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《金属材料与热处理》是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间关系及变化规律的学科，是技工学校机械类专业的一门专业基础课，也是在机械设计与制造过程中有关金属材料选择与应用的桥梁与纽带。通过多年的教学工作，笔者对《金属材料与热处理》这门课的教学有了自己的一些体会，愿与大家共同学习探讨。
一、利用通俗实例，提高学生学习兴趣
《金属材料与热处理》这门课的特点是名词多、概念多、术语多，需要记忆的内容多，与现实生活的联系少，有时教师在课堂上讲得口干舌燥，学生却像雾里看花，不知所云，上课睡觉，学习兴趣低下，甚至到了教师不愿讲、学生不愿学的地步。要想讲好这门课，笔者认为，应多举一些与现实生活相关的例子，提高学生的学习兴趣和学习的积极性、主动性。为提高课堂教学效果，必须对《金属材料与热处理》的教学内容加以 “炒制”，加些“调味品”，创造现代教学所倡导的情景教学教育，以强化教学效果。例如，在介绍“金属的疲劳与韧性”这一章节时，笔者首先介绍疲劳与韧性的概念、特征，然后列举一些学生所熟悉的例子加以说明，如为何金属材料在使用时会导致突然断裂，甚至造成重大的人员伤亡和物质损失？
教学中，笔者首先向学生介绍一些工程材料，如钢、铝、塑料等，常用来制造一些结构件，如汽车车轴和飞机机翼等。那么，对于这些材料，究竟有哪些要求呢？这时，笔者就开始引导学生思考：“大家都看过电影《泰坦尼克号》，电影中那艘1912年制造完成的‘泰坦尼克号’邮轮在当时是最为豪华的，号称‘永不沉没’。但是，在首次航行中它就沉没于冰海，成为20世纪令人难以忘怀的悲惨海难。为什么号称‘不会沉没’的邮轮在撞上冰山后不到3小时就沉没了呢？再如，二战期间美国赶制了数百艘T-2型邮轮。令人不可思议的是，许多这样的邮轮虽然成功地逃过了纳粹U型潜艇的袭击，却毫雅预兆地在航行中断裂为两截。其中，有的邮轮甚至发生在平静的港湾，造成重大的人员伤亡和物质损失。如何才能有效地延缓金属的疲劳，延长其使用寿命，减少损失呢？零件为什么会出现疲劳呢？”通过这样的启发，使学生带着疑问去听课，学生的好奇心一下子被调动起来了，听课的积极性自然提高了。这时，笔者再详细介绍有关疲劳断裂的特征：疲劳断裂并没有明显的宏观塑性变形，而是突然地破坏；引起疲劳断裂的应力很低，常常低于材料的屈服点；疲劳破坏的宏观断口有两部分组成，即疲劳裂纹的策源地及扩展区（光滑部分）和最后断裂区（毛糙部分）。机械零件之所以产生疲劳断裂，是由于材料表面或内部有缺陷（夹渣、划痕、尖角等）。这些地方的局部应力大于屈服点，从而产生局部塑性变形，导致开裂。这些微裂缝随应力循环次数的增加而逐渐扩展，直至最后承载面积大大减小，以致不能承受所加载荷而突然断裂。那么，如何预防呢？措施主要是提高材料自身质量，提高零件的加工质量、合金化、热处理，改善零件的结构形状，合理使用等。通过以上学习，使学生明白“泰坦尼克号”沉没九十多年的未解之谜。由于早年的“泰坦尼克号”采用了航行环境温度下有缺口敏感且硫、磷含量高的钢板，这些材料冲击韧性很差，特别在低温环境中脆性更大，容易产生疲劳，当邮轮与冰山相撞时，材料很容易断裂。这是钢材的韧性、疲劳与人身安全的一个突出例证。美国赶制的数百艘T-2型邮轮，由于时间紧、任务重，材料表面及其内部有缺陷，从而引发了疲劳破坏。通过具体的案例，学生一下子就明白了，且全神贯注、饶有兴趣地掌握了这一教学上的疑难点。
二、以民间俗话为先导，由表面现象探索本质，提高学生学习的积极性
