時(shí)間：2022-08-08 18:57:56
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗(yàn)，特別為您篩選了11篇金屬材料與熱處理范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時(shí)與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識(shí)！
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.224
作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，《金屬材料與熱處理》對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，其主要研究的是金屬材料的相關(guān)知識(shí)，包括金屬材料成分以及組織等等。金屬材料熱處理，通常情況下是通過(guò)改變金屬材料的成分和組織形式來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬材料的熱處理，從而達(dá)到我們預(yù)期的目的。通過(guò)該門課程，學(xué)生能夠?qū)饘俨牧系男阅苡兴私猓⒃诖嘶A(chǔ)上熟練掌握金屬材料熱處理的工藝方式。因此我們必須對(duì)《金屬材料與熱處理》該門課程進(jìn)行教學(xué)改革，進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的可持續(xù)發(fā)展。
1 培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生注意力
教師在具體教學(xué)活動(dòng)中，應(yīng)當(dāng)從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，靈活的應(yīng)用多元的教學(xué)方式，使學(xué)生掌握金屬材料熱處理的相關(guān)技能。例如教師在教學(xué)活動(dòng)中，可以通過(guò)舉例論證和類比論證等方式實(shí)現(xiàn)教學(xué)，將教學(xué)內(nèi)容從學(xué)生的生活實(shí)際有機(jī)結(jié)合在一起。在向?qū)W生介紹金屬材料時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)避免概念的照搬，應(yīng)從學(xué)生的生活情況出發(fā)舉例論證，例如易拉罐是用鋁做的，電視線是銅芯的，金項(xiàng)鏈?zhǔn)墙鹱龅牡鹊龋@樣可以使廣大學(xué)生了解金屬材料的性質(zhì)，并明確金屬材料的應(yīng)用范圍。與此同時(shí)，教師還一可以將所要教授的內(nèi)容同我國(guó)歷史實(shí)際情況結(jié)合在一起。眾所周知，“淬火”這一概念早在我國(guó)古代時(shí)期就已經(jīng)興起，并以熱處理的發(fā)展史為線索得到了進(jìn)一步的發(fā)展，在講述著一支試試，教師就可以引用三國(guó)時(shí)期諸葛亮帶兵打仗這一典故，將這一支是灌輸給學(xué)生。這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力，使學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
2 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，打造校企合作教學(xué)模式
《金屬材料與熱處理》單門課程存在較為嚴(yán)重的重理論輕實(shí)踐現(xiàn)象。理論課程占所有課程的比重為3/4以上，而實(shí)踐課程的學(xué)時(shí)占所有課時(shí)的比重僅為1/4，這種現(xiàn)象導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐能力不強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高的現(xiàn)象。很多學(xué)生表示，在其看來(lái)《金屬材料與熱處理》這門課程僅僅是一門理論課程，考試時(shí)僅注意理論知識(shí)的學(xué)習(xí)就可以達(dá)到很高的分?jǐn)?shù)，這在一定程度上造成了學(xué)生對(duì)該門課程的認(rèn)識(shí)偏差。為此，各院校應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，為廣大學(xué)生添置大量的實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并在此基礎(chǔ)上將教室搬到實(shí)驗(yàn)室，這樣做一方面可以滿足學(xué)生不斷提升自身實(shí)踐能力的需求，另一方面，也可以進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的培訓(xùn)力度，可以說(shuō)是一舉多得。與此同時(shí)，各院校還應(yīng)當(dāng)與企業(yè)進(jìn)行聯(lián)系，打造校企合作教學(xué)模式。之所以這樣做的主要原因在于，該門課程的絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)難以在學(xué)校實(shí)現(xiàn)，需要企業(yè)參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)，這樣可以彌補(bǔ)院校實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ蛔愕膯?wèn)題。教師在校企合作模式中，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮自身的作用，帶領(lǐng)學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)，了解企業(yè)的運(yùn)行模式以及企業(yè)在金屬材料熱處理中的發(fā)展趨勢(shì)，并其帶頭作用，與學(xué)生進(jìn)行廣泛的溝通和交流，了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題并給予解決，這樣學(xué)生能夠快速的掌握該門技術(shù)。
3 建立全方面的評(píng)價(jià)體系，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)
傳統(tǒng)考核評(píng)價(jià)大多以知識(shí)評(píng)價(jià)為主，紀(jì)在學(xué)期末的時(shí)候，通過(guò)一張?jiān)嚲砹私鈱W(xué)生的學(xué)習(xí)情況，這種考核模式雖然能夠體現(xiàn)學(xué)期內(nèi)該門課程的教學(xué)水平，但也暴露出一些問(wèn)題，例如導(dǎo)致學(xué)生對(duì)該門課程存在認(rèn)識(shí)偏差，對(duì)學(xué)生考核不全面等問(wèn)題。在這種考核模式下，學(xué)生僅會(huì)死讀書(shū)，而不會(huì)將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到具體實(shí)踐當(dāng)中去，這樣做不利于學(xué)生的成長(zhǎng)。筆者通過(guò)長(zhǎng)期的研究與實(shí)踐認(rèn)為，評(píng)價(jià)體系應(yīng)當(dāng)成為公認(rèn)的衡量教學(xué)效果的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行全面考核，只有這樣才能夠發(fā)揮其應(yīng)有的作用。為此應(yīng)當(dāng)建立健全評(píng)價(jià)體系，將課堂考察和課堂提問(wèn)以及口頭測(cè)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)等內(nèi)容融入到課堂評(píng)價(jià)體系中，增強(qiáng)廣大學(xué)生的自律意識(shí)，進(jìn)一步提高其主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生做到認(rèn)識(shí)自我，不斷的調(diào)整自我，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。除此之外，在考核命題上，廣大教師應(yīng)當(dāng)做到與職業(yè)資格考試接軌，盡可能的減少理論考核內(nèi)容，增加主觀分析類型的考核，使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)π袠I(yè)資格考試有所了解，并實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生理論與實(shí)踐技能的全方面考察。
4 結(jié)語(yǔ)
總而言之，我們可以通過(guò)舉例教學(xué)和類比教學(xué)等方式實(shí)現(xiàn)學(xué)生注意力的集中，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氣氛。當(dāng)然我們也應(yīng)當(dāng)充分意識(shí)到，羅馬非一日建成，《金屬材料與熱處理》該門課程的教學(xué)改革也非一日之功，但千里之行始于足下，我們可以從點(diǎn)滴小事做起，通過(guò)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性等方式使學(xué)生感知知識(shí)，牢固的掌握知識(shí)。
⒖嘉南祝
[1]楊超，王瑞花，宋杰光，李世斌.地方高?！督饘俨牧吓c熱處理》課程教學(xué)改革探索[J].科技資訊，2015（27）：165-166.
