發(fā)布時(shí)間：2022-06-19 23:07:35
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的金屬材料與熱處理樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
隨著我國(guó)現(xiàn)代化工業(yè)的迅速發(fā)展，工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)得到了較大的提高。工業(yè)機(jī)械行業(yè)生產(chǎn)需要大量金屬材料，有些需要將金屬材料通過高溫加工方式進(jìn)行熱處理后方可使用。本文簡(jiǎn)略講述了工業(yè)金屬材料結(jié)構(gòu)和組織，簡(jiǎn)述了熱處理工藝技術(shù)的基本慨念和熱處理過程中出現(xiàn)的腐蝕問題對(duì)社會(huì)環(huán)境的影響及應(yīng)對(duì)方法。
關(guān)鍵詞：
金屬；材料；熱處理
1金屬材料的結(jié)構(gòu)和組織
早在幾千年前的鐵器時(shí)代，我們的祖先就已經(jīng)會(huì)使用一些礦石加工成金屬材料，然后用這些金屬材料制作成生產(chǎn)勞作工具或其他器具，并且先人們漸漸認(rèn)識(shí)到熱處理的作用。在當(dāng)時(shí)的歷史時(shí)期我國(guó)金屬材料加工生產(chǎn)工藝基本走在世界的前茅。建國(guó)后，隨著我國(guó)工業(yè)科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中，很多地方要用到金屬材料，其中用量最大的材料是合金材料。某些金屬材料或者是合金材料，經(jīng)過高溫?zé)崽幚淼姆绞娇梢愿淖兤鋬?nèi)部組成結(jié)構(gòu)的排序，但熱處理加工工藝一般不會(huì)改變金屬材料構(gòu)建的外部形狀和構(gòu)建的化學(xué)成分，僅僅只會(huì)改變金屬構(gòu)建內(nèi)部的顯微組織或表面一些化學(xué)成分，使所用性能能得以改善[1]。
2金屬熱處理的基本概念
熱處理其實(shí)就是將某種金屬的材料放在相應(yīng)的容器內(nèi)，對(duì)它進(jìn)行加熱、保溫、冷卻，在通過改變材料的表面或者是內(nèi)部的結(jié)構(gòu)組織，來控制它的性能的一種工藝。這種熱處理新工藝，它是為了把一些零部件的的耐磨損和抗疲勞防破裂心能增強(qiáng)，提高了零件使用的強(qiáng)度，可以更久的使用。還可以提升一定經(jīng)濟(jì)利益，更多的節(jié)約能源，增強(qiáng)環(huán)保避免對(duì)環(huán)境造成過多過大的污染。從石器時(shí)代開始一直進(jìn)展到銅器和鐵器時(shí)代的過程中，熱處理慢慢的被人們一點(diǎn)一點(diǎn)的認(rèn)識(shí)、熟悉，以及使用，而且中國(guó)人在生產(chǎn)中很早就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)銅、鐵或者是某種金屬物質(zhì)進(jìn)行一定溫度的加工、加熱、加壓，會(huì)使材料的形狀發(fā)生變化，從而在銅器、鐵器時(shí)代，才會(huì)制造出來大量青銅、鐵質(zhì)的武器或器皿。熱處理流程就是工人將金屬工件加熱到一定的、適當(dāng)?shù)臏囟龋⒏鶕?jù)材料不同大小相應(yīng)采取不同的保溫時(shí)間，然后再進(jìn)行冷卻。淬火是將材料加熱、保溫后，把材料在水里進(jìn)行快速冷卻。從水里拿出來后金屬材料的材質(zhì)的硬度將會(huì)提高，但同時(shí)脆度也會(huì)加強(qiáng)。所以為降低物體脆性，把淬火后的金屬工件進(jìn)行一定時(shí)間溫度的保溫，之后再進(jìn)行冷卻[2]。
3金屬材料保管和銹蝕問題
金屬在加熱過程中或加熱后冷卻處理的時(shí)候，如果對(duì)某種金屬材料進(jìn)行拉伸會(huì)改變材料本身的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和一些機(jī)械性能，材料本身會(huì)因?yàn)榄h(huán)境的影響而改變，如鋼筋拉伸后存放一段時(shí)間表面會(huì)出現(xiàn)鐵銹，這種鐵銹鋼筋如不及時(shí)清除表面的鐵銹，久而久之會(huì)腐蝕它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致金屬材料的脆性發(fā)生從而產(chǎn)生斷裂。金屬材料的存放方法也很重要，一些材料長(zhǎng)時(shí)間的放置，或者是放在陰暗、潮濕的環(huán)境里，材質(zhì)的本身也會(huì)發(fā)生變化，材料表面會(huì)生銹，如果不及時(shí)的清理，會(huì)慢慢的腐蝕材料，這些鐵銹會(huì)越積越厚、面積越來越大，最后使材料的表面不光滑，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不完整，表面的硬度降低，鋼鐵生銹、銅器泛綠、銀具變黑等都是金屬材料長(zhǎng)時(shí)間的放置或不規(guī)范保存所產(chǎn)生的問題。所以日常工作中，對(duì)一些金屬材料的保管或存放應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查或定期進(jìn)行清理，對(duì)尚未使用的原材及時(shí)清理表面上的鐵銹再投入使用。對(duì)已經(jīng)生產(chǎn)完好的工件應(yīng)妥善的保管，對(duì)已經(jīng)安裝的構(gòu)建應(yīng)及時(shí)涂上防銹涂層，以免材料發(fā)生形狀的變化或結(jié)構(gòu)變化而導(dǎo)致無法使用[3]。金屬材料如果不及時(shí)的清理那些銹漬，很容易造成人員傷亡事故或?qū)Νh(huán)境造成污染。如2005年10月26日，廣東某石油化工焦化廠車間的管道突然開裂，高溫油氣從管道里噴射出來，正值上班時(shí)間，許多員工還在工作，突發(fā)事件使人無暇迎接，這次事故造成了較嚴(yán)重的人員傷亡和設(shè)備損壞。由于日常設(shè)備管理的疏漏，對(duì)管道的檢查忽略了點(diǎn)點(diǎn)銹蝕，未經(jīng)處理的點(diǎn)點(diǎn)銹蝕將管道慢慢的腐蝕，長(zhǎng)期的腐蝕，這是一種“慢性病”，沒有具體的預(yù)防措施和防護(hù)，管理人員也不太重視，才導(dǎo)致悲劇的發(fā)生。又如2007年8月在美國(guó)的一座高速公路橋上，橋梁結(jié)構(gòu)也因常年的腐蝕突然產(chǎn)生橋身倒塌，造成了7死30幾人受傷。同時(shí)腐蝕也在威脅著我們生活的環(huán)境，金屬材料在腐蝕的同時(shí)，腐蝕的產(chǎn)物必定會(huì)有一部分流入到河水、土壤等自然環(huán)境中，所以這對(duì)自然環(huán)境帶來了嚴(yán)重的影響。流到了河流里，影響農(nóng)田灌溉，影響動(dòng)物、植物和人們生活用水，流進(jìn)土壤影響農(nóng)作物或植物生長(zhǎng)和健康。若流到海洋里，對(duì)海洋里的生物、魚類等有生命的一切都會(huì)稀來巨大的威脅。所以我們要重視起腐蝕帶來的危害，要控制好放置材料的環(huán)境，保證儲(chǔ)存空間的溫度、濕度以及通風(fēng)良好，或者是用緩蝕劑來減少和防止對(duì)金屬的腐蝕。這樣才可以保證金屬材料的材質(zhì)，減少經(jīng)濟(jì)損失，保障自然環(huán)境不受損害。
4熱處理過程中材料開裂的應(yīng)對(duì)
一些金屬材料在進(jìn)行熱處理加工過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象。對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理工藝加工的關(guān)鍵會(huì)直接影響材料再結(jié)晶效果，溫度的高低是加工過程的關(guān)鍵，所以工作人員在工作時(shí)應(yīng)注意控制金屬材料熱處理加工過程中的溫度，保證材料斷裂韌性的承受能力，保證溫度達(dá)到一定程度，形成結(jié)晶。
5金屬熱處理工藝展望
隨著改革的進(jìn)一步深化，國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)一步發(fā)展，我國(guó)每天的能源消耗量非常之大，工業(yè)自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、農(nóng)村城鎮(zhèn)化、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)均離不開機(jī)械設(shè)備、零件加工、機(jī)械制造等，國(guó)防建設(shè)投入的增大，使很多大型的重工業(yè)也不斷發(fā)展，熱處理對(duì)中國(guó)的機(jī)械制造業(yè)發(fā)展也具有相當(dāng)重要的影響。無論城鎮(zhèn)、農(nóng)村目前均離不開熱處理加工技術(shù)，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也會(huì)對(duì)熱處理行業(yè)的發(fā)展帶來巨大的前景。雖然熱處理行業(yè)的前景看似良好，但是這個(gè)行業(yè)仍具有一定的危險(xiǎn)性，因?yàn)槭墙饘倩蛘呤瞧渌饘俨牧线M(jìn)行必須進(jìn)行高溫加工，一些生產(chǎn)加工設(shè)備沒有及時(shí)更新?lián)Q代，不是現(xiàn)代化、自動(dòng)化數(shù)控進(jìn)行生產(chǎn)，難免存在安全隱患，難免會(huì)有員工因工作失誤造成傷害，并且金屬材料在進(jìn)行高溫加工、加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些有害氣體，這些氣體長(zhǎng)期被吸入，對(duì)人的身體健康會(huì)產(chǎn)生一定的傷害。由于熱處理行業(yè)仍是污染型行業(yè)，無論國(guó)企還是民營(yíng)在建設(shè)此類加工場(chǎng)所時(shí)，應(yīng)考慮環(huán)境保護(hù)問題，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家環(huán)評(píng)的最新規(guī)定，不得建立在在居民區(qū)、商業(yè)區(qū)、旅游區(qū)、蔬菜和糧食等農(nóng)作物種植區(qū)域、以及水資源保護(hù)區(qū)，防止對(duì)人類的傷害、對(duì)環(huán)境的污染。
6結(jié)語
隨著工業(yè)科技的飛速發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)技術(shù)水平越來越高。機(jī)械制造、儀器儀表、航天事業(yè)等現(xiàn)代化的工業(yè)都在繼續(xù)向前發(fā)展，高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)和金屬材料品質(zhì)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)全新的水平。但愿今后的金屬材料和熱處理加工工藝步入世界先進(jìn)行列，實(shí)現(xiàn)數(shù)控化、智能化、機(jī)器人生產(chǎn)加工的現(xiàn)代化工作手段，達(dá)到高效生產(chǎn)、安全生產(chǎn)的目的。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：課程特點(diǎn)；教學(xué)技巧；金屬材料；熱處理
中圖分類號(hào)：G718 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2017）03-0003-01
