《金属材料与热处理》课程教学改革与实践
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）04-0097-02
《金属材料与热处理》是中等职业学校机械类专业的一门必修课，课程主要讲授金属材料的性能、合金材料的特性与用途及钢的热处理等知识。通过该课程的学习使学生掌握金属材料的基本理论知识，能正确地选择并合理地使用金属材料，能合理安排金属材料的热处理工艺，充分发挥金属材料的性能，使学生在学校所学知识与生产实践相结合，学生在工作后能尽快适应工作需要。
《金属材料与热处理》
课程的教学现状与存在问题
第一，《金属材料与热处理》课程专业性较强、概念抽象、偏重于实验，而一般的中等职业学校又不具备应有的实验条件。目前，在本课程的教学中，绝大多数教师还是以课堂讲授为主，借助于黑板或多媒体课件，给学生分析金属的力学性能及组织结构，介绍钢的热处理以及常用金属材料――碳钢、合金钢、铸铁、有色金属及合金的一些基本知识。故而学生对该课程的知识难于理解，学习难度大，学习感到枯燥乏味；教师教起来也很辛苦，教学难度较大。尽管有些教学经验丰富的教师会在教学中结合实际，多讲些生产、生活中的实例，引发学生的学习兴趣，但因没有实践教学，大多数学生没有较深的认识，更不知如何去应用，教学效果不佳。
第二，目前，中职学校普遍存在着学生厌学、教师厌教的问题。导致这种局面的原因很多，其一，按义务教育的评价标准，中职生源均被认为是“能力和素质低下”的学生，并且这些年来随着高校扩招，中职生的总体素质每况愈下。其二，教师的学生观未能转变，教师应当用一种全新的、先进的学生观来看待学生，那就是基于多元智能理论的学生观。这种学生观认为，中职学生与普高学生的差异，不是智力水平的差异，而是智力类型的差异。也就是说，普高学生的智力类型适于“学科课程”的学习，即适于概念、原理、公式、定理等理论性知识的学习；而中职学生的智力类型可能更适于“行动课程”的学习，即适于动手操作、现场实践、手脑并用等技能性知识的学习。其三，课程模式陈旧、脱离学生实际、课程结构与学生的认知结构错位，教学方法与普教雷同，与学生的智力类型严重脱节，导致教学效果低下，学生缺乏学习兴趣和积极性，教师缺乏工作的成就感。
如何在教学过程中激发学生的学习兴趣，充分调动起学生对本课程的学习积极性，是教师的首要任务。在教学过程中，把那些抽象且难于理解的内容，通过形象、恰当的实例加以体现，使学生对金属材料与热处理等领域知识有一个感性认知，笔者对《金属材料与热处理》课程进行了如下教学探索。
教学改革与实践的探索
根据以上分析，不难看出：对于中职学生来说，不应采用与普通高中学生相同的教学方法；而应该根据他们的智力类型，多让他们进行现场实践，在做中学，在学中做。这样，学生才有兴趣、有积极性，才能获得好的教学效果。
本着这种想法，并受德国“双元制”培训的启发，笔者决定对自己担任的《金属材料与热处理》课程进行教学改革。整个教学围绕着材料选择和安排热处理工艺两个教学活动展开。教学分为三阶段，第一阶段：基础知识介绍；第二阶段：材料选择；第三阶段：安排热处理工艺并进行实践和对比。需要特别说明的是，本课程的教学需与钳工实训课在同一个学期开展。
（一）学习基础知识
要让学生具备一定的材料选择能力，首先要让学生了解一些必备的基础知识，如金属材料的力学性能（强度、硬度、韧性、塑性等）以及钢的化学成分、组织、性能之间的关系等。
金属材料的力学性能 在本阶段的教学中，要借助于拉伸试验，让学生清楚何谓金属材料的强度、硬度、韧性、塑性等，它们分别用哪些指标来衡量。如何衡量。教师通过引导学生分析齿轮（已在机械制图、机械基础里学过）的性能要求，让学生知道学习这部分内容的用途；然后，给出一些学生了解的零件，让他们分析这些零件的力学性能要求。
钢的化学成分、组织、性能之间的关系 在本阶段的教学中，要借助于铁碳合金的平衡组织观察实验，让学生清楚三种钢的室温平衡组织分别是什么；随着钢中含碳量的增加，钢的组织和力学性能怎样变化。在钳工实训课里，分别给学生20、45、T8、T12钢等四种钢料，让学生依次锉削或锯割，通过他们亲身感受来加深对结论的理解和记忆。
（二）根据使用要求选择材料并加工成工具
根据要求选择材料 教师先以锉刀（学生进行钳工实训，对锉刀很熟悉）为例，分析如何根据工件的服役条件来选择材料，然后教师将学生按学习能力强弱，均匀分成4组，每一组确定一名组长，接下来教师布置工作任务，让学生对给出的零件或工具进行材料选择。第一组：螺丝刀；第二组：弹簧；第三组：手锤；第四组：刮刀。同时宣布考核标准。让学生通过本过程，掌握材料选择的步骤：了解工件的服役条件→确定它的性能要求→选择满足条件的材料等。学生完成任务后，以小组为单位进行汇报，其他小组成员进行评定，教师进行总结。
加工成工具 教师按照学生选择的材料进行备料，各小组成员领料，并按要求尺寸加工出成品（此过程主要在钳工车间进行，应与钳工教学结合起来）。如果学生在加工过程中出现问题和困难，教师要及时给予帮助。
（三）安排热处理工艺
介绍常用热处理方法 让学生了解退火、正火、淬火和回火的目的、操作方法、处理后的组织（非重点，提一下），掌握其应用。
确定热处理方法 教师先以锉刀为例，介绍一下它的热处理：为改善组织，消除应力，改善切削加工性而进行的预先热处理――球化退火；为获得高硬度、高耐磨性而进行的最终热处理――淬火+低温回火。接下来，让学生确定自己加工出来的工件的热处理方法，并以小组为单位进行汇报，其他小组成员进行评定，教师进行总结。
进行工具热处理实践 教师根据学生确定的热处理方法确定它们的热处理工艺，然后让学生按照热处理工艺对本组剩余的四个工件进行相应热处理。由于是高温作业，在学生动手之前，教师一定要跟学生强调操作安全，并做好演示工作。
使用工具 把学生制作的工具一部分进行热处理一部分不进行热处理，使用并对比这两部分工件，记录工件失效前的使用时间。让学生对工件热处理前后的使用寿命进行对比，从而得出结论，并以小组为单位进行原因分析。
当然，在学生不能亲自动手去做每个实验的情况下，也应尽可能地利用现代化的教学设备，如计算机多媒体和网络教学手段，把一些金属工艺过程直观形象地展现给学生。这也将给课堂增加很多的趣味与生动，可以很大程度地调动学生学习兴趣与热情，使学生充分利用视觉和听觉去获取知识，提高学习效果。总之，将教材中难以理解的知识点，恰当地选用一些现实生活中的例子与大家所熟悉的俗语，就能更好地加深学生对知识的理解与掌握，而且会记忆深刻，在教学中起到事半功倍的效果。
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