前言
金屬材料熱處理工藝繁復(fù)多樣，熱處理的技術(shù)也變化多端，就現(xiàn)代科技技術(shù)發(fā)展來(lái)看，金屬材料熱處理有著許許多多的方式，但是從其根本性質(zhì)上來(lái)說(shuō)，行內(nèi)人士往往將其分化成兩大步驟，即組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變以及表面結(jié)構(gòu)優(yōu)化，無(wú)論是何種新興工藝、何種變革技術(shù)，也無(wú)論是改變金屬材料的外表組織，還是改變材料的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，所有的工藝以及技術(shù)都是圍繞著這兩大核心步驟開(kāi)展的，所以在本文當(dāng)中，筆者針對(duì)兩大核心步驟，針對(duì)具體的問(wèn)題，進(jìn)行了核心的分析。
1.金屬材料熱處理新工藝與技術(shù)
1.1熱處理新工藝
近年來(lái)熱處理新工藝不斷涌現(xiàn)。例如，離子束表面改性，其優(yōu)點(diǎn)是不改變金屬表面化學(xué)成分，尺寸無(wú)明顯變化，不需化學(xué)用劑，也不會(huì)產(chǎn)生有害氣體；強(qiáng)烈淬火技術(shù)可避免鋼件開(kāi)裂，減少畸變，顯著提高鋼材力學(xué)性能，延長(zhǎng)零件的使用壽命；環(huán)己烯滲碳，此技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是工件十分干凈，可避免晶界氧化，齒根硬度可達(dá)到節(jié)圓齒面硬度的90%以上，滲劑用量很低，滲層均勻，工件畸變小，可提高滲碳溫度；鋁合金的熱等靜壓固溶時(shí)效復(fù)合處理可消除鋁合金鑄件孔隙和縮短工藝周期，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)提高鑄件的力學(xué)性能；微波滲碳可使熱處理工藝實(shí)現(xiàn)更精確。
1.2熱處理新材料
目前，熱處理新材料主要是生態(tài)淬火劑。所謂生態(tài)淬火劑就是以植物油為基本加入添加劑的天然淬火油。常用淬火劑的有水、鹽水、熔鹽、冷熱礦物油和聚合物溶液，還有Ni3Al金屬間化合物和APM和APMT合金。Ni3Al金屬間化合物是一種新型爐內(nèi)抗?jié)B碳耐熱構(gòu)件材料。采用Ni3Al構(gòu)件可以減少爐子維修次數(shù)，縮短工藝周期，提高熱處理工件壽命、提高滲碳溫度、節(jié)能效果顯著，但是因?yàn)槠浯嘈源笪吹玫綄?shí)際應(yīng)用；APM 和APMT合金是用A-1粉末通過(guò)熱等靜壓、燒結(jié)和深拉延出來(lái)的。用AT1合金制造的電熱和燃?xì)廨椛涔鼙纫话隳蜔岷辖鹉芙?jīng)受雙倍的熱流。
1.3新傳感技術(shù)
最新發(fā)展的傳感技術(shù)有氧探頭Oxymess，用于滲氮和氮碳共滲氮?jiǎng)轀y(cè)控的TiO2氧探頭；氮?jiǎng)輦鞲衅鱄ydroNit，跟蹤滲氮過(guò)程的傳感器KiNit；測(cè)控淬火槽工作狀態(tài)的Fluid Quench 傳感器；氣冷淬火的Heat Flux傳感器；真空滲碳碳勢(shì)傳感器等。
2.金屬材料熱處理工藝與技術(shù)的展望
現(xiàn)代的金屬材料熱處理工藝經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展已然成型，現(xiàn)在最為主流的熱處理新工藝主要包括有以下四種：可控氣氛熱處理、形變熱處理、表面氣象沉積技術(shù)、真空熱處理技術(shù)，這些技術(shù)都有其自身的優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)，由于篇幅有限，筆者僅對(duì)可控氣氛熱處理進(jìn)行分析，對(duì)其優(yōu)劣程度進(jìn)行探討，希望在一定范圍內(nèi)對(duì)金屬材料的技術(shù)進(jìn)行展望。
可控氣氛熱處理是近年來(lái)成熟的金屬材料熱處理技術(shù)這一，是一種通過(guò)對(duì)爐內(nèi)的氣溫控制從而控制金屬材料熱處理程度的方式。也是一種通過(guò)還原、滲碳等方式從而改變金屬材料表面組織的經(jīng)典方式之一。工藝當(dāng)中所提到的保護(hù)氣氛，是一種可控性的能夠有效防止金屬表面氧化損耗的氣體介質(zhì)，可控氣氛有著以下五項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)是：第一，優(yōu)化金屬材料表面，通過(guò)可調(diào)控的方式，調(diào)控便面的完善功能，從而控制剛性程度以及柔性程度的完美融合，從而保障金屬材料表面的優(yōu)越性；第二，對(duì)鋼件金屬材料的保護(hù)程度大大提升，由于鋼件材料在熱處理加工的過(guò)程當(dāng)中氧化嚴(yán)重脫碳程度超標(biāo)，所以一般的熱處理工藝無(wú)法最大程度的保障鋼件材料的表面剛度，而可控氣氛熱處理卻能完美的做到這一點(diǎn)，不僅能夠起到保護(hù)作用，甚至是能完美的避過(guò)這一缺點(diǎn)；第三，由于是對(duì)金屬材料的表面處理，所以無(wú)論是在拋光的光亮程度，還是工件的具體尺寸要求，都實(shí)現(xiàn)了可調(diào)控性能，最大程度的保障了工件的尺寸精度；第四，在其他熱處理工藝實(shí)踐過(guò)程當(dāng)中，滲碳都是按照比例進(jìn)行調(diào)控施工的，但是比例只能在理論上確保金屬材料表面的完善，卻無(wú)法做到可調(diào)控，也就是所一旦施工當(dāng)中出現(xiàn)誤差，那么就會(huì)破壞金屬材料便面的滲碳，而可控制氣氛熱處理卻能夠在技術(shù)操作的過(guò)程當(dāng)中完善這一點(diǎn)，從最大程度上做到了過(guò)程可調(diào)控；第五，完全實(shí)現(xiàn)碳穿透處理，不僅改變了表層的結(jié)構(gòu)，還改變了深度組織結(jié)構(gòu)，使熱處理加工工藝更加完善。在可控氣氛熱處理當(dāng)中，還有一種吸熱式氣氛熱處理工藝，它的主要施展對(duì)象是高碳鋼繼進(jìn)行保護(hù)。
綜上所述，我們可以在現(xiàn)有的金屬材料熱處理技術(shù)當(dāng)中找到其未來(lái)將要發(fā)展的方向，第一無(wú)論是對(duì)組織內(nèi)部的改變還是對(duì)表面化的處理，可控制是其發(fā)展的第一要素，第二金屬材料通過(guò)熱處理成型容易，但是一旦進(jìn)行深層次加工也就是所謂的“精藝工件”加工，就無(wú)法改變其材料本身所帶來(lái)的具體特性，所以未來(lái)的發(fā)展方向已定要在可調(diào)節(jié)成品工件上下工夫，第三，尺寸以及完善的工藝程度是金屬材料熱處理的最主要追求，所以作為作為現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝來(lái)說(shuō)，一方面要保障精準(zhǔn)程度，另一方面要保障經(jīng)濟(jì)程度，第四上文所提到的可控氣氛熱處理只是現(xiàn)代金屬材料熱處理的工藝之一，其發(fā)展雖然普及但是卻主要做用于鋼件的熱處理，局限性很大，所以在未來(lái)的金屬材料熱處理的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，還應(yīng)當(dāng)針對(duì)具體材料對(duì)熱處理工藝進(jìn)行改進(jìn)，爭(zhēng)取將金屬熱處理工藝與技術(shù)普及到全方位的領(lǐng)域當(dāng)中。