《金屬材料與熱處理》具有內(nèi)容繁雜、理論性強(qiáng)、概念多且抽象，但知識(shí)點(diǎn)和技能又是實(shí)際生產(chǎn)過程中不可缺少的等方面特點(diǎn)。學(xué)生學(xué)習(xí)該課程總感覺是紙上談兵，空洞、枯燥、抽象，難以記憶和掌握，所以學(xué)習(xí)難度較大。教育學(xué)上說：教學(xué)是由教師的教和學(xué)生的學(xué)組成的一種雙邊活動(dòng)。部分教師往往又只重視教而忽視了學(xué)，總是實(shí)行"滿堂灌"的注入式教學(xué)方法，使學(xué)生的學(xué)處于被動(dòng)狀態(tài)，忽視了學(xué)生的說、寫、思考、動(dòng)手能力的培養(yǎng)。綜合幾方面因素，教師必須深入研究、探討教學(xué)技巧，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
1.職業(yè)院校《金屬材料與熱處理》課程教學(xué)現(xiàn)狀
現(xiàn)階段的職業(yè)院校，普遍存在著招生困難的現(xiàn)象，以致于在學(xué)校招生中將目標(biāo)緊盯在高考和中考失意和沒考中的學(xué)生身上。這些學(xué)生有的初中、高中沒有畢業(yè)，有的因?yàn)槌煽?jī)差而沒能夠考上更高層次的院校，甚至也有的不想上學(xué)而被父母強(qiáng)迫送到職業(yè)院校中。在這些學(xué)生身上，普遍的存在著學(xué)習(xí)成績(jī)差、文化基礎(chǔ)底子薄、自我約束能力差，沒有清晰和明確的人生理想和奮斗目標(biāo)，缺少學(xué)習(xí)動(dòng)力，自我控制能力差，思想不穩(wěn)定等問題。這些情況和問題的存在給教學(xué)帶來了巨大的難題。在金屬材料與熱處理教學(xué)中，對(duì)各方面要求較高，需要師生雙方共同努力和探討，從而完善教學(xué)方式，總結(jié)教學(xué)體系和方法。
2.學(xué)前導(dǎo)趣，激發(fā)動(dòng)機(jī)
2.1 學(xué)前導(dǎo)趣。俗話講，興趣是最好的老師。由于《金屬材料與熱處理》課程研究的內(nèi)容較為抽象，枯燥，如何培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，使學(xué)生形成積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，是當(dāng)前這門課程教學(xué)中首先需要解決的問題。在課堂教學(xué)中教師巧妙的導(dǎo)入和精彩的開講不但可以引起學(xué)生的興趣，還能為以后的教學(xué)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。比如，可以在開講之前介紹一些金屬材料及熱處理的貼近生活的實(shí)例，小到彈簧、鋸條、易拉罐，大到汽車上的軸承，再到航天飛機(jī)等，都可以使學(xué)生對(duì)這門課程產(chǎn)生一定的興趣，并隨之有了進(jìn)一步想去了解的念頭。
2.2 激發(fā)動(dòng)機(jī)。我們都知道，只有學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生了濃厚的興趣，才可能將之轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)動(dòng)力。所以，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)培養(yǎng)和興趣激發(fā)二者之間應(yīng)該是互相促進(jìn)、共同發(fā)展的關(guān)系。這就要求教師在教學(xué)過程中，注意激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，引起學(xué)生的好奇心。教師可以在課堂上巧妙地設(shè)置問題，再經(jīng)過引導(dǎo)和啟發(fā)。這樣往往可以讓學(xué)生產(chǎn)生求知欲，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)。
3.教學(xué)方法多樣性，提高教學(xué)質(zhì)量
由于本課程章節(jié)內(nèi)容繁多，教學(xué)過程中應(yīng)針對(duì)具體情況、根據(jù)不同章節(jié)的內(nèi)容，采用多種教學(xué)方法。教學(xué)是一個(gè)教與學(xué)的互動(dòng)過程，是老師與學(xué)生的交流過程。采取靈活多樣的教學(xué)方式有助于學(xué)生理解，吸收，消化。
3.1 講授法。在我們平時(shí)的教學(xué)過程中，講授法是應(yīng)用最多的一種方法。但我們不能墨守成規(guī)，要善于利用資源，如PPT、視頻、動(dòng)畫、三維建模、微課等等。這些直觀、形象的教學(xué)能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)、難點(diǎn)的理解，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力 ，提學(xué)效果和質(zhì)量有獨(dú)到的作用。在講授中要多采用打比方，將抽象的理論知識(shí)在簡(jiǎn)單的比方里淺顯化，引導(dǎo)學(xué)生由表及里的學(xué)習(xí)。如講結(jié)晶時(shí)以水為例，水在攝氏零度以下沒有全部變成冰，導(dǎo)出"過冷"是結(jié)晶的必要條件的知識(shí)點(diǎn)；水是由一點(diǎn)點(diǎn)小冰碴到冰塊再到全部變?yōu)楸瓿伤慕Y(jié)晶過程，導(dǎo)出金屬的結(jié)晶過程是由晶核形成和晶核長(zhǎng)大組成的知識(shí)點(diǎn)。
講授時(shí)要注意三點(diǎn)，一是盡量做到淺顯易懂，用通俗的語言、例子解釋課本抽象的專業(yè)理論 ，讓學(xué)生在輕松的氛圍里學(xué)到知識(shí)，提高興趣。二是講授知識(shí)點(diǎn)，特別是難點(diǎn)時(shí)，學(xué)會(huì)用分解法一點(diǎn)點(diǎn)把問題打開，并且要善于運(yùn)用教學(xué)工具和手段。三是要主動(dòng)傾聽學(xué)生的反饋意見。
3.2 圖示法。圖示對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)和傳播起著很大的作用。教學(xué)的過程中，適當(dāng)注重圖形結(jié)合，再輔之形象記憶，使學(xué)生可以較輕松地記住那些難點(diǎn)。例如，講到鐵碳合金相圖，可掛出相圖，先介紹鐵碳合金相圖是研究以合金成分、溫度、組織和性能之間關(guān)系，再分析橫坐標(biāo)含義，縱坐標(biāo)含義，以及成分點(diǎn)，溫度點(diǎn)的比例關(guān)系。再分成上部相圖---液態(tài)結(jié)晶分析，下部相圖---固態(tài)相變分析，最后， 1538℃以上到室溫，從鋼到鑄鐵，整體性的分析。
3.3 現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法。針對(duì)職業(yè)院校的學(xué)生，應(yīng)多采用直觀教學(xué)。為了理解理論知識(shí)，增加實(shí)踐技能，在實(shí)踐中吃透、消化難點(diǎn)，充分利用視覺、聽覺去獲取知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效果。對(duì)于一些實(shí)踐技能強(qiáng)的內(nèi)容要現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。一些小實(shí)驗(yàn)也可在教室完成，如講到加工硬化，可讓同學(xué)們自己反復(fù)彎折鐵絲，感受鐵絲彎折處的變化；講到彈性變形與塑性變形，可用空易拉罐或者皮筋進(jìn)行演示；講到熱處理工藝時(shí)，可用蠟燭將鋼絲燒紅，分別進(jìn)行水冷和空冷，讓同學(xué)們觀察鋼絲最后性能的差別。如果條件允許，在講金屬的力學(xué)性能時(shí)領(lǐng)學(xué)生看看拉伸試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)；在講熱處理工藝時(shí)，領(lǐng)學(xué)生去熱處理車間看看淬火、正火等實(shí)際操作。同學(xué)們有了直觀印象，教師再講知識(shí)點(diǎn)，同學(xué)們易于消化吸收，教學(xué)難點(diǎn)迎刃而解，同學(xué)們的思維產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。如若沒有現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的條件，教師也可在網(wǎng)上下載相關(guān)視頻，讓學(xué)生以視頻方法觀看現(xiàn)場(chǎng)的情況。
3.4 自主探究法。由于金屬材料與熱處理教學(xué)中，存在著教學(xué)內(nèi)容枯燥、繁多的現(xiàn)象，使得許多的學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生了厭學(xué)現(xiàn)象。過多采取傳統(tǒng)的講授法，使得學(xué)生在課堂上參與度不高，應(yīng)該充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，充分地發(fā)揮教師與學(xué)生雙發(fā)的積極性和互動(dòng)性，使得師生在教學(xué)中能夠共同努力，共同進(jìn)步。
在《金屬材料與熱處理》課程中選出一些敘述多、簡(jiǎn)單、易懂的章節(jié)，讓學(xué)生自學(xué)、自講，如"金屬材料力學(xué)性能"這一章節(jié)。在自學(xué)、自講中教師要提前布置任務(wù)，提出要求，公布各小組人員名單。在自講環(huán)節(jié)中要鼓勵(lì)學(xué)生，不能束縛學(xué)生的思維，讓學(xué)生開闊思維，最后教師進(jìn)行評(píng)價(jià)總結(jié)，并可對(duì)表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生給予獎(jiǎng)勵(lì)。
對(duì)本課程而言，金屬材料與熱處理基礎(chǔ)理論部分眾多，而且十分抽象、枯燥，很容易引起學(xué)生的厭學(xué)情緒。為避免這種現(xiàn)象，我們可以一方面將新方法融入理論教學(xué)中去，多舉生動(dòng)、形象、貼近生活的具體事例闡述教學(xué)內(nèi)容。比如為了闡明一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，可以通過一個(gè)故事作為"磚"，最后通過提問的方法把"玉"引出來。 另一方面要充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。 現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)，許多教學(xué)相關(guān)的視頻都可以搜索到，如淬火部分的內(nèi)容，書本上只有單純的文字、圖片，單靠教師去講，即使講得再生動(dòng)，也不如從網(wǎng)上找一段視頻放給學(xué)生看來得形象，這樣做也可在一定程度上彌補(bǔ)學(xué)校沒有相關(guān)設(shè)備的不足。
鑒于職業(yè)院校學(xué)生特點(diǎn)與《金屬材料與熱處理》課程特點(diǎn)，教師只有采用靈活多樣的講課方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，注意素質(zhì)教育，我們培養(yǎng)的學(xué)生才能具有現(xiàn)代生活和未來發(fā)展的能力。在教學(xué)的過程中必須要因材施教、對(duì)癥下藥，使得每個(gè)學(xué)生都能夠按照自己的特點(diǎn)發(fā)展，這樣才能將學(xué)生培養(yǎng)成為技術(shù)性、實(shí)用性的人才，實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育的目的。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：金屬材料與熱處理；課堂教學(xué)；興趣；效果