不少民间广为流传的俗语成语，很多是由劳动实践经验积累所得，贴近生活。在《金属材料与热处理》教学中，要努力挖掘教材的隐含内容，力求用俗语总结纯理论性的知识。上课时，以学生能接受的俗语成语，引导学生由表及里地进行学习。例如，在讲述感应加热表面淬火时，教材介绍感应加热表面淬火是利用涡流的集肤效应，对工件进行加热，淬硬层深度取决于电流的频率，并与电流的频率成反比。也就是说，电流的频率越高，淬硬层深度越浅；电流的频率越低，淬硬层深度越深。但是，一部分学生不能理解这样的解释。怎么办？笔者就列举厨师们常说的“小火慢炖”以及“开锅煮馅，盖锅煮皮”。“小火慢炖”，就是说炖肉时，用小火慢慢炖，开锅的频率较低，能量向下，肉才能炖烂；如果是大火，表面炖熟了，炖烂了，但里面还是生的。“开锅煮馅，盖锅煮皮”，意思是说“肉饺子难熟的是馅，好熟的是饺子皮。煮时，开锅后饺子下锅，等开锅后，掀开锅盖煮饺子。这样，开锅的频率低，能量向下，肉馅易熟；但煮素饺时，好熟的是馅，难熟的是皮，煮时应该盖住锅盖煮，开锅的频率高能量集中在表面，饺子皮容易煮熟。”由于和实际生活相结合，可以使学生容易理解且牢记，提高学生学习的积极性和主动性。
三、注意图形结合，辅之形象记忆
图画和图表可对知识的记录和传播起很大的作用。爱因斯坦认为，文字和数字在他的思维过程中发挥的作用并不重要。他不是沿纯数字或文字的推理方式思考，而是运用直观和空间的方式，形象地思考。在《金属材料与热处理》教学中，注重图形结合，再辅之以形象记忆，可以使学生较轻松地掌握那些需记忆的内容。例如，在讲述“铁碳合金相图”这一章节时，笔者首先介绍何谓铁碳相图，铁碳相图的横坐标、纵坐标各表示什么，为何铁碳相图只研究到含碳量 . 9%的渗碳体？将问题提出后，加以解答，随之将挂图挂上，让学生熟悉相图的形状，并让学生看书，在看书的过程中能够提出问题。教师在讲课的过程中，加以解答。由于学生对相图有所了解，所以讲解时，最好是边讲、边画。讲解相图时，着重讲解各点、线的含义（图表表示）及其组织随温度变化的规律，举出一些具体的铁碳合金。例如，含碳量1.2%的钢在1300℃、1000℃、800℃、100℃、 00℃及常温下的组织和性能，并加以说明钢的性能为何与含碳量有关，要求学生也熟练掌握相图、分析相图。
四、借助多媒体教学，调动学生学习兴趣
借助多媒体教学，可以使学生充分应用视觉和听觉去获取知识。在介绍热处理方法时，由于学生大多数来自农村，对热处理不了解，可是退火、正火、淬火、回火等热处理工艺受设备条件限制，在实际教学过程中又难以现场操作演示。如果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”，从而使学生由听不懂转为不愿听，使教学效果大打折扣。而结合计算机多媒体教学手段，则可把热处理工艺过程直观、形象地展现给学生，使学生有身入其境之感，好像亲自参与了操作。这将给教学增加很多的趣味与生动，在很大程度上调动学生的学习兴趣与热情，使学生充分应用视觉和听觉去获取知识，大大提高教学效果，起到事半功倍的作用。学生也会由听得懂到愿意听，由愿意学到学得会，提高教学效果，达到教学目的。
从多年的教学实践工作来看，笔者认为，要想讲好《金属材料与热处理》这门课，教师不能机械地把教材和参考书上的内容灌输给学生，而要认真钻研教材和参考书，创造性地使用教材，以各章节的重点和难点为依据，把自己对教材和参考书的理解，与所讲解的知识融会贯通，对问题的讲解不在深度而在透彻，多列举一些与现实生活密切联系且学生易理解的例子，同时借助多媒体教学，将理论联系实际，与学生的生产实习相结合。这样，学生就会愿意学、学得好、学得会，从而最终达到教学目的。
（作者单位：周口市职业教育中心）
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发表于 2020-8-1 10:24:39
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发表于 2020-8-1 10:25:33
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