結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)現(xiàn)代技術(shù)的不斷進(jìn)步，金屬材料熱處理的工藝以及技術(shù)逐漸的靠向調(diào)整組織結(jié)構(gòu)、控制表面處理兩大方向。從根本上說(shuō)組織結(jié)構(gòu)調(diào)整在于上文中所提到的四大步驟，這是從內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整金屬材料的最好方式，比如通過(guò)控制鋼鐵的加熱溫度，將金屬原本的缺陷得以彌補(bǔ)，也可以提高鋼鐵的硬度和韌性，而表面處理也是類似的，一般就是：滲氮、滲碳、滲氮共滲等幾種工藝方式，將這些技術(shù)作用于金屬材料熱處理的表面，從而改變其表面構(gòu)架，所以在未來(lái)的金屬材料熱處理發(fā)展當(dāng)中，正確的方向應(yīng)當(dāng)是滿足內(nèi)部穩(wěn)定、構(gòu)建外部?jī)?yōu)化的發(fā)展模式。
參考文獻(xiàn)：
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中圖分類號(hào)：TB31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
工業(yè)生產(chǎn)中，許多金屬材料為最大限度地發(fā)揮材料潛力，需要提高其機(jī)械性能。在設(shè)計(jì)工作中，正確制定熱處理工藝可以改變某些金屬材料的機(jī)械性能。而不合理的熱處理?xiàng)l件，不僅不會(huì)提高材料的機(jī)械性能，反而會(huì)破壞材料原有的性能。因此，設(shè)計(jì)人員在根據(jù)金屬材料成分及組織確定熱處理的工藝要求時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確分析金屬材料與熱處理工藝的關(guān)系，合理安排工藝流程，才能得到理想的效果。
1、金屬材料結(jié)構(gòu)及基本組織
在工業(yè)生產(chǎn)中，廣泛使用的金屬有鐵、鋁、銅、鉛、鋅、鎳、鉻、錳等。但用得更多的是它們的合金。金屬和合金的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含兩個(gè)方面：其一是金屬原子之間的結(jié)合方式；其二是原子在空間的排列方式。金屬的性能和原子在空間的排列配置情況有密切的關(guān)系，原子排列方式不同，金屬的性能就出現(xiàn)差異。金屬材料熱處理過(guò)程是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時(shí)間后，又以不同速度在不同的介質(zhì)中冷卻，通過(guò)改變金屬材料表面或內(nèi)部的顯微組織結(jié)構(gòu)來(lái)改變其性能的一種工藝。因此，對(duì)某些金屬或合金來(lái)說(shuō)，可以用熱處理工藝來(lái)改變它的原子排列，進(jìn)而改變其組織結(jié)構(gòu)，控制其機(jī)械性能，以滿足工程技術(shù)的需要。不同的熱處理?xiàng)l件會(huì)產(chǎn)生不同的材料性能改變效果，下面就金屬的材料的某些性能來(lái)分析其與熱處理工藝的關(guān)系，以便更好的提高材料的機(jī)械性能。
2、金屬材料與熱處理工藝的關(guān)系
2.1金屬材料的切削性能與熱處理預(yù)熱的關(guān)系
金屬材料加工的整個(gè)工藝流程中，如果切削加7-7-藝與熱處理工藝之間能相互溝通，密切配合，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量將有很大好處。在金屬切削過(guò)程中，由于被加工材料、切削刀具和切削條件的不同，金屬的變形程度也不同，從而產(chǎn)生不同程度的光潔度。預(yù)先熱處理主要是應(yīng)用于各類鑄、鍛、焊工件的毛坯或半成品消除冶金及熱加工過(guò)程產(chǎn)生的缺陷，并為以后切削加工及熱處理準(zhǔn)備良好的組織狀態(tài)。從而保證材料的切削性能、加工精度和減少變形。提高零件的切削性能。各種材料的最佳切削性能都對(duì)應(yīng)有一定的硬度范圍和金相組織。齒坯材料在切削加工中，當(dāng)齒硬度偏低時(shí)會(huì)產(chǎn)生粘刀現(xiàn)象，在前傾面上形成積屑瘤，使被加工零件的表面光潔度降低。而對(duì)齒坯材料進(jìn)行正火＋不完全淬火處理，切屑容易碎裂，形成粘刀的傾向性減少。并隨著齒坯硬度的提高，切屑從帶狀向擠裂多渡，減少了粘刀現(xiàn)象，提高了切削性能。經(jīng)固溶處理和時(shí)效強(qiáng)化后的鋁合金，比鑄態(tài)或壓力加工狀態(tài)的切削性能好。所以鋁合金通常都是先經(jīng)強(qiáng)化處理(固溶處理＋時(shí)效；時(shí)效)，再切削加工。晶粒細(xì)小、均勻的組織，不僅改善了切削性能，提高了機(jī)械加工精度，而且為最終熱處理(淬火十回火)，保證獲得良好的組織和陛能做好準(zhǔn)備。
2.2金屬材料的切邊橫量與熱處理溫度的關(guān)系
切變模量是材料的力學(xué)性能指標(biāo)之一，是材料在剪切應(yīng)力作用下，在彈性變形比例極限范圍內(nèi)，切應(yīng)力與切應(yīng)變的比值。它表征材料抵抗切應(yīng)變的能力，模量大，則表示材料的剛性強(qiáng)。通過(guò)熱處理，可以改變材料的性能，同時(shí)，材料本身的物理性質(zhì)也發(fā)生改變，切邊模量應(yīng)該也隨之變化。從而導(dǎo)致了彈簧的實(shí)際伸長(zhǎng)量與設(shè)計(jì)計(jì)算的伸長(zhǎng)量存在著一定的誤差。筆者結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)，分析了熱處理與金屬材料切邊模量變化的關(guān)系。工業(yè)生產(chǎn)中在選用彈簧鋼進(jìn)行彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，要用到材料的切邊模量和彈簧模量。如果按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)資料中給出的切邊模量取值，那么，通常計(jì)算的彈簧變形量和實(shí)際測(cè)得的彈簧變形量有較大的誤差。這是因?yàn)榧庸ず蟮某善窂椈桑貏e是熱繞成形的彈簧都需經(jīng)過(guò)熱處理。而由于材料彈性模量的大小是由原子間的結(jié)合力決定的，所以凡是影響原子間結(jié)合力的因素都會(huì)影響彈性模量的大小。合金成分和組織、溫度、形變強(qiáng)化都會(huì)對(duì)原子間的結(jié)合力產(chǎn)生影響，所以經(jīng)過(guò)熱處理后材料溫度發(fā)生了變化，即材料彈性模量發(fā)生變化。同時(shí)，切邊模量G與彈性模量E存在以下關(guān)系式：G＝E/2(1＋u)，當(dāng)其他因素不變時(shí)，E變化必然導(dǎo)致G的變化。所以彈性模量的變化使彈簧的特性線早在設(shè)計(jì)時(shí)就已產(chǎn)生了先天性的的誤差。因此，筆者認(rèn)為，在對(duì)特性線要求較高的彈簧進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，不應(yīng)按照傳統(tǒng)資料的給定值進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)彈簧的服役條件，如工作溫度、載荷等等確定。只要在相應(yīng)的回火溫度和硬度要求范圍內(nèi)選取切變模量即可。而對(duì)于特性線要求不高的螺旋彈簧來(lái)說(shuō)，可以不考慮彈簧經(jīng)過(guò)熱處理后的切變模量的變化。
2.3金屬材料的斷裂韌性與熱處理溫度的關(guān)系
