》，2010，21.

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(yè)技術(shù)學(xué)院，郵編：014035。