“金屬材料與熱處理”是機(jī)械專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，其研究的是金屬材料的成分、組織、性能及熱處理方法。通過學(xué)習(xí)讓學(xué)生掌握常用金屬材料的種類、牌號(hào)、性能和用途，了解機(jī)械零件和工具設(shè)計(jì)中合理選材的方法，初步掌握正確運(yùn)用熱處理工藝、合理安排零件工藝路線的方法，為以后的工藝課程和工作打下一定的基礎(chǔ)。
本課程特點(diǎn)為概念術(shù)語多、定性描述多、記憶性的內(nèi)容多。由于該課程是一門從生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)展起來、直接服務(wù)于生產(chǎn)的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和綜合性，許多知識(shí)點(diǎn)需通過各類實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。但由于技工學(xué)校實(shí)習(xí)設(shè)施缺乏，很多實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行，教師只能進(jìn)行理論教學(xué)。因此，學(xué)生上課時(shí)普遍感覺枯燥、乏味，學(xué)習(xí)效果差。教師該怎樣才能上好這門抽象難懂的課程呢？筆者在多年的課堂教學(xué)中總結(jié)了如下經(jīng)驗(yàn)和方法以供探討。
一、上好第一堂課，做好課程導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生興趣
緒論概括總結(jié)了該學(xué)科的教學(xué)目的、基本內(nèi)容、發(fā)展史、在專業(yè)教學(xué)中的地位及學(xué)習(xí)方法，對(duì)教學(xué)有著不可低估的指導(dǎo)作用。講好這堂課，可使學(xué)生產(chǎn)生想聽、愿聽、想學(xué)好這門課的良好狀態(tài)。
1.以人類認(rèn)識(shí)、使用材料的歷史案例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
從人類認(rèn)識(shí)材料和使用材料的發(fā)展史講起，從最初的石器時(shí)代、青銅時(shí)代、鑄鐵時(shí)代、有色金屬和鋼時(shí)代到如今的人工合成材料時(shí)代，人類的衣食住行都離不開材料的使用。夏末商初距今3600年的司母戊大鼎，春秋末年干將、莫邪鑄劍的傳說，鑄造精湛、千年不銹的越王勾踐的青銅劍的故事和秦陵銅車馬等豐富案例的講解，使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣大增，從而進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。
2.舉例說明學(xué)習(xí)該課程的目的
緒論中只對(duì)學(xué)習(xí)目的做了文字?jǐn)⑹?，沒有舉例說明，學(xué)生對(duì)此沒有感性認(rèn)識(shí)。為使學(xué)生更好地理解教學(xué)目的，教師可通過實(shí)物舉例說明。筆者上課時(shí)結(jié)合學(xué)生認(rèn)識(shí)的銼刀、齒輪、軸等，讓學(xué)生思考它們?cè)诩庸どa(chǎn)時(shí)，是否可用同樣的材料，又是怎樣加工的。學(xué)生根據(jù)使用情況很容易回答出材料不同，但對(duì)具體如何選材及加工工藝過程了解得很少。筆者就以銼刀為例來說明其選材與加工工藝過程：銼刀刀身要鋸削，必須有高的硬度和較強(qiáng)的耐磨性；而銼柄由于使用時(shí)操作者需施力，硬度不宜過高，要有足夠的韌性以防折斷傷人。鑒于以上原因，在備料選材時(shí)應(yīng)選用含碳量較高，含硫、磷及非金屬夾雜物較少的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。為便于切削，加工要降低硬度，所以切削前要進(jìn)行熱處理，切削后為提高刀身表面硬度又要進(jìn)行熱處理。通過講述銼刀從選材到加工使用過程的實(shí)例，教師直觀地說明了學(xué)習(xí)該課程的目的及重要性，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。
二、應(yīng)用多種教學(xué)方法與手段，力求達(dá)到較好的學(xué)習(xí)效果
1.啟發(fā)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考
啟發(fā)式教學(xué)就是根據(jù)教學(xué)目的、內(nèi)容、學(xué)生的知識(shí)水平和知識(shí)規(guī)律由淺入深、由近及遠(yuǎn)、由表及里、由易到難地提出問題、解決問題。在課堂上傳授知識(shí)時(shí)使用具有啟發(fā)性、誘導(dǎo)性的方式教學(xué)可以渲染課堂的教學(xué)氣氛，集中學(xué)生注意力，喚起他們的想象，使學(xué)生處于積極主動(dòng)的狀態(tài)，從而把他們的注意力引到所研究的問題上來。這樣才有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的形成，有利于培養(yǎng)學(xué)生思考問題、解決問題的能力。
如，當(dāng)筆者講到“鐵碳相圖應(yīng)用”時(shí)，先問學(xué)生聽說過“趁熱打鐵”這個(gè)詞沒有，學(xué)生馬上回答“聽說過”，筆者接著問“看到過打鐵沒有”，這時(shí)課堂氣氛馬上活躍起來，有的說在電視上看過，有的說在某某電影看過。筆者繼續(xù)提問為何鐵匠打鐵時(shí)要將鐵燒紅了打，學(xué)生馬上思考，在學(xué)生積極思維的狀態(tài)下，筆者接著引導(dǎo)學(xué)生：“這種操作方法是有理論依據(jù)的，看鐵碳相圖，把鋼加熱到1000℃～1200℃，此時(shí)鋼組織為單相奧氏體，強(qiáng)度低，塑性好，益于塑性變形加工?！边@樣，學(xué)生學(xué)習(xí)的樂趣有了，也愿意主動(dòng)思考和學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果自然也就好了。
2.舉例教學(xué)，吸引學(xué)生注意力
舉例教學(xué)是貼近學(xué)生生活和經(jīng)驗(yàn)的一種教學(xué)方法。因本課程內(nèi)容過于抽象，學(xué)生容易走神，因此適當(dāng)穿插一些與課程知識(shí)相關(guān)的例子，既可以解釋說明知識(shí)點(diǎn)，又可吸引學(xué)生注意力。
如講授固溶體、金屬化合物和混合物的概念時(shí)，學(xué)生不易理解固溶體的形成，筆者就舉例講了用水沖奶粉、沖果珍的例子：果珍、奶粉作為溶質(zhì)是固體，水作為溶劑是液體，兩者一結(jié)合變成了溶劑的液體狀態(tài)。固溶體也是這樣結(jié)合的，一個(gè)組元做溶質(zhì)，一個(gè)組元做溶劑，形成的固溶體最后保持溶劑組元的狀態(tài)。把一個(gè)抽象的概念很形象地講出來，既可活躍課堂氣氛，又可引起學(xué)生興趣，加深學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解和記憶。用此方法講解概念和原理時(shí)，應(yīng)注意聯(lián)系學(xué)生已有的感性認(rèn)識(shí)、生活經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)際，教師要根據(jù)課程的特點(diǎn)，廣泛收集、記錄有利于教學(xué)的例子。無論哪種實(shí)例都要注意緊扣主題，準(zhǔn)確妥帖。
3.課堂討論，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力
課堂討論是本課程常用的教學(xué)方法，學(xué)生只有主動(dòng)參與課堂教學(xué)，才能充分發(fā)揮其能動(dòng)作用，從而激活思維，挖掘潛能，自主學(xué)習(xí)，更為積極地思考解決問題。
在教學(xué)中，筆者常常針對(duì)一些重點(diǎn)和難點(diǎn)問題，如不同金屬材料的加工需配備不同材料的刀具、零件加工工藝中需加入一些熱處理工藝等問題提出思考題，組織學(xué)生開展討論。通過綜合例題讓學(xué)生對(duì)一零件從選材到加工成形再到為滿足使用性能而進(jìn)行的熱處理進(jìn)行綜合討論，讓學(xué)生充分發(fā)揮自身能力。通過這種教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)，一方面實(shí)現(xiàn)了理論知識(shí)的灌輸，另一方面活躍了課堂氣氛，充分發(fā)揮了學(xué)生的想象力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，教學(xué)效果顯著提升。
4.善用比較法進(jìn)行歸納總結(jié)
如在講解金屬的力學(xué)性能――硬度內(nèi)容時(shí)，布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度都是通過硬度試驗(yàn)來測(cè)得材料的硬度，實(shí)驗(yàn)原理都是靜載荷壓入法，實(shí)驗(yàn)過程中必須具備兩個(gè)共同的條件：壓頭、試驗(yàn)力，這是他們的共同點(diǎn)。然而在選擇壓頭的材質(zhì)和形態(tài)和試驗(yàn)力的大小、種類上，它們又有很多不同之處。緊緊抓住不同點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出三種硬度試驗(yàn)各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。最后從硬度試驗(yàn)的符號(hào)、含義、壓頭選擇、試驗(yàn)力、優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍六個(gè)方面列表對(duì)新課進(jìn)行總結(jié)，使問題簡(jiǎn)單化、直觀化，也便于學(xué)生記憶。通過這樣的比較和分析，學(xué)生豁然開朗，較快地接受了新概念，這對(duì)解決教學(xué)難點(diǎn)很有益處。
5.合理運(yùn)用多媒體等先進(jìn)的教學(xué)手段
傳統(tǒng)的“一塊黑板一支筆”的教學(xué)方法已不能適應(yīng)現(xiàn)代的學(xué)生。要讓學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)、創(chuàng)造性地學(xué)，就要充分利用多媒體技術(shù)，利用光盤、錄像、投影等先進(jìn)直觀的教學(xué)手段加深學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。利用多媒體教學(xué)可視性強(qiáng)的特點(diǎn)，把靜止的教學(xué)畫面動(dòng)態(tài)地、連續(xù)地貫穿起來，使學(xué)生能夠通過動(dòng)態(tài)的畫面，較輕松地理解教師的教學(xué)意圖。
[關(guān)鍵詞]金屬材料；表面；激光熱處理
中圖分類號(hào)：TB31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、前言
隨著熱處理技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用日趨廣泛，對(duì)金屬表面熱處理后的性能提出了更高的要求，金屬表面通過激光進(jìn)行熱處理提高了表面的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、抗疲勞輕度等指標(biāo)。
二、激光熱處理技術(shù)的特點(diǎn)
激光熱處理是采用高功率密度的激光束加熱金屬表面.自冷淬火的工藝方法,與其它表面處理技術(shù)相比,具有如下特點(diǎn):
1、激光熔化后形成的組織,化學(xué)均勻性很高,且晶粒非常細(xì)小,從而強(qiáng)化了合余,其耐磨性大大提高；