斷裂力學(xué)的出發(fā)點(diǎn)是，任何材料實(shí)際都含有不同數(shù)量、不同尺寸的裂紋。斷裂韌性實(shí)際可以理解為含有裂紋的材料在外力作用下抵抗裂紋擴(kuò)展的性能。提高金屬斷裂韌性的關(guān)鍵是要減少金屬晶體中位錯(cuò)，使金屬材料中的位錯(cuò)密度下降，從而提高金屬?gòu)?qiáng)度。細(xì)晶強(qiáng)化是減少金屬晶體中位錯(cuò)的一種重要方法，其原理是通過(guò)細(xì)化晶粒使晶界所占比例增高而阻礙位錯(cuò)滑移從而提高材料強(qiáng)韌性。而金屬組織的細(xì)化則主要通過(guò)熱處理后再結(jié)晶獲得。當(dāng)冷變形金屬加熱到足夠高的溫度以后，會(huì)在變形最劇烈的區(qū)域產(chǎn)生新的等軸晶粒來(lái)代替原來(lái)的變形晶粒，這個(gè)過(guò)程稱為再結(jié)晶。只有在一定的應(yīng)力和變形溫度的條件下，材料在變形過(guò)程中才會(huì)積累到足夠高的局部位錯(cuò)密度級(jí)別，導(dǎo)致發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。因此，不同溫度對(duì)金屬的再結(jié)晶效果好壞有明顯的關(guān)系?？梢蕴岣呓饘俨牧系臄嗔秧g性。
2.4金屬材料抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂與熱處理應(yīng)力的關(guān)系
金屬材料在拉伸應(yīng)力和特定腐蝕環(huán)境共同作用下發(fā)生的脆性斷裂破壞稱為應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。大部分引起應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的應(yīng)力是由殘余拉應(yīng)力引起的。殘余應(yīng)力是金屬在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的。金屬在加熱時(shí)，以及加熱后冷卻處理時(shí)，改變了材料內(nèi)部的組織和性能，同時(shí)伴隨產(chǎn)生了金屬熱應(yīng)力和相變應(yīng)力。這種應(yīng)力對(duì)材料的影響有利也有弊，下面主要對(duì)金屬熱處理中的殘余應(yīng)力與形成裂紋間的關(guān)系進(jìn)行分析。金屬材料在加熱和冷卻過(guò)程中，表層和心部的加熱及冷卻速度(或時(shí)間)不一致，由于溫導(dǎo)致材料體積膨脹和收縮不均而產(chǎn)生應(yīng)力，即熱應(yīng)力。在熱應(yīng)力的作用下，由于冷卻時(shí)金屬表層溫度低于心部，收縮表面大于心部而使心部受拉應(yīng)力：另一方面材料在熱處理過(guò)程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，因比容的增大會(huì)伴隨材料體積的膨脹，材料各部位先后相變，造成體積長(zhǎng)大不一致而產(chǎn)生組織應(yīng)力。組織應(yīng)力變化的最終結(jié)果是表層受拉應(yīng)力，心部受壓應(yīng)力，恰好與拉應(yīng)力相反。金屬熱處理的熱應(yīng)力和相變應(yīng)力疊加的結(jié)果就是材料中的殘余應(yīng)力。金屬熱處理中淬火冷卻速度是一個(gè)能影響淬火質(zhì)量并決定殘余應(yīng)力的重要因素，也是一個(gè)能對(duì)淬火裂紋賦于重要乃至決定性影響的因素。通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，我們可以得出：1)淬火冷卻速度加快，抑制縱裂效果增大。為了達(dá)到淬火的目的，通常必須加速材料在高溫段內(nèi)的冷卻速度，并使之超過(guò)材料的臨界淬火冷卻速度才能得到馬氏體組織。就殘余應(yīng)力而論，這樣做由于能增加抵消組織應(yīng)力作用的熱應(yīng)力值，故能減少工件表面上的拉應(yīng)力而達(dá)到抑制縱裂的目的；2)冷卻后期緩冷的。主要不是為了降低馬氏體相變的膨脹速度和組織應(yīng)力值，而在于盡量減小截面溫差和截面中心部位金屬的收縮速度，從而達(dá)到減小應(yīng)力值和最終抑制淬裂的目的。
3、結(jié)論
金屬材料的性能與熱處理工藝的制定在機(jī)械零件制造中占有十分重要的地位。在生產(chǎn)實(shí)際使用中，應(yīng)準(zhǔn)確把握二者之間的關(guān)系，有效地提高金屬零件的制造水平。
作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，《金屬材料與熱處理》對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，其主要研究的是金屬材料的相關(guān)知識(shí)，包括金屬材料成分以及組織等等。金屬材料熱處理，通常情況下是通過(guò)改變金屬材料的成分和組織形式來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬材料的熱處理，從而達(dá)到我們預(yù)期的目的。通過(guò)該門課程，學(xué)生能夠?qū)饘俨牧系男阅苡兴私?，并在此基礎(chǔ)上熟練掌握金屬材料熱處理的工藝方式。因此我們必須對(duì)《金屬材料與熱處理》該門課程進(jìn)行教學(xué)改革，進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的可持續(xù)發(fā)展。
1培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生注意力
教師在具體教學(xué)活動(dòng)中，應(yīng)當(dāng)從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，靈活的應(yīng)用多元的教學(xué)方式，使學(xué)生掌握金屬材料熱處理的相關(guān)技能。例如教師在教學(xué)活動(dòng)中，可以通過(guò)舉例論證和類比論證等方式實(shí)現(xiàn)教學(xué)，將教學(xué)內(nèi)容從學(xué)生的生活實(shí)際有機(jī)結(jié)合在一起。在向?qū)W生介紹金屬材料時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)避免概念的照搬，應(yīng)從學(xué)生的生活情況出發(fā)舉例論證，例如易拉罐是用鋁做的，電視線是銅芯的，金項(xiàng)鏈?zhǔn)墙鹱龅牡鹊?，這樣可以使廣大學(xué)生了解金屬材料的性質(zhì)，并明確金屬材料的應(yīng)用范圍。與此同時(shí)，教師還一可以將所要教授的內(nèi)容同我國(guó)歷史實(shí)際情況結(jié)合在一起。眾所周知，“淬火”這一概念早在我國(guó)古代時(shí)期就已經(jīng)興起，并以熱處理的發(fā)展史為線索得到了進(jìn)一步的發(fā)展，在講述著一支試試，教師就可以引用三國(guó)時(shí)期諸葛亮帶兵打仗這一典故，將這一支是灌輸給學(xué)生。這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力，使學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
2加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，打造校企合作教學(xué)模式
