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山东省文登市高级技工学校（264400）
《金属材料与热处理》课程是职业院校机械类专业和近机械类专业的一门十分重要的专业基础课,它全面介绍了材料的成分、性能、组织结构、热处理工艺之间的关系和变化规律,常用材料、零件选材及应用.本课程以材料的成分、加工工艺、组织结构与性能之间的关系为主线,重点介绍材料的本质,提出有关的理论和描述,说明材料结构是如何与其成分、加工工艺、性能以及行为相联系的.目前,钢铁材料是工业生产中用量最大、应用最广的金属材料.故该课程工程材料部分的重点内容主要是钢铁材料,如钢的热处理、工业用钢、铸铁等.
《金属材料与热处理》课程是一门从生产实践中发展起来的,又直接为生产服务的专业基础课,具有很强的实践性,同是它还是个倾向于叙述性质的课程体系,有着高度浓缩的基础理论.理论性强,微观概念多.《金属材料与热处理》课程,不像物理、力学等有着严密的逻辑推导和计算过程,也不像机械制图等相关课程,比较直观生动.《金属材料与热处理》课程总的特点是理论性非常强,涉及的原子、分子水平的微观概念很多.特别是与金属学相关的部分,如晶体结构、晶体缺陷、位错运动以及凝固结晶、相的概念、组织转变等,这些概念都是微观和抽象的,学生无法通过推导计算获得,更无法通过肉眼直接观察和亲身体验到,有时候需要通过一定的空间想象力来理解它们.这样就导致教师讲授起来有一定困难,而学生学习起来感到难以理解,从而感觉枯燥、乏味,失去学习的兴趣.本人从事《金属材料与热处理》教学多年,就其学习方法谈点个人体会.
1.贴近学生喜好,引发学生兴趣
心理学告诉我们,兴趣是人的认识需要的情绪表现,是学习动机中最具活力的部分.学习兴趣的培养、保护和发展对于激发高职学生进行专业课程的学习尤为重要.许多学生不是不想学,而是由于缺乏必要的学习兴趣,没有学习动力,时间一长甚至发展到厌学的程度.《金属材料与热处理》这门课程体系相对独立,与其它学科衔接不多,学生在学习该课程之前,对其了解不多.因此,教师给学生上好第一堂课就显得尤为重要.为此应注重介绍：能源、信息和材料早已被列为现代文明社会的三大支柱,材料对科技进步、国防建设和经济发展都是一个关键性领域,起着先导和基础作用,各行各业都离不开材料的研究与应用.例如在课堂中可列举同学们熟悉的实际事例,结合授课内容潜移默化、正确引导,让学生体会材料科学的奇妙性和材料的重要性,认识学习这门课程的意义.另外在课堂中充分利用网络多媒体技术辅助教学.多媒体技术是现代化教学的非常有效的辅助工具,教师要注重利用并充分发挥多媒体的特点,制作形象生动的多媒体课件.对那些学生难以理解、教师又难以讲解的比较抽象的内容,比如晶体结构原理、合金结晶过程、位错类型及运动过程等,通过收集以及自己动手制作一些简单的动画,生动形象地来演示复杂的变化过程.这样不仅加深了学生对相关知识的理解掌握,同时还活跃了课堂气氛,激发了学生的学习兴趣.如对钢铁材料的热处理工艺等,注意并积极收集工程训练实习以及工厂企业的热处理工艺过程的录像资料,在讲解课本内容的同时辅助播放实际热处理过程录像,注重理论与实际相结合,使课程内容具有真实感,更利于学生理解和掌握.
2.贴近生活,使抽象的问题生活化
在《金属材料与热处理》教学中,要努力挖掘教材隐含内容,力求用俗语来总结描述纯理性的知识,上课时用学生生活中接触到的事物或者大家耳熟能详的生活常识、成语来帮助学生由表及里地学习.例如：在钢的热处理教学过程中,在讲解“钢的淬火”时可以引入每个学生都玩过的“木头人”游戏,更好地了解淬火钢的不稳定性和残余内应力的产生；把“钢的回火”可以说成是对淬火钢进行温室按摩,根据按摩时候的温度和放松程度的不同可以得到不同性能的钢,让学生在很轻松的气氛中了解了热处理的方法和作用.学生进行车工实习时,让学生从实践中亲身体会了材料丰富的知识内涵.又比如,在讲到铸铁的时候可以引出“恨铁不成钢”的俗语,再简单分析众多家长对孩子的殷切希望,在调动每位被寄予厚望的学生学习情绪的基础上,提出：“钢和铁有什么联系?”“它们之间又有什么不同?”“钢比铁性能好在哪里?”“是什么原因造成了钢与铁的不同?”带着这些问题进入课程很容易带动学生的学习热情.当讲到铁碳合金相图应用时,先问为何要“趁热打铁”,在学生积极思维状态下,把钢加热到1000℃至1250℃,此时钢组织为单相奥氏体,塑性好.并由此实质内容作适当引伸,以提醒学生把握良好的学习机会和人生机遇.