2、激光熱處理能改善合金的機(jī)械性能,顯著提高工具的使用壽命；
3、在激光處理層中,因馬氏體轉(zhuǎn)變而得到的殘余壓應(yīng)力,提高了抗疲勞強(qiáng)度、硬度、耐磨性和抗腐蝕性能；
4、與常規(guī)熱處理相比,激光熱處理可在不犧牲韌性的情況下獲得高硬度和高強(qiáng)度；
5、輸入熱最少,熱變形小；
6、能量密度高,加工時(shí)間短；
7、非接觸性加工；
8、能精確控制加工條件,也易與計(jì)算機(jī)相聯(lián)；
9、可以局部加熱,只加工必要部分；
10、加工基本不受磁場(chǎng)的影響。
三、激光表面工程的技術(shù)特點(diǎn)
激光表面工程是當(dāng)前材料工程學(xué)科的重要方向之一，被譽(yù)為光加工時(shí)代的一個(gè)標(biāo)志性技術(shù)，各國(guó)(尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家)均予以重點(diǎn)發(fā)展。其高效率、高效益、高增長(zhǎng)及低消耗、無污染的特點(diǎn)，符合材料加工的發(fā)展需要。經(jīng)過多年研究和實(shí)際應(yīng)用，激光表面工程的技術(shù)特點(diǎn)可歸納如下:
1、激光束的功率密度可達(dá)到103W/cm2以上，甚至可超過109W/cm2，由此可以對(duì)材料的表面實(shí)現(xiàn)包括無化學(xué)成分變化的相變硬化、微晶化、非晶化、沖擊硬化以及有化學(xué)成分變化的鍍復(fù)、合金化等表面改性工程。只要采用合適的激光束與材料的藕合技術(shù)，就能在快速或超快速作用周期之下產(chǎn)生其他表面工程技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)或難以實(shí)現(xiàn)的材料表面的組織與性能，當(dāng)然也必定包括高的生產(chǎn)效率。
2、激光束的可控性好，只要采用光學(xué)的束操作技術(shù)適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)激光束至工件的不同部位，就可以實(shí)現(xiàn)精確的可選擇的材料局部表面改性。如果改變激光束的參數(shù)，還可以達(dá)到不同的改性目的，從而解決了在工件表面不同部位需要有不同服設(shè)性能的表面工程問題。
3、易與其他表面處理技術(shù)復(fù)合。激光表面工程可以方便地與其他表面工程技術(shù)結(jié)合起來，產(chǎn)生所謂第二代表面工程技術(shù)―復(fù)合表面工程技術(shù)?？梢跃C合傳統(tǒng)表面工程技術(shù)與激光表面工程的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)甚至消除各自的局限性，展示了很大的潛力。
4、可以引入近代計(jì)算機(jī)、機(jī)器人等高技術(shù)裝備，使激光束的產(chǎn)生及操縱信息化、智能化。例如，已推出的可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀立體工件的多種類表面工程的五軸聯(lián)動(dòng)激光柔性加工中心，它作為一種新型的光、機(jī)、電一體化的工作母機(jī)，顯示了很大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
5、產(chǎn)生激光束的裝置無論品種還是效率都有很大的發(fā)展?jié)摿?。例如，工業(yè)激光裝置已從常用的波長(zhǎng)為10.6μm的C02激光器發(fā)展到輸出波長(zhǎng)更短(1.06μm)的高功率Nd:YAG激光器，以及波長(zhǎng)更短、模式更適合激光表面改性的且可用光纖傳輸?shù)拇蠊β拾雽?dǎo)體和光纖激光器，還有與當(dāng)今電子工業(yè)及微電子工業(yè)使用的大部分材料都能很好藕合的308nm波長(zhǎng)的準(zhǔn)分子(XeCI)激光器，CO:激光器的輸出功率也已從千瓦級(jí)發(fā)展到萬瓦級(jí)甚至更高。這預(yù)示著一些新的激光表面工程技術(shù)即將誕生。
四、激光表面處理技術(shù)存在的問題
經(jīng)過科學(xué)家們長(zhǎng)期的努力,金屬材料表面激光熱處理技術(shù)已取得了許多進(jìn)展,但在基礎(chǔ)理論、工藝、設(shè)備及工業(yè)應(yīng)用等方面仍存在許多問題。
1、激光熱處理的基礎(chǔ)理論及數(shù)學(xué)模型。激光處理的快速加熱和隨后的快速冷卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了平衡過程,因此,對(duì)其加熱、凝固過程的相變動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)和原子擴(kuò)散過程、界面行為、工藝參數(shù)和性能之間的函數(shù)關(guān)系,粉末粒子的加熱、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及相應(yīng)的性能控制,都需要進(jìn)一步的豐富與完善。建立合理簡(jiǎn)潔的數(shù)學(xué)分析模型,有利于人們準(zhǔn)確理解工藝參數(shù)和處理結(jié)果之間的相互依賴關(guān)系,實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)控制,縮短確定最佳工藝參數(shù)的時(shí)間。這方面完善的理論還未確立,仍需進(jìn)行大量艱苦細(xì)致的工作。
2、能與大功率激光器相匹配的寬帶掃描裝置。對(duì)于大面積掃描,因激光光斑面積小,必須采用多次搭接技術(shù)或大面積光斑技術(shù)(散焦法、寬帶法和轉(zhuǎn)鏡法),多次搭接時(shí),因其每個(gè)相鄰掃描帶的接合處存在一個(gè)區(qū)域,因此其顯微硬度是波動(dòng)的;從金相上看,搭接涂層在整體上呈一種宏觀的周期性性能變化。對(duì)大面積光斑技術(shù),當(dāng)輸出功率一定時(shí),光斑面積越大,功率密度越低;增大光束直徑,可能削弱激光的高能密度和超快速加熱優(yōu)勢(shì)。因此,能與大功率激光器相匹配的寬帶掃描裝置的研究開發(fā)是急待解決的關(guān)鍵問題。
3、理想的涂層材料。激光輻照所形成的熔池區(qū)域的溫度梯度很大,易導(dǎo)致生成裂紋;金屬基體與陶瓷粉末的相容性差,也容易導(dǎo)致裂紋和空洞。因此選配合適的涂層與基材,以增進(jìn)配合、減少界面應(yīng)力。
4、激光熱處理過程控制的智能化。智能化是柔性自動(dòng)化的新發(fā)展和重要組成部分,是將人工智能融入制造過程的各個(gè)環(huán)節(jié),通過模擬專家的智能活動(dòng),系統(tǒng)能監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀態(tài),在受到外界或內(nèi)部激勵(lì)時(shí),能自動(dòng)調(diào)節(jié)其參數(shù),以達(dá)到最佳狀態(tài),具備自組織能力,是21世紀(jì)的先進(jìn)制造技術(shù)。激光熱處理是一個(gè)多變量相互作用的過程,過程控制中,多個(gè)參量常常是在一定范圍內(nèi)波動(dòng)而又相互影響,沒有絕對(duì)分明的定量界限,處于模糊狀態(tài)。而智能控制是一種新型控制技術(shù),采用并行處理,它適用于問題中參量排列組合非常復(fù)雜的情況,以尋找最佳答案。未來智能控制在激光熱處理的光學(xué)檢測(cè)和自動(dòng)跟蹤方面的應(yīng)用將是發(fā)展方向。
五、激光表面處理技術(shù)的應(yīng)用
1、激光加常規(guī)復(fù)合處理
激光熱處理是一項(xiàng)新技術(shù),有非常明顯的特點(diǎn),也有一定的適用范圍,將激光熱處理與適當(dāng)?shù)某Ｒ?guī)熱處理技術(shù)巧妙地結(jié)合起來,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),顯然是非常好的思路。北京航空航天大學(xué)對(duì)球墨鑄鐵材料先用激光表面重熔處理,然后在750e石墨化退火,使快速凝固共晶滲碳體亞穩(wěn)相部分地轉(zhuǎn)變?yōu)槭?成功地制得了既含硬質(zhì)耐磨快速凝固共晶滲碳體,又含彌散石墨的新型鐵基多相耐磨材料。通過改變退火時(shí)間來調(diào)節(jié)滲碳體和石墨的相對(duì)量。由于滲碳體的較佳耐磨性加上石墨的自,是較理想的摩擦學(xué)材料。長(zhǎng)春光機(jī)學(xué)院對(duì)18Cr2Ni4WA鋼先行滲碳處理,使碳呈梯度分布,然后激光相變處理。在復(fù)合處理作用下,硬化層分成3個(gè)區(qū):第一區(qū)為表層完全淬硬區(qū),其最表面為針狀馬氏體+滲碳體+殘留奧氏體,次表面為針狀馬氏體+板條馬氏體+殘留奧氏體;第二區(qū)為過渡層,由馬氏體+回火析出碳化物組成;第三區(qū)為高溫回火區(qū),由回火索氏體組成。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,對(duì)機(jī)械零部件的性能要求將是多種多樣的,采用一種熱處理工藝往往難以解決問題。因此復(fù)合熱處理技術(shù)的市場(chǎng)需求會(huì)有一定程度的增長(zhǎng)。
2、激光沖擊硬化
激光沖擊處理(LSP)主要是利用強(qiáng)激光與材料表面相互作用產(chǎn)生的力學(xué)效應(yīng)，強(qiáng)應(yīng)力波來改善材料性能。此技術(shù)能有效地強(qiáng)化鋼、鋁、鈦、鎳等金屬材料,特別是2024T3鋁合金經(jīng)激光沖擊強(qiáng)化后,疲勞壽命提高4倍。近年來,我國(guó)從3個(gè)方面開展對(duì)激光沖擊處理的研究:¹激光沖擊處理對(duì)金屬性能的影響及工程應(yīng)用;º激光沖擊強(qiáng)化的微觀機(jī)理;激光沖擊處理的強(qiáng)化效果的無損檢測(cè)。江蘇理工大學(xué)及南京大學(xué)對(duì)2024T62鋁合金進(jìn)行激光沖擊處理,激光沖擊區(qū)的硬度提高42%,在95%置信度下,LSP試件的中值疲勞壽命是未激光沖擊試樣的514-1415倍。江蘇理工大學(xué)也對(duì)常用的45鋼進(jìn)行激光沖擊處理,LSP區(qū)硬度提高32%,LSP試件的中值疲勞壽命是未沖擊試件的1111-21133倍(置信度95%)。
六、結(jié)束語
金屬材料表面經(jīng)過激光熱處理后，金屬材料的綜合性能會(huì)大大的提高，在一定程度上會(huì)延長(zhǎng)金屬材料的使用壽命，提高金屬材料的使用性能。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】金屬材料與熱處理；教學(xué)方法；突破難點(diǎn)
How to break the metal material and heat treatment Teaching Difficult
Xing Qing-gui,Ma Shao-chun
(Tangshan Rolling Stock Plant Senior Technician School Tangshan Hebei 064000)
【Abstract】This article on the“ metal material and heat treatment” in the teaching of the course of breaking through the difficulties of method discuss, discuss the experimental theory integration teaching method, analogy method, multimedia computer assisted teaching and memorizing method in the“ metal material and heat treatment” class breakthroughs of difficult points in teaching application.