《金屬材料與熱處理》單門課程存在較為嚴(yán)重的重理論輕實(shí)踐現(xiàn)象。理論課程占所有課程的比重為3/4以上，而實(shí)踐課程的學(xué)時(shí)占所有課時(shí)的比重僅為1/4，這種現(xiàn)象導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐能力不強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高的現(xiàn)象。很多學(xué)生表示，在其看來(lái)《金屬材料與熱處理》這門課程僅僅是一門理論課程，考試時(shí)僅注意理論知識(shí)的學(xué)習(xí)就可以達(dá)到很高的分?jǐn)?shù)，這在一定程度上造成了學(xué)生對(duì)該門課程的認(rèn)識(shí)偏差。為此，各院校應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，為廣大學(xué)生添置大量的實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并在此基礎(chǔ)上將教室搬到實(shí)驗(yàn)室，這樣做一方面可以滿足學(xué)生不斷提升自身實(shí)踐能力的需求，另一方面，也可以進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的培訓(xùn)力度，可以說(shuō)是一舉多得。與此同時(shí)，各院校還應(yīng)當(dāng)與企業(yè)進(jìn)行聯(lián)系，打造校企合作教學(xué)模式。之所以這樣做的主要原因在于，該門課程的絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)難以在學(xué)校實(shí)現(xiàn)，需要企業(yè)參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)，這樣可以彌補(bǔ)院校實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ蛔愕膯?wèn)題。教師在校企合作模式中，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮自身的作用，帶領(lǐng)學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)，了解企業(yè)的運(yùn)行模式以及企業(yè)在金屬材料熱處理中的發(fā)展趨勢(shì)，并其帶頭作用，與學(xué)生進(jìn)行廣泛的溝通和交流，了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題并給予解決，這樣學(xué)生能夠快速的掌握該門技術(shù)。
3建立全方面的評(píng)價(jià)體系，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)
傳統(tǒng)考核評(píng)價(jià)大多以知識(shí)評(píng)價(jià)為主，紀(jì)在學(xué)期末的時(shí)候，通過(guò)一張?jiān)嚲砹私鈱W(xué)生的學(xué)習(xí)情況，這種考核模式雖然能夠體現(xiàn)學(xué)期內(nèi)該門課程的教學(xué)水平，但也暴露出一些問(wèn)題，例如導(dǎo)致學(xué)生對(duì)該門課程存在認(rèn)識(shí)偏差，對(duì)學(xué)生考核不全面等問(wèn)題。在這種考核模式下，學(xué)生僅會(huì)死讀書(shū)，而不會(huì)將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到具體實(shí)踐當(dāng)中去，這樣做不利于學(xué)生的成長(zhǎng)。筆者通過(guò)長(zhǎng)期的研究與實(shí)踐認(rèn)為，評(píng)價(jià)體系應(yīng)當(dāng)成為公認(rèn)的衡量教學(xué)效果的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行全面考核，只有這樣才能夠發(fā)揮其應(yīng)有的作用。為此應(yīng)當(dāng)建立健全評(píng)價(jià)體系，將課堂考察和課堂提問(wèn)以及口頭測(cè)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)等內(nèi)容融入到課堂評(píng)價(jià)體系中，增強(qiáng)廣大學(xué)生的自律意識(shí)，進(jìn)一步提高其主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生做到認(rèn)識(shí)自我，不斷的調(diào)整自我，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。除此之外，在考核命題上，廣大教師應(yīng)當(dāng)做到與職業(yè)資格考試接軌，盡可能的減少理論考核內(nèi)容，增加主觀分析類型的考核，使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)π袠I(yè)資格考試有所了解，并實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生理論與實(shí)踐技能的全方面考察。
4結(jié)語(yǔ)
總而言之，我們可以通過(guò)舉例教學(xué)和類比教學(xué)等方式實(shí)現(xiàn)學(xué)生注意力的集中，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氣氛。當(dāng)然我們也應(yīng)當(dāng)充分意識(shí)到，羅馬非一日建成，《金屬材料與熱處理》該門課程的教學(xué)改革也非一日之功，但千里之行始于足下，我們可以從點(diǎn)滴小事做起，通過(guò)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性等方式使學(xué)生感知知識(shí)，牢固的掌握知識(shí)。
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1貼近學(xué)生喜好，引發(fā)學(xué)生興趣
心理學(xué)告訴我們，興趣是人的認(rèn)識(shí)需要的情緒表現(xiàn)，是學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)中最具活力的部分。學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)、保護(hù)和發(fā)展對(duì)于激發(fā)高職學(xué)生進(jìn)行專業(yè)課程的學(xué)習(xí)尤為重要。許多學(xué)生不是不想學(xué)，而是由于缺乏必要的學(xué)習(xí)興趣，沒(méi)有學(xué)習(xí)動(dòng)力，時(shí)間一長(zhǎng)甚至發(fā)展到厭學(xué)的程度。《金屬材料與熱處理》這門課程體系相對(duì)獨(dú)立，與其它學(xué)科銜接不多，學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程之前，對(duì)其了解不多。因此，教師給學(xué)生上好第一堂課就顯得尤為重要。為此應(yīng)注重介紹：能源、信息和材料早已被列為現(xiàn)代文明社會(huì)的三大支柱，材料對(duì)科技進(jìn)步、國(guó)防建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都是一個(gè)關(guān)鍵性領(lǐng)域，起著先導(dǎo)和基礎(chǔ)作用，各行各業(yè)都離不開(kāi)材料的研究與應(yīng)用。例如在課堂中可列舉同學(xué)們熟悉的實(shí)際事例，結(jié)合授課內(nèi)容潛移默化、正確引導(dǎo)，讓學(xué)生體會(huì)材料科學(xué)的奇妙性和材料的重要性，認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)這門課程的意義。另外在課堂中充分利用網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)輔助教學(xué)。