3.教学结合实习与实践,紧密联系实际
《金属材料与热处理》因其具有很强的实践性,因此在教学过程中可以采用理论结合实际、带学生下车间参观等教学方法,通过学生在车间的生产实习和对生活中机械产品的认识以及对周围机械行业的大体了解,让《金属材料与热处理》内容与之对接,来提高学生的学习动力.学生进行车工实习之后,将“车削下的铁屑为何变成蓝黑色”等问题也可以引到热处理中.再如：学生钳工实习之后的小作品小铁榔头敲击后,铁榔头工作面凹凸不平,而另一个被热处理过的铁榔头工作面平整如初.同种材料所制的两个铁榔头为何性能不一样?让学生从实践中亲身体会了材料丰富的知识内涵.
4.用典型事例攻克知识难点
在《金属材料与热处理》的教学过程中,可以用很多事例来加深对知识的理解.如疲劳现象,许多机械零件都是在循环载荷的作用下工作的,例如曲轴、齿轮、弹簧、各种轴承等等.工作过程中,上述机械零件常常在它们的工作应力还低于制作材料的屈服点或屈服强度的情况下发生断裂,这种现象称为疲劳现象.疲劳断裂与静载荷作用下的断裂不同,不管是韧性材料还是脆性材料,疲劳断裂都是突然发生的,事先无明显的塑性变形作为征兆,因此具有很大的危险性.对此学生不以为然,认为一个小零件能带来多大的危险性?为此,在授课过程中可举一些事例：1979年5月25日,一架满载乘客的美国航空公司DG—10型三引擎巨型喷气客机,从芝加哥起飞不久,就失去了左边一具引擎,随即着火燃烧,然后爆炸坠地.机上273名乘客和机组人员无一幸免.这是世界航空史上最悲惨的事件之一.事后,有关当局对这架失事飞机的残骸进行检查后发现,这架飞机上连接一具引擎与机翼的螺栓因金属疲劳折断,从而导致引擎燃烧爆炸.通过此例,学生们一下子就明白了疲劳极限的定义以及金属发生疲劳现象的危害,很容易地掌握了这一教学上的疑难点.
热处理:哈工大 金属学及热处理 25讲 零基础自学
5.在理论教学中注重学生创新能力的培养
论文范文同志指出：“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力源泉.一个没有创新精神的民族,是很难立于世界民族之林的.”作为高校教师,不仅要教会学生知识,更要培养学生的创新能力以推动科技的进步.比喻启发式教学法,具有基础扎实、概念清楚严谨、循序渐进等优点.运用这种方法时,理论教学中教师一定要将概念讲清楚,理论讲透,并结合生产实际引导学生分步骤分析问题,一步一步地将学生思维空间打开,进入思维飞跃的高度,获取问题的解决,最后总结归纳得出结论,形成一个完整的思维.教师还要不失时机的加以总结和延伸,以培养学生分析问题的能力,达到培养学生理论创新能力的教学目的.研讨式教学法是由教师根据教学内容的重点难点,结合学生的实际,把问题抛出后,由学生用发散的思维方式进行反复讨论,最后教师进行归纳总结.比如零件热处理工艺的制定、轴类零件的选材等问题,让学生充分参与讨论,在众多方案出来后,通过比较、分析、优化,产生最佳方案.这种教学方法,注重学生的主体作用,能使学生注意力集中,全身心地投入到课题的研究中.此外,教师还可以运用扩展思维教学法,比较教学法,联思教学法等.教师在教学中一定要善于设疑,质疑,要特别注意在新旧知识的衔接转换时提出新问题.
总知,在《金属材料与热处理》的教学中,针对课程中某些疑难的内容、概念,应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,采用多媒体现代化教学技术,在教学过程中要以学生为中心,活跃课堂气氛,将抽象、深奥的知识,用生动形象的语言和举例,深入浅出地讲授给学生,使学生能够相对容易地理解和吸收,且能举一反三,应用到实际中去,在金属材料的教学过程中,把提高学生综合素质、培养创新能力为教学目标,学生是认识的主体、学习的主人,教师应引导学生去思索,充分调动学生的积极性、主动性,加强对学生进行创造性思维和创新能力的训练培养,缩短课堂教学与生产实际的距离,更快把教师传授的知识转化为分析和解决问题的能力,培养出适应社会需求的高素质合格人才.
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