【Key words】Metal material and heat treatment;Teaching methods;Breaking through difficulty
金屬材料與熱處理這門課是職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)理論課，其特點(diǎn)是：（1）內(nèi)容龐雜、理論性強(qiáng)，名詞概念多。（2）課程實(shí)踐性強(qiáng)，與生產(chǎn)實(shí)際關(guān)系密切，相關(guān)理論在生產(chǎn)實(shí)踐中有很大的靈活度和綜合性。（3）相關(guān)理論的系統(tǒng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，前后內(nèi)容密切相關(guān)。由于以上特點(diǎn)，再加上職業(yè)技術(shù)學(xué)校的學(xué)生基礎(chǔ)普遍較差，學(xué)生覺得該課程難學(xué)，老師也覺得該課程難教。如何突破教學(xué)中的難點(diǎn)呢？根據(jù)這幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為，采用如下幾種方法可收到較好效果。
1.采用實(shí)驗(yàn)理論一體化教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性 《金屬材料與熱處理》雖然是一門理論課，但它仍然與實(shí)際有著緊密的聯(lián)系，因此，在教學(xué)中可以選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)課題，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)理論一體化教學(xué)。實(shí)驗(yàn)理論一體化教學(xué)，可以讓學(xué)生通過自己實(shí)踐活動(dòng)來觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題，通過自己的思考、分析、綜合、抽象、概括、演繹、推理，得到正確的結(jié)論，讓學(xué)生享受成功的快樂。在一體化教學(xué)過程中以實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)懸而未決的問題情境，來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，以推動(dòng)理論課的教學(xué)。如在講金屬的力學(xué)性能——硬度一節(jié)內(nèi)容時(shí)就可以采用該方法。實(shí)驗(yàn)器材按教材上所列器材準(zhǔn)備，具體步驟如下（以布氏硬度試驗(yàn)為例）：
（1）據(jù)試驗(yàn)材料和試樣厚度按表 1布氏硬度試驗(yàn)規(guī)范選擇球體直徑D、試驗(yàn)力F的大小和試驗(yàn)力作用保持的時(shí)間。
（2）將試樣平穩(wěn)地放在工作臺(tái)上，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)升降手輪，使試樣測(cè)試表面垂直于鋼 (硬質(zhì)合金)球加力方向，直至試樣與球體緊密接觸手輪空轉(zhuǎn)為止。
（3）打開電源開關(guān)，待電源指示燈亮后，再啟動(dòng)按鈕開關(guān)，當(dāng)加荷指示燈明亮?xí)r，表示試驗(yàn)力開始加上，此時(shí)立即擰緊定時(shí)壓緊螺釘，即自動(dòng)開始計(jì)時(shí)，達(dá)到預(yù)定加力時(shí)間后，轉(zhuǎn)動(dòng)即自行停止。
（4）關(guān)閉電源，反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使工作臺(tái)下降，取下試樣。用讀數(shù)顯微鏡測(cè)量壓痕直徑 (d )，用所得結(jié)果從有關(guān)對(duì)照表中查找相應(yīng)的硬度值。
表1 布氏硬度試驗(yàn)規(guī)范
通過實(shí)驗(yàn)理論一體化的教學(xué)，不僅讓學(xué)生了解了布氏硬度測(cè)定的基本原理及應(yīng)用范圍，能夠初步掌握根據(jù)不同金屬材料的零件性能特點(diǎn)，選定測(cè)定硬度的方法，而且培養(yǎng)了學(xué)生的觀察、分析和解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手能力，同時(shí)也讓學(xué)生體驗(yàn)了成功的快樂，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)好“金材課”的信心。
2. 采用類比法，將陌生的問題熟悉化 類比法就是由已知現(xiàn)象的規(guī)律去推導(dǎo)出另一種物理現(xiàn)象的規(guī)律，或解決另一種現(xiàn)象中的問題的思維方法。在《金屬材料與熱處理》課程的教學(xué)中，采用類比法，可以使一些難以理解和掌握的概念和規(guī)律更容易被學(xué)生理解和掌握。
例如：在講鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變一節(jié)時(shí)，為了讓學(xué)生更容易理解“碳鋼不可能在平衡臨界點(diǎn)發(fā)生組織轉(zhuǎn)變”這一觀點(diǎn)，我采用了將鋼鐵組織發(fā)生轉(zhuǎn)變的平衡臨界點(diǎn)和冰、水轉(zhuǎn)變點(diǎn)——0℃類比的方法，由Fe-Fe3C相圖可知看，PSK線、 GS線和ES線是碳鋼在緩慢加熱和冷卻過程中組織發(fā)生轉(zhuǎn)變的線，分別稱為 A1 線、A3線和Acm 線。該線上的臨界點(diǎn)，則相應(yīng)地用A1 、A3、Acm表示。但是，我們應(yīng)該知道，這些點(diǎn)和0℃是冰、水臨界點(diǎn)的意義一樣，都是在緩慢的加熱和冷卻條件下的臨界點(diǎn)，因此是平衡臨界點(diǎn)。實(shí)際上，碳鋼不可能在平衡臨界點(diǎn)發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，從而引出實(shí)際加熱和冷卻時(shí)的臨界點(diǎn)（Ac1、Ac3、Accm和Ar1、Ar3、Arcm），這些臨界點(diǎn)與平衡臨界點(diǎn)的偏離量，將隨加熱或冷卻時(shí)的速度而變化。
這樣，就可以將學(xué)生不熟悉抽象的鐵碳合金組織發(fā)生轉(zhuǎn)變平衡臨界點(diǎn)與學(xué)生熟悉的冰、水轉(zhuǎn)變點(diǎn)“0℃”聯(lián)系起來，從而使學(xué)生對(duì)Ac1、Ac3、Accm和Ar1、Ar3、Arcm這些臨界點(diǎn)所在位置能夠在短時(shí)間內(nèi)掌握住，也為以后的各種熱處理工藝的加熱溫度的選擇打下基礎(chǔ)。
3. 采用多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段，將抽象的問題形象化 學(xué)生之所以感覺《金屬材料與熱處理》這門課難學(xué)，是因?yàn)槠涑橄笏季S能力較差，對(duì)用語言描述的看不到摸不著的內(nèi)部組織和熱處理過程難以在頭腦中形成一副完整清晰的圖像。幫助學(xué)生建立完整清晰的圖像，成為教師的一項(xiàng)主要任務(wù)。 傳統(tǒng)的教學(xué)手段對(duì)幫助學(xué)生建立完整清晰的圖像收效甚微。多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)技術(shù)卻可以幫助我們很好地完成這一任務(wù)，它可以利用文字、圖像、動(dòng)畫、聲音等手段將抽象的材料內(nèi)部組織和熱處理過程形象地展示出來。如在講“鐵碳合金相圖”一節(jié)內(nèi)容時(shí)，用Flas將Fe-Fe3C相圖上的“兩平、三錘、五弧、九星、十二面”等形象的展現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)生的鐵碳合金相圖的構(gòu)成及相圖特點(diǎn)有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，從而能夠很容易掌握鐵碳合金相圖，為以后的應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。
4. 加強(qiáng)記憶，鞏固、提高學(xué)生的知識(shí) 歸納整理，溫故而知新，不僅有助于學(xué)生掌握知識(shí)，而且能讓學(xué)生從事物之間的聯(lián)系中找到新的規(guī)律，悟出新的道理。同時(shí)，也是學(xué)好這門課程必做的功課。所以，每學(xué)完一節(jié)要給學(xué)生做一次總結(jié)。
還以“鐵碳合金相圖”一節(jié)為例，為加強(qiáng)記憶，我對(duì)本節(jié)采用了兩種方法：
（1）用比較研究法使知識(shí)系統(tǒng)化、條理化。比較研究法就是對(duì)事物或問題進(jìn)行區(qū)分，認(rèn)識(shí)差別和特點(diǎn)和本質(zhì)的一種方法。因?yàn)橛斜容^才能鑒別，有鑒別才有異同，從而揭示相圖的本質(zhì)規(guī)律。我在進(jìn)行總結(jié)時(shí)采用了列表比較法，因?yàn)橄鄨D中的特性點(diǎn)多，把它們列入一個(gè)表比較它們的含碳量、溫度和含義的不同，從而達(dá)到增強(qiáng)記憶、鞏固知識(shí)的目的。
（2）運(yùn)用順口溜，先記憶后理解。因?yàn)橄鄨D較復(fù)雜，學(xué)生的基礎(chǔ)差，能力有限，理解之后記起來較難，采用順口溜的方法幫助記憶無疑成為上上之選。從而使理論性的內(nèi)容形象化，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，激發(fā)了他們的熱情和興趣。順口溜如下：
溫度成分建坐標(biāo)，鐵碳二元要記牢。
兩平三垂標(biāo)特點(diǎn)，九星閃耀五弧交。
共晶共析液固線，十二面里組織標(biāo)。
基本組織先標(biāo)好，相間組織共逍遙。
分析成分?jǐn)嘟M織，鑄鍛處理離不了。
總之，作為一名材料熱處理教師，要想講好金屬材料與熱處理這門課，除了要不斷研究新教法外，上課之前還應(yīng)收集參考資料，廣泛閱讀相關(guān)書籍，學(xué)習(xí)教育學(xué)、心理學(xué)有關(guān)內(nèi)容，從而不斷提高自己的專業(yè)水平和教學(xué)水平。要認(rèn)真?zhèn)湔n、精心準(zhǔn)備，將教學(xué)大綱的要求落實(shí)到教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，努力做到教學(xué)目的明確，重點(diǎn)、難點(diǎn)突出。課堂語言力求生動(dòng)簡(jiǎn)明，邏輯嚴(yán)密，避免過多的重復(fù)和繁瑣，防止學(xué)生產(chǎn)生厭煩情緒。簡(jiǎn)言之，在《金屬材料與熱處理》課的教學(xué)中，只要我們不斷的創(chuàng)新教法，創(chuàng)新教學(xué)手段，終將會(huì)讓學(xué)生覺得易學(xué)，教師覺得好教。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞金屬材料；熱處理；合金
一、《金屬材料與熱處理》課程的特點(diǎn)