多媒體技術(shù)是現(xiàn)代化教學(xué)的非常有效的輔助工具，教師要注重利用并充分發(fā)揮多媒體的特點(diǎn)，制作形象生動(dòng)的多媒體課件。對(duì)那些學(xué)生難以理解、教師又難以講解的比較抽象的內(nèi)容，比如晶體結(jié)構(gòu)原理、合金結(jié)晶過(guò)程、位錯(cuò)類型及運(yùn)動(dòng)過(guò)程等，通過(guò)收集以及自己動(dòng)手制作一些簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)，生動(dòng)形象地來(lái)演示復(fù)雜的變化過(guò)程。這樣不僅加深了學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解掌握，同時(shí)還活躍了課堂氣氛，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如對(duì)鋼鐵材料的熱處理工藝等，注意并積極收集工程訓(xùn)練實(shí)習(xí)以及工廠企業(yè)的熱處理工藝過(guò)程的錄像資料，在講解課本內(nèi)容的同時(shí)輔助播放實(shí)際熱處理過(guò)程錄像，注重理論與實(shí)際相結(jié)合，使課程內(nèi)容具有真實(shí)感，更利于學(xué)生理解和掌握。
2貼近生活，使抽象的問(wèn)題生活化
在《金屬材料與熱處理》教學(xué)中，要努力挖掘教材隱含內(nèi)容，力求用俗語(yǔ)來(lái)總結(jié)描述純理性的知識(shí)，上課時(shí)用學(xué)生生活中接觸到的事物或者大家耳熟能詳?shù)纳畛ＷR(shí)、成語(yǔ)來(lái)幫助學(xué)生由表及里地學(xué)習(xí)。例如：在鋼的熱處理教學(xué)過(guò)程中，在講解“鋼的淬火”時(shí)可以引入每個(gè)學(xué)生都玩過(guò)的“木頭人”游戲，更好地了解淬火鋼的不穩(wěn)定性和殘余內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生；把“鋼的回火”可以說(shuō)成是對(duì)淬火鋼進(jìn)行溫室按摩，根據(jù)按摩時(shí)候的溫度和放松程度的不同可以得到不同性能的鋼，讓學(xué)生在很輕松的氣氛中了解了熱處理的方法和作用。學(xué)生進(jìn)行車工實(shí)習(xí)時(shí)，讓學(xué)生從實(shí)踐中親身體會(huì)了材料豐富的知識(shí)內(nèi)涵。又比如，在講到鑄鐵的時(shí)候可以引出“恨鐵不成鋼”的俗語(yǔ)，再簡(jiǎn)單分析眾多家長(zhǎng)對(duì)孩子的殷切希望，在調(diào)動(dòng)每位被寄予厚望的學(xué)生學(xué)習(xí)情緒的基礎(chǔ)上，提出：“鋼和鐵有什么聯(lián)系？”“它們之間又有什么不同？”“鋼比鐵性能好在哪里？”“是什么原因造成了鋼與鐵的不同？”帶著這些問(wèn)題進(jìn)入課程很容易帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。當(dāng)講到鐵碳合金相圖應(yīng)用時(shí)，先問(wèn)為何要“趁熱打鐵”，在學(xué)生積極思維狀態(tài)下，把鋼加熱到1000℃至1250℃，此時(shí)鋼組織為單相奧氏體，塑性好。并由此實(shí)質(zhì)內(nèi)容作適當(dāng)引伸，以提醒學(xué)生把握良好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)和人生機(jī)遇。
3教學(xué)結(jié)合實(shí)習(xí)與實(shí)踐，緊密聯(lián)系實(shí)際
中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2013）27-013-01
金屬材料與熱處理是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的關(guān)系和變化規(guī)律的課程，是機(jī)械、冶金類專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，對(duì)于學(xué)生其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及日后的工作實(shí)踐都起著舉足輕重的作用。然而，受多種因素的影響，中職學(xué)生對(duì)這一專業(yè)技術(shù)課程卻普遍缺乏學(xué)習(xí)興趣，感覺(jué)枯燥乏味，難以理解和掌握，教學(xué)效果不盡人意。我經(jīng)過(guò)多年中職金屬材料與熱處理教學(xué)，逐漸摸索出一套針對(duì)中職學(xué)生的教學(xué)手段和手法，效果不錯(cuò)，現(xiàn)作簡(jiǎn)要總結(jié)，與大家分享。
一、樹(shù)立學(xué)生信心，做好由文化課到專業(yè)課的順利過(guò)渡
信心是是成功的基石。金屬材料與熱處理作為一門技術(shù)性很強(qiáng)的專業(yè)課，對(duì)于剛剛接觸專業(yè)技術(shù)課程的中職生而言確實(shí)存在一定的難度。因?yàn)楹芏嘀新毶€陷在初中時(shí)代門門功課亮紅燈的陰影與恐懼中，加之上課之初就已從其他高年級(jí)同學(xué)的口口相傳中得知其難度很大，所以導(dǎo)致他們從學(xué)習(xí)起始階段就在心理上產(chǎn)生了畏難情緒。如果不加以正確引導(dǎo)，學(xué)習(xí)中一旦遇到一點(diǎn)困難，就很容易喪失學(xué)習(xí)興趣和信心。這就需要我們金屬材料與熱處理教師要針對(duì)學(xué)生心理，精心準(zhǔn)備，對(duì)癥下藥，樹(shù)立他們學(xué)習(xí)的信心，俗話說(shuō)：“良好的開(kāi)端是成功的一半”，所以我們一定要為學(xué)生上好至關(guān)重要的第一節(jié)課“緒論”。讓他們理解金屬材料與熱處理課的性質(zhì)、任務(wù)和意義，明確金屬材料與熱處理是一門從生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)展起來(lái)的又直接為生產(chǎn)服務(wù)的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，從而讓他們既能意識(shí)到學(xué)好這門課的重要性，又能充分樹(shù)立起學(xué)好這門課的信心，實(shí)現(xiàn)由文化課到專業(yè)課的順利過(guò)渡。
二、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性
興趣是最好的老師。在學(xué)生的學(xué)習(xí)中，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，學(xué)習(xí)效果必然事半功倍。在教學(xué)實(shí)踐中，采取由簡(jiǎn)到繁、由易到難的循序漸進(jìn)過(guò)程，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的可接受程度，靈活變換教學(xué)方法，充分展開(kāi)互動(dòng)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使他們能夠自覺(jué)地、主動(dòng)地、積極地學(xué)習(xí)?？梢园讶粘Ｉ钪型瑢W(xué)們所熟悉的常識(shí)應(yīng)用到課堂中來(lái)，便于理解和想象。我在講授金屬的疲勞時(shí)，以人的疲勞作為比較。先問(wèn)同學(xué)們?nèi)似诹藭?huì)怎么樣，同學(xué)們都爭(zhēng)相回答：“容易生病”“需要休息”，我又問(wèn)同學(xué)們?nèi)似诹耸遣皇且欢〞?huì)崩潰或突然死亡呢？同學(xué)們回答：“不一定”。于是我由此引出了金屬的疲勞，并進(jìn)行了生動(dòng)有趣的講解，就這樣，本來(lái)枯燥乏味的知識(shí)一下子變得生動(dòng)而有趣起來(lái)，學(xué)生很容易接受。把復(fù)雜的知識(shí)簡(jiǎn)單化，把抽象的知識(shí)形象化，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，就會(huì)自然而然地步人金屬材料與熱處理的王國(guó)，甚至主動(dòng)把學(xué)習(xí)與日常生活相聯(lián)系，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。
三、教師要正確處理教材
教師與教材的關(guān)系是主從關(guān)系，教材是為教師服務(wù)的。教師應(yīng)有處理教材的能力，并借助于教材進(jìn)行備課。教師處理教材的過(guò)程實(shí)際上是對(duì)教材進(jìn)行多方位的二度創(chuàng)作的過(guò)程。為了教學(xué)的順利進(jìn)行，我們首先應(yīng)理順前后知識(shí)之間的關(guān)系，以教材為框架，根據(jù)教學(xué)及以后的工作實(shí)踐需要，對(duì)教材內(nèi)容做出適當(dāng)?shù)娜∩?。備課的過(guò)程是教學(xué)設(shè)計(jì)的過(guò)程，教學(xué)設(shè)計(jì)包括教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)順序、教學(xué)方法等，可根據(jù)教學(xué)需要將教學(xué)內(nèi)容合理化，并優(yōu)化知識(shí)點(diǎn)順序，建立知識(shí)鏈模型。處理教材是教師備課過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。合理地處理好教材及具體的教學(xué)內(nèi)容是保證教學(xué)順利進(jìn)行，提高教學(xué)效果的必要條件。
四、教學(xué)中重點(diǎn)突出、目的明確，多種教學(xué)方法并用
將創(chuàng)新機(jī)制引入教學(xué)實(shí)踐中，不沿用已有的教學(xué)模式，教學(xué)時(shí)間上適當(dāng)放寬，在教學(xué)實(shí)踐中采用啟發(fā)式教學(xué)，充分利用語(yǔ)言教具、模型、掛圖、教學(xué)軟件等手段。
隨著科技的飛速發(fā)展，多媒體教學(xué)已經(jīng)普遍使用。相比傳統(tǒng)教學(xué)而言，多媒體教學(xué)可以變難為易、化繁為簡(jiǎn)，是提高課堂教學(xué)質(zhì)量的有效方法。多媒體教學(xué)方法可以全面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，集中他們的注意力，使教學(xué)內(nèi)容更加生動(dòng)形象，理論與實(shí)際結(jié)合更加緊密具體。比如教材中熱處理部分的回火工藝教學(xué)，回火過(guò)程中組織轉(zhuǎn)變的知識(shí)點(diǎn)，抽象、生澀，學(xué)生很難理解。教師可以利用多媒體把回火過(guò)程中組織的一步步變化都做成動(dòng)畫(huà)，通過(guò)多媒體生動(dòng)地演示出來(lái)，使抽象的知識(shí)形象化，使靜態(tài)的組織動(dòng)態(tài)化。這樣一來(lái)，就大大降低了課程教學(xué)難度，提高了課堂的教學(xué)質(zhì)量。
另外，在教學(xué)過(guò)程中要堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際的原則，增強(qiáng)課堂教學(xué)的實(shí)戰(zhàn)性。不僅把所講授的書(shū)本知識(shí)與實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，而且經(jīng)常帶領(lǐng)學(xué)生到工廠車間實(shí)習(xí)、參觀，讓他們了解金屬的冶煉，多接觸一些金屬材料，并親自體驗(yàn)熱處理的工藝控制，形成感性認(rèn)識(shí)，奠定學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情，降低問(wèn)題的難度，使得教學(xué)順利進(jìn)行。
導(dǎo)入新課是教學(xué)過(guò)程的第一環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)如果安排和設(shè)計(jì)得好，教學(xué)就會(huì)收到良好效果，本文針對(duì)金屬材料與熱處理的教材特點(diǎn)，按照教學(xué)大綱的要求，分析了該課程教學(xué)應(yīng)該選用的導(dǎo)入方法。通過(guò)合適的導(dǎo)入法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，從而引導(dǎo)學(xué)生自覺(jué)、積極、主動(dòng)地學(xué)習(xí)本課程。
一、生活知識(shí)引入法
以學(xué)生已有的生活知識(shí)為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)講解、談話或提問(wèn)的方式，引起聯(lián)想，自然而然地導(dǎo)入新課。例如講緒論課時(shí)，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以列舉生活中的實(shí)例說(shuō)明選材的重要性。生活中的導(dǎo)線一般是用鋁線和銅線，二者的電阻率較低，分別為2.655×10-6Ω?cm和1.68×10-6Ω?cm，導(dǎo)電性較好。但銀的電阻率為1.5×
10-6Ω?cm，低于鋁線和銅線，理論上導(dǎo)電性更好，應(yīng)優(yōu)先選用，但考慮到性價(jià)比，還是很少選用，這就體現(xiàn)了選材中的質(zhì)宜價(jià)宜原則。
二、設(shè)疑引入法
教學(xué)過(guò)程是一種提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的循環(huán)活動(dòng)，所以在教學(xué)的最開(kāi)始，就應(yīng)該根據(jù)學(xué)生所學(xué)的知識(shí)，提出一些問(wèn)題，讓學(xué)生在思考問(wèn)題的過(guò)程中充分發(fā)揮想象力，實(shí)現(xiàn)較好的教學(xué)效果。如在力學(xué)性能一章的硬度教學(xué)中，可以這樣引入主題：你如何挑選軟柿子和硬柿子？給自行車車胎打氣時(shí)，你是如何檢驗(yàn)車胎硬度的？上體育課扔鉛球時(shí)，我們?yōu)樯兑雁U球扔到土地上，而不扔到水泥地上？短短的幾個(gè)問(wèn)題使學(xué)生的注意力一下就被吸引過(guò)來(lái)了，也愿意以飽滿的熱情投入到新知識(shí)的學(xué)習(xí)中。
三、類比引入法
有些知識(shí)點(diǎn)比較相似，同學(xué)們易混淆。在講解這樣的新知識(shí)點(diǎn)時(shí)，就可以先把相似的舊知識(shí)點(diǎn)類比引入，比如在金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的教學(xué)中，應(yīng)以復(fù)習(xí)純金屬的結(jié)晶為引入，進(jìn)而過(guò)渡到金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的教學(xué)中，這樣就會(huì)比較自然流暢。類似的還有在講共析反應(yīng)時(shí)，可以先復(fù)習(xí)共晶反應(yīng)，然后引入共析反應(yīng)。載荷的學(xué)習(xí)也是先復(fù)習(xí)力的概念，然后再引入。在講合金鋼的牌號(hào)時(shí)，也應(yīng)該先復(fù)習(xí)碳素鋼的牌號(hào)，并在黑板上寫(xiě)出它的牌號(hào)，然后再引入合金鋼的牌號(hào)。通過(guò)這樣的類比引入，不僅能使相比客體的本質(zhì)更清楚，而且有利于確切地了解彼此間的聯(lián)系和區(qū)別，防止知識(shí)間的混淆與割裂，有助于知識(shí)的系