《金屬材料與熱處理》是中職機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是專業(yè)課學(xué)習(xí)的前導(dǎo)課程，并為專業(yè)課的學(xué)習(xí)提供必要的理論知識(shí)。該課程具有：
（1）內(nèi)容龐雜、理論性強(qiáng)，名詞概念多。該課程涉及冶金學(xué)、金屬學(xué)、材料學(xué)、力學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)及工藝學(xué)等多方面的基礎(chǔ)知識(shí)，是一門綜合性很強(qiáng)的課程，其中每一章節(jié)均涉及大量的新概念和新名詞。
（2）課程實(shí)踐性強(qiáng)，與生產(chǎn)實(shí)際關(guān)系密切，相關(guān)理論在生產(chǎn)實(shí)踐中有很大的靈活度和綜合性。
（3）相關(guān)理論的系統(tǒng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，前后內(nèi)容密切相關(guān)。
該課程在學(xué)習(xí)過程中，有一定的難度，需要教師運(yùn)用多種教學(xué)方法，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，注重學(xué)生分析、綜合與總結(jié)能力的培養(yǎng)。因此，《金屬材料與熱處理》課程中的第一節(jié)課“緒論”就顯得非常的重要。
“緒論”對(duì)于本教材的作用如同廣告對(duì)于產(chǎn)品的作用，首先要激發(fā)學(xué)生對(duì)本學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣，其次，要讓同學(xué)們知道在這門課中我們將學(xué)習(xí)哪些知識(shí)，這些知識(shí)在今后的工作中有哪些具體的用處。如告訴學(xué)生，通過本課程的學(xué)習(xí)，可使同學(xué)們具有根據(jù)零件的使用要求選擇零件使用材料的能力，使生產(chǎn)的零件具有較高的性價(jià)比，增加零件的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，使同學(xué)們初步具有選擇鋼材熱處理方法的能力，充分挖掘材料的潛能，更優(yōu)化合理地應(yīng)用材料。通過本課程的學(xué)習(xí)，還使同學(xué)們初步具有選擇零件毛坯成形方法的能力等等。以激發(fā)學(xué)生對(duì)掌握這些知識(shí)的渴望。
二、《金屬材料與熱處理》課程 “緒論”一章的具體教學(xué)過程
1.介紹本課程名稱的含義
（1）金屬材料：是金屬及其合金的總稱。金屬：是指由單一元素構(gòu)成的具有特殊光澤、延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性的物質(zhì)。如：金、銀、銅、鐵、鋅、鋁等。合金：是指由一種金屬元素與其他金屬元素或非金屬元素通過熔煉或其他方法合成的具有金屬特性的材料。
（2）熱處理：就是對(duì)固態(tài)的金屬或合金采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。
2.金屬材料學(xué)科在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位
縱觀人類的文明史，從某種意義上說就是一部人類認(rèn)識(shí)材料和使用材料的發(fā)展史。從遠(yuǎn)古到現(xiàn)代，人類從最初的石器時(shí)代已經(jīng)發(fā)展到了當(dāng)今的人工合成材料時(shí)代。每一種新材料的研制成功，都會(huì)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域科技發(fā)展起到積極地促進(jìn)作用。如：中南大學(xué)研制生產(chǎn)的高性能碳材料，已成功應(yīng)用于“神六”飛船的制動(dòng)系統(tǒng)，使我國(guó)成為世界上第四個(gè)掌握碳—碳復(fù)合材料剎車副制造技術(shù)的國(guó)家。又如：2008年北京奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)——“鳥巢”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奇特新穎，鋼結(jié)構(gòu)最大跨度達(dá)到343米。如果使用普通鋼材，厚度至少要達(dá)到220毫米，焊接非常的困難。在國(guó)內(nèi)科研人員不懈努力下，終于研發(fā)出了低合金高強(qiáng)度鋼Q460適當(dāng)?shù)暮辖鹪嘏浔?，厚度也?20毫米減小到110毫米，成為“鳥巢”鋼筋鐵骨中最堅(jiān)硬的一部分。
在人類使用的眾多材料中，金屬材料由于其特有的各種優(yōu)異性能，被廣泛地應(yīng)用于生活和生產(chǎn)當(dāng)中，是現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的重要材料。（通過光碟的播放，讓同學(xué)們真實(shí)的體會(huì)到金屬材料突飛猛進(jìn)的發(fā)展帶來的巨大變化）。
最后強(qiáng)調(diào)：金屬材料學(xué)科在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有十分重要的地位。
3.中職機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)《金屬材料與熱處理》課程的必要性
作為一名機(jī)械行業(yè)中具有中等技能水平的技術(shù)工人，從手中的工具到加工的零件，每天都要與各種各樣的金屬材料接觸，為了能夠正確的認(rèn)識(shí)和使用金屬材料，合理地確定不同金屬材料的加工方法，充分發(fā)揮材料的潛力，就必須熟悉金屬材料的牌號(hào)，了解金屬材料的性能和變化規(guī)律。合理地使用熱處理工藝，改善金屬材料使用性能和工藝性能，強(qiáng)化金屬材料，提高產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。認(rèn)識(shí)到絕大部分重要的機(jī)械零件在制造過程中都必須進(jìn)行熱處理。為此，我們需要比較深入地學(xué)習(xí)和了解金屬材料和熱處理的相關(guān)知識(shí)，《金屬材料與熱處理》正是這樣一門研究金屬材料的成分、組織、熱處理與金屬材料性能之間關(guān)系和變化規(guī)律的學(xué)科。
4.介紹本課程的內(nèi)容
本課程要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容包括： （1）金屬材料的基本知識(shí)：主要介紹金屬的晶體結(jié)構(gòu)及變形的相關(guān)知識(shí)。該部分內(nèi)容位于教材的第一章、第二章。這部分內(nèi)容理論性強(qiáng)，名詞概念多，通過列舉大量學(xué)生們熟悉的實(shí)例，運(yùn)用形象類比的方法加深學(xué)生的理解。（2）金屬的性能：主要介紹了金屬的力學(xué)性能和工藝性能，該部分內(nèi)容位于教材的第二章。通過簡(jiǎn)單的演示實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生準(zhǔn)確的理解和掌握概念。通過基本的生活常識(shí)，進(jìn)行設(shè)問，啟發(fā)學(xué)生，進(jìn)而引入強(qiáng)度、硬度、塑性等概念。（3）金屬學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)：主要講述了鐵碳合金的組織及鐵碳合金相圖。該部分內(nèi)容位于教材的第三章。這部分內(nèi)容綜合性很強(qiáng)，是課程中的一個(gè)非常主要的內(nèi)容；是學(xué)習(xí)后續(xù)其他許多章節(jié)的基礎(chǔ)，是分析組織、判斷性能，選擇熱處理及鑄鍛工藝溫度的重要依據(jù)。同時(shí)這部分內(nèi)容又是同學(xué)們學(xué)習(xí)的一個(gè)難點(diǎn)，在學(xué)習(xí)時(shí)要引起足夠的重視。（4）熱處理的基本知識(shí)：主要講述了熱處理的原理（鋼在加熱、保溫、冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變）和熱處理的工藝（退火、正火、淬火、回火、表面熱處理等）及常用材料的典型熱處理工藝。該部分內(nèi)容位于教材的第四章。這部分內(nèi)容概念多，理論性較強(qiáng)，為了加深學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，列舉學(xué)生熟悉的現(xiàn)象，如大多數(shù)來自農(nóng)村的同學(xué)都見過鐵匠打好農(nóng)具后，趁熱放入水中，其目的是提高農(nóng)具的強(qiáng)度和硬度，這就是簡(jiǎn)單的熱處理。（5）常用金屬材料：主要介紹了碳素鋼、合金鋼、鑄鐵、有色金屬等的分類、牌號(hào)、性能特點(diǎn)及應(yīng)用。這部分內(nèi)容位于教材的第三章（碳素鋼）、第五章（合金鋼）、第六章（鑄鐵）、第七章（有色金屬及硬質(zhì)合金）。這部分內(nèi)容是直接為生產(chǎn)服務(wù)的，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中注重理論聯(lián)系實(shí)際，如：學(xué)完這些章節(jié)后，同學(xué)們就會(huì)分析在操作課上使用的各種工具的材質(zhì)、牌號(hào)、性能、應(yīng)用場(chǎng)合等，讓同學(xué)們感受到這些知識(shí)的具體應(yīng)用。進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)這門課程學(xué)習(xí)的積極性和對(duì)學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的渴望。
5.小結(jié)
根據(jù)本課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，要求同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)時(shí)注重理論聯(lián)系實(shí)際，抓住本課程的主線，即：材料成分——組織——性能——性能改造（熱處理）——合理應(yīng)用。對(duì)這門課的學(xué)習(xí)提出希望，相信同學(xué)們一定能學(xué)好這門課程，并會(huì)靈活應(yīng)用本課程的知識(shí)解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題。
最后，讓同學(xué)們閱讀“秦始皇陵銅車馬”，了解我國(guó)材料的發(fā)展史，了解中華民族的古代文明，激發(fā)同學(xué)們的民族自信心，同時(shí)也讓同學(xué)們知道我國(guó)與世界先進(jìn)國(guó)家之間的差距，鼓勵(lì)同學(xué)們努力學(xué)習(xí)，為祖國(guó)的強(qiáng)盛做出自己的貢獻(xiàn)，激發(fā)同學(xué)們的愛國(guó)情懷。
6.充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，布置課后思考作業(yè)
中職學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)都有著濃厚的興趣，充分地把學(xué)生的這一興趣，引入到本課程的學(xué)習(xí)中，將被動(dòng)的學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)換為積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)，同時(shí)將學(xué)習(xí)的空間得到廣泛的延伸。在本節(jié)課后，向同學(xué)們布置以下作業(yè)：
（1）利用網(wǎng)絡(luò)查找你最感興趣的一件物品的材料發(fā)展史，字?jǐn)?shù)不限。可以是體育項(xiàng)目撐桿跳高中的撐桿，可以是游泳運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)員身上的泳衣，也可以是機(jī)械行業(yè)中，挖掘機(jī)的鏟斗，機(jī)床零件，汽車配件，農(nóng)用機(jī)械等等，還可以是同學(xué)們?nèi)粘Ｉ钪械娜魏我患锲贰?/p>
對(duì)這樣的作業(yè)，同學(xué)們都興趣十足，作業(yè)剛一布置，同學(xué)們都興奮異常，紛紛議論，一下就打破了教室安靜的氣氛。這樣的作業(yè)形式，通過在09級(jí)、10級(jí)、11級(jí)機(jī)械專業(yè)的學(xué)生中應(yīng)用，均取得了很好的效果。既調(diào)動(dòng)了同學(xué)們對(duì)本課程的興趣，又讓同學(xué)們?cè)谧约焊信d趣的領(lǐng)域?qū)W到了知識(shí)。為本門課后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打好了良好的基礎(chǔ)。
（2）請(qǐng)同學(xué)們思考：中職機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生為什么要學(xué)習(xí)《金屬材料與熱處理》這門課？怎樣才能結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)學(xué)好這門課程？
同學(xué)們對(duì)這道題的回答也是多種多樣的，但有一點(diǎn)是共同的，那就是同學(xué)們都對(duì)自己如何學(xué)好這門課，都提出了要求，因而，作為本科程的授課教師，也就達(dá)到了目的。
關(guān)鍵詞：情景教學(xué)；材料；問題情景
中圖分類號(hào)：G718 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1672-1578（2012）11-0013-01
我們知道《金屬材料與熱處理》是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，由于材料種類繁多，性能千變?nèi)f化，涉及的術(shù)語多、概念多而且較抽象，對(duì)于初中剛畢業(yè)，沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與技能的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)起來有一定的難度。為提高課堂教學(xué)效果，必須對(duì)《金屬材料與熱處理》的課程內(nèi)容加以“炒制”，適當(dāng)加些“調(diào)味品”，因此應(yīng)用情景教學(xué)是可以提高教學(xué)效果和質(zhì)量的。
郭沫若說：“用自己的頭腦來想，用自己的眼睛來看，用自己的手來做。”。因此學(xué)生學(xué)習(xí)是知識(shí)的建筑，是意義的制定，也是有意義、有目的活動(dòng)，通過應(yīng)用情景教學(xué)，化抽象為具體，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求學(xué)的激情。
1.什么是情景教學(xué)·
情景教學(xué)法是教師根據(jù)課程內(nèi)容所描繪的情景，列出形象鮮明的投影圖畫片，輔之生動(dòng)的文學(xué)語言，并借助音樂的藝術(shù)感染力，再現(xiàn)課程所描繪的情景表象，使學(xué)生如聞其聲，如見其人，仿佛置身其間，如臨其境；師生就在此情此景之中進(jìn)行著的一種情景交融的教學(xué)活動(dòng)。因此，“情景教學(xué)”對(duì)培養(yǎng)學(xué)生情感，啟迪思維，發(fā)展想象，開發(fā)智力等方面確有獨(dú)到之處。
2.情景教學(xué)如何在《金屬材料與熱處理》課程中應(yīng)用·
情景教學(xué)應(yīng)用應(yīng)根據(jù)課程的具體需要，選擇相應(yīng)的應(yīng)用方式。
2.1 利用通俗易懂的語言和豐富的情感進(jìn)行情景教學(xué)。語言是最直接、最常用的教學(xué)手段，教師可以通過語言的渲染和情感的真誠投入來調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)氛圍，要?jiǎng)又郧?，曉之以理，借助語言的魅力去吸引學(xué)生，引起學(xué)生共鳴。例如：講到《金屬材料與熱處理》發(fā)展史時(shí)，首先給同學(xué)們介紹河南安陽出土的"司母戊大方鼎"，這是我國(guó)迄今為止已發(fā)現(xiàn)的青銅器中最大的一件，也是最具有重要的歷史價(jià)值。這說明了什么呢·說明那個(gè)時(shí)期的人們已具有很高的青銅鑄造技術(shù)，充分顯示了我國(guó)古代勞動(dòng)人們具有的極大的創(chuàng)造力。還有在熱處理技術(shù)方面，遠(yuǎn)在西漢時(shí)就有“水與火合為粹（同淬）”之說，東漢時(shí)則有“清水淬其鋒”等有關(guān)金屬熱處理技術(shù)的記載。再有出土的文物如西漢的劍、刀等，經(jīng)金相檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部組織接近于淬火馬氏體和滲碳體組織。這都說明我國(guó)在西漢時(shí)已相繼采用了各種熱處理技術(shù)，并具有相當(dāng)高的水平。通過這部分內(nèi)容的介紹一方面拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，另一方面是可樹立學(xué)生的民族自信心，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，為學(xué)好本課程內(nèi)容打下良好的基礎(chǔ)。
2.2 以培養(yǎng)興趣為主線，進(jìn)行情景教學(xué)?？鬃诱f過，“知之者不如好知者，好之者不如樂之者”?？梢娕d趣是最好的老師，故此可有目的地設(shè)計(jì)些“興奮點(diǎn)”以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
“問題情景”就是在教材內(nèi)容和學(xué)生求知心理之間制造一種“不協(xié)調(diào)”，把學(xué)生引入一種與問題有關(guān)的情景的過程。這個(gè)過程就是“不協(xié)調(diào)——探究——深思——發(fā)現(xiàn)——解決問題”的過程。教師有目的、有計(jì)劃、有層次地提出與教材有關(guān)的問題，把學(xué)生引入一種與問題相關(guān)的情景中，點(diǎn)燃學(xué)生思維的火花，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。問題情景的應(yīng)用，使學(xué)生的注意、記憶思維凝聚在一起，以達(dá)到智力活動(dòng)的最佳狀態(tài)。在課程中，根據(jù)我校在校生的實(shí)際情況和認(rèn)知規(guī)律，在注意知識(shí)內(nèi)容的邏輯性和認(rèn)識(shí)性的基礎(chǔ)上精心編制問題，層層鋪墊，由淺入深，自然生動(dòng)地認(rèn)知規(guī)律，以激發(fā)學(xué)生的求知欲望。鐵碳合金相圖是教材的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在講授課程時(shí)，可應(yīng)用以下問題：
問題一：鐵碳合金冷卻時(shí)為什么會(huì)發(fā)生共析轉(zhuǎn)變·
首先明確共析轉(zhuǎn)變的概念，即一定成分的固相，在一定溫度下同時(shí)析出兩種固相的轉(zhuǎn)變。其次，復(fù)習(xí)三種基本組織：珠光體是鐵素體和滲碳體組成的混合物，萊氏體是由奧氏體和滲碳體組成的混合物，低溫萊氏體是珠光體和滲碳體組成的混合物。奧氏體冷卻時(shí)，隨著溫度下降產(chǎn)生鐵素體，多余的鐵以Ⅱ次滲碳體的形式析出，即奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體和滲碳體的混合物，即珠光體。通過問題討論，學(xué)生歸納出當(dāng)溫度降至A1線時(shí)就會(huì)發(fā)生共析轉(zhuǎn)變。
問題二：白口鑄鐵冷卻時(shí)為什么萊氏體會(huì)變成低溫萊氏體·
在理解問題一的基礎(chǔ)上，正由于奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，萊氏體轉(zhuǎn)變成低溫萊氏體，亞共晶白口鑄鐵的室溫組織為珠光體+低溫萊氏體+Ⅱ次滲碳體，共晶白口鑄鐵的室溫組織為低溫萊氏體，過共晶白口鑄鐵的室溫組織為低溫萊氏體+Ⅰ次滲碳體。
通過問題情景的應(yīng)用，揭示事物內(nèi)在聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生的好奇心求知欲，提高舉一反三，由此及彼的能力。
或者事先準(zhǔn)備好銼刀和錘子向同學(xué)們展示，提出疑問：銼刀和錘子是否用同一種材料做成的呢·若是，為什么·若不是，又為什么·帶著問題思考的學(xué)生會(huì)在老師引導(dǎo)下，把興趣移到有關(guān)熱處理這些枯燥、抽象的學(xué)習(xí)內(nèi)容上。另外還可采用靈活多樣的課程手段激發(fā)興趣，如變換課程方法，理論結(jié)合實(shí)際，帶學(xué)生到工廠、實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行參觀等等。
2.3 利用多媒體展示、音像資料進(jìn)行情景應(yīng)用。現(xiàn)在我院又引進(jìn)了多媒體課程設(shè)備進(jìn)入課堂，能夠方便、快捷地把各種材料展現(xiàn)出來，能更好的讓學(xué)生從視、聽、說等文體角度去充分體驗(yàn)和感受，以動(dòng)為靜、動(dòng)中求活，有利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。運(yùn)用媒體應(yīng)用逼真的言語交際情景，便于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中達(dá)到“感知、理解、運(yùn)用”之目的。例如：在學(xué)習(xí)鋼的熱處理這一章時(shí)，由于退火、正火、淬火、回火等熱處理工藝受設(shè)備條件限制，若僅憑幾張掛圖進(jìn)行講解，很難把枯燥、抽象的內(nèi)容講“活”，而結(jié)合錄像或計(jì)算機(jī)多媒體和網(wǎng)絡(luò)化教育手段,則可把熱處理工藝過程直觀展示給學(xué)生，當(dāng)學(xué)生看到栩栩如生的畫面時(shí)，大腦機(jī)器迅速運(yùn)轉(zhuǎn)，仿佛自己身臨其境一般，興趣一下子高漲起來。
【關(guān)鍵詞】金屬材料與熱處理；教學(xué)方法；實(shí)驗(yàn)；考試方式
【中圖分類號(hào)】G642.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089 (2012)01-0031-02
金屬材料與熱處理是我院機(jī)械加工專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程具有全新的知識(shí)體系,術(shù)語概念多,內(nèi)容涉及面廣,難理解,且又缺乏嚴(yán)格的邏輯性。學(xué)生感到概念抽象不易理解,內(nèi)容繁雜零散抓不住要點(diǎn),再加上技校學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力及基礎(chǔ)較差，本課程學(xué)習(xí)起來難度較大。因此,作為教師必須深入研究課程內(nèi)容,探討學(xué)習(xí)方法,提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。我從多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，認(rèn)為主要原因有幾方面因素:1、課程自身性質(zhì);2、教師對(duì)課程的理解以及所采取的教學(xué)方法;3、學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性與積極性。針對(duì)以上原因,我在任教中積極進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段的改革,實(shí)踐證明，取得了較好的成效。
1 搞好新課導(dǎo)入，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣
老師講的第一堂課給學(xué)生的印象最為深刻。因此,教師要十分重視該課程的入門教育。也就是說一定要上好緒論課。在緒論課上除了向?qū)W生闡明該課程的內(nèi)容、目的、要求和學(xué)習(xí)方法之外,還要講述相關(guān)領(lǐng)域取得的重大成就。讓學(xué)生有新奇、好奇、求知之感,多講些新型金屬材料的實(shí)際應(yīng)用。如金屬的超塑性成功應(yīng)用于宇航員的座椅等。在講授一些抽象的概念時(shí),最好先能舉出生活中我們常見的例子,然后設(shè)疑,讓學(xué)生思考,最后記住這個(gè)例子來理解和記憶概念。
此外，在教學(xué)中,必須培養(yǎng)學(xué)生多思、勤思、善思的習(xí)慣。讓學(xué)生的思維進(jìn)入“生疑-質(zhì)疑-釋疑”的良性循環(huán)中。這就要求教師要善于設(shè)置疑問, 學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行深入的思考,在教師解釋后取得的效果就很明顯。如在學(xué)習(xí)金屬的力學(xué)性能時(shí),可提出疑問“為什么彈簧秤在稱量超出其量程范圍就會(huì)損壞呢?”帶著這樣的疑問來解釋金屬的力學(xué)性能,讓學(xué)生帶著濃厚的學(xué)習(xí)興趣完成這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)。“興趣是最好的老師”,教師要在如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣方面多動(dòng)腦,多嘗試。
2 注意課程脈絡(luò)設(shè)置,善于歸納總結(jié)
抓住本課程“工藝-組織-性能”這一主線,從而建立起它們之間的相互聯(lián)系,找出其內(nèi)在規(guī)律,使其條理化,邏輯化。例如,“鋼的熱處理”這一章的主要內(nèi)容是退火、正火、淬火和回火。這四把“火”是教學(xué)的重點(diǎn),也是教學(xué)的難點(diǎn),他們相互之間特別容易混淆。每一把“火”的加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻速度和組織的變化相互之間容易發(fā)生干擾,加熱溫度范圍、保溫時(shí)間長(zhǎng)短、冷卻速度快慢直接決定著熱處理材料的組織變化,而組織變化又影響著材料的性能。因此,在講授每把“火”時(shí),始終抓住“工藝-目的-組織-性能”這條線。在這章學(xué)完后,再將這幾方面進(jìn)行全面橫向比較和總結(jié)。這樣就可以使學(xué)生所學(xué)的知識(shí)更加系統(tǒng)化。
在上課前,留出幾分鐘時(shí)間學(xué)生共同回憶一下上節(jié)課的要點(diǎn),加強(qiáng)反復(fù)強(qiáng)化記憶。針對(duì)學(xué)生歸納總結(jié)能力比較差的現(xiàn)象,在每章講授結(jié)束后,應(yīng)留出課時(shí)上好小結(jié)課。幫助學(xué)生理出思路,把書讀薄。使學(xué)生所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化、條理化。
3 增加直觀教學(xué),增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)
利用實(shí)物、模型、掛圖等教具的直觀教學(xué),能使學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí),把抽象的概念具體化、實(shí)物化便于理解。在講授金屬晶體結(jié)構(gòu)時(shí),展示各種晶格、晶胞模型,用視覺感官上的刺激使學(xué)生大腦處于活躍狀態(tài),從而輕松掌握了抽象的晶格、晶胞的概念。另外,隨著計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的發(fā)展，多媒體電化教學(xué)圖聲并茂、形象直觀,既能對(duì)視覺產(chǎn)生沖擊,又能喚起聽覺,從而成為了當(dāng)今必不可少的輔助教學(xué)手段，這樣把教師枯燥無味的講授變成生動(dòng)有趣的主動(dòng)獲取,從而提高了教學(xué)效果。學(xué)生在學(xué)習(xí)典型的晶體結(jié)構(gòu)和晶體缺陷時(shí),讓學(xué)生單憑想象來理解發(fā)生在微觀世界三維空間中的例子運(yùn)動(dòng)變化是十分困難的。如利用多媒體做出3Dmax三維動(dòng)畫,將難以講清楚的教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)、形象、立體地表現(xiàn)出來,達(dá)到傳統(tǒng)的一只粉筆+一塊黑板難以取得的教學(xué)效果。
4 注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)
金屬材料學(xué)課程既具有豐富的理論性,同時(shí)又具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。為了使學(xué)生更好地理解課程內(nèi)容,鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力,在學(xué)時(shí)較緊張的情況下,結(jié)合我院教學(xué)實(shí)際情況，實(shí)驗(yàn)由原來的6個(gè)學(xué)時(shí)3個(gè)實(shí)驗(yàn),增加到10個(gè)學(xué)時(shí)5個(gè)實(shí)驗(yàn)。同時(shí),又對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容進(jìn)行了重新設(shè)置。過去的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在著實(shí)驗(yàn)方法單一、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)多、學(xué)生自主性實(shí)驗(yàn)少的問題,不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。經(jīng)過改革,增加了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。比如,教師給出實(shí)際的工程要求,讓學(xué)生根據(jù)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、選材,到工藝制定,到最后性能測(cè)試。此外,學(xué)生也可以在實(shí)習(xí)工廠參與實(shí)習(xí)教師的科研生產(chǎn)活動(dòng),做基礎(chǔ)性分析性實(shí)驗(yàn)（熱處理、表面處理、拉伸試驗(yàn)等等）。做到充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性,給學(xué)生綜合練習(xí)的機(jī)會(huì),培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力（產(chǎn)學(xué)結(jié)合）。
5 注重平時(shí)訓(xùn)練，改進(jìn)教學(xué)評(píng)價(jià)方式
高等職業(yè)教育強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，而以往考核學(xué)生的學(xué)習(xí)效果只是單純地以期末考試成績(jī)來衡量，導(dǎo)致學(xué)生不注重平時(shí)的訓(xùn)練和知識(shí)積累，考前拼命死記，考試只求及格，考后知識(shí)全忘。這種考試方法既不能夠真正檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，也不能夠客觀評(píng)價(jià)教師的教學(xué)效果。所以應(yīng)當(dāng)把平時(shí)訓(xùn)練、課堂答疑、實(shí)際操作等加入到考核范圍之中。為促使學(xué)生高度重視本課各章節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容的掌握，在考評(píng)學(xué)生成績(jī)時(shí)，采用了平時(shí)測(cè)驗(yàn)、期末考試、實(shí)驗(yàn)技能綜合評(píng)定的方法來正確評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)。在教學(xué)實(shí)踐中，本人將期末考試分為三個(gè)部分，期末考試成績(jī)占總成績(jī)的40%，三次實(shí)驗(yàn)成績(jī)共占總成績(jī)的10%，在講完鋼的熱處理后安排一次熱處理工藝選擇大作業(yè)、講完金屬材料內(nèi)容后安排一次材料選擇大作業(yè)，兩次大作業(yè)各占總成績(jī)的10%共20分，期中考試成績(jī)占總成績(jī)的20%，其余10%根據(jù)平時(shí)作業(yè)情況、上課出勤情況、課堂提問情況酌情確定。通過這種考評(píng)方式，真正檢驗(yàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目的。
參考文獻(xiàn)