統(tǒng)化。
四、懸念引入法
金屬材料熱處理這門課的理論性強(qiáng)，概念也多。金屬材料的種類多，而且枯燥乏味。如果采用平鋪直敘的方法，同學(xué)們可能就不會(huì)有多大的興趣，所以上好緒論課，動(dòng)員學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性就尤為重要，緒論部分列舉了不少出土文物考證的懸念，如公元前16年至公元前1046年的殷商時(shí)代重達(dá)875公斤的司母戊大方鼎，不僅體積龐大，而且花紋精美，是如何鑄造的呢？秦陵銅車馬結(jié)構(gòu)之復(fù)雜、技藝之精湛是以往出土的任何青銅器都不能與之相比的，其形體大、部件多、制作精、形象真，被稱為“青銅之冠”。總質(zhì)量1241公斤，總共由3426個(gè)鑄件組成，它雖在地下沉睡了兩千多年，腐蝕深度卻不超過(guò)萬(wàn)分之一毫米，車上各活動(dòng)部分至今仍很靈活，車窗開(kāi)啟自如，牽引轅衡還能使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使車輛前行。這種青銅里究竟含有什么元素？這些足以說(shuō)明我們祖先的聰明才智?，F(xiàn)如今“神舟十號(hào)”也完成了和“天宮一號(hào)”的對(duì)接，這又是什么技術(shù)呢？我們，作為21世紀(jì)的青年，作為機(jī)械行業(yè)的技術(shù)工人，從手中的工具到加工的零件，天天都要與各種各樣的金屬材料打交道，我們沒(méi)有理由不知道。這樣的話，同學(xué)們的好奇心就有了，都想知道答案，也就都知道了這門課的重要性，就會(huì)主動(dòng)地用心地去學(xué)習(xí)。
五、開(kāi)門見(jiàn)山引入法
有些內(nèi)容可以開(kāi)門見(jiàn)山地導(dǎo)入。這是直接闡明學(xué)習(xí)目的和要求、各個(gè)重要部分的內(nèi)容的導(dǎo)入方法。例如：在講解金屬的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶這一章時(shí)，就可以這樣導(dǎo)入――實(shí)驗(yàn)證明，金屬與合金的性能是由它的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)決定的?；瘜W(xué)成分的改變將引起性能的變化，但在不改變化學(xué)成分的條件下，也可以通過(guò)改變金屬與合金的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到改變其性能的目的。因此，了解金屬與合金的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，對(duì)于掌握金屬材料的性能是非常重要的。這樣簡(jiǎn)要地說(shuō)明學(xué)習(xí)目的和要求之后，就可以直接引入新課了。
六、多媒體導(dǎo)入法
《金屬材料與熱處理》這門課的特點(diǎn)是名詞多、概念多、術(shù)語(yǔ)多，需要記憶的內(nèi)容多，與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系少，有時(shí)教師在課堂上講得口干舌燥，學(xué)生卻像霧里看花，不知所云，上課睡覺(jué)，學(xué)習(xí)興趣低下，甚至到了教師不愿講、學(xué)生不愿學(xué)的地步。要想講好這門課，筆者認(rèn)為，應(yīng)多舉一些與現(xiàn)實(shí)生活相關(guān)的例子，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性。為提高課堂教學(xué)效果，必須對(duì)《金屬材料與熱處理》的教學(xué)內(nèi)容加以 “炒制”，加些“調(diào)味品”，創(chuàng)造現(xiàn)代教學(xué)所倡導(dǎo)的情景教學(xué)教育，以強(qiáng)化教學(xué)效果。例如，在介紹“金屬的疲勞與韌性”這一章節(jié)時(shí)，筆者首先介紹疲勞與韌性的概念、特征，然后列舉一些學(xué)生所熟悉的例子加以說(shuō)明，如為何金屬材料在使用時(shí)會(huì)導(dǎo)致突然斷裂，甚至造成重大的人員傷亡和物質(zhì)損失？
教學(xué)中，筆者首先向?qū)W生介紹一些工程材料，如鋼、鋁、塑料等，常用來(lái)制造一些結(jié)構(gòu)件，如汽車車軸和飛機(jī)機(jī)翼等。那么，對(duì)于這些材料，究竟有哪些要求呢？這時(shí)，筆者就開(kāi)始引導(dǎo)學(xué)生思考：“大家都看過(guò)電影《泰坦尼克號(hào)》，電影中那艘1912年制造完成的‘泰坦尼克號(hào)’郵輪在當(dāng)時(shí)是最為豪華的，號(hào)稱‘永不沉沒(méi)’。但是，在首次航行中它就沉沒(méi)于冰海，成為20世紀(jì)令人難以忘懷的悲慘海難。為什么號(hào)稱‘不會(huì)沉沒(méi)’的郵輪在撞上冰山后不到3小時(shí)就沉沒(méi)了呢？再如，二戰(zhàn)期間美國(guó)趕制了數(shù)百艘T-2型郵輪。令人不可思議的是，許多這樣的郵輪雖然成功地逃過(guò)了納粹U型潛艇的襲擊，卻毫無(wú)預(yù)兆地在航行中斷裂為兩截。其中，有的郵輪甚至發(fā)生在平靜的港灣，造成重大的人員傷亡和物質(zhì)損失。如何才能有效地延緩金屬的疲勞，延長(zhǎng)其使用壽命，減少損失呢？零件為什么會(huì)出現(xiàn)疲勞呢？”通過(guò)這樣的啟發(fā)，使學(xué)生帶著疑問(wèn)去聽(tīng)課，學(xué)生的好奇心一下子被調(diào)動(dòng)起來(lái)了，聽(tīng)課的積極性自然提高了。這時(shí)，筆者再詳細(xì)介紹有關(guān)疲勞斷裂的特征：疲勞斷裂并沒(méi)有明顯的宏觀塑性變形，而是突然地破壞；引起疲勞斷裂的應(yīng)力很低，常常低于材料的屈服點(diǎn)；疲勞破壞的宏觀斷口有兩部分組成，即疲勞裂紋的策源地及擴(kuò)展區(qū)（光滑部分）和最后斷裂區(qū)（毛糙部分）。機(jī)械零件之所以產(chǎn)生疲勞斷裂，是由于材料表面或內(nèi)部有缺陷（夾渣、劃痕、尖角等）。這些地方的局部應(yīng)力大于屈服點(diǎn)，從而產(chǎn)生局部塑性變形，導(dǎo)致開(kāi)裂。這些微裂縫隨應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加而逐漸擴(kuò)展，直至最后承載面積大大減小，以致不能承受所加載荷而突然斷裂。那么，如何預(yù)防呢？措施主要是提高材料自身質(zhì)量，提高零件的加工質(zhì)量、合金化、熱處理，改善零件的結(jié)構(gòu)形狀，合理使用等。通過(guò)以上學(xué)習(xí)，使學(xué)生明白“泰坦尼克號(hào)”沉沒(méi)九十多年的未解之謎。由于早年的“泰坦尼克號(hào)”采用了航行環(huán)境溫度下有缺口敏感且硫、磷含量高的鋼板，這些材料沖擊韌性很差，特別在低溫環(huán)境中脆性更大，容易產(chǎn)生疲勞，當(dāng)郵輪與冰山相撞時(shí)，材料很容易斷裂。這是鋼材的韌性、疲勞與人身安全的一個(gè)突出例證。美國(guó)趕制的數(shù)百艘T-2型郵輪，由于時(shí)間緊、任務(wù)重，材料表面及其內(nèi)部有缺陷，從而引發(fā)了疲勞破壞。通過(guò)具體的案例，學(xué)生一下子就明白了，且全神貫注、饒有興趣地掌握了這一教學(xué)上的疑難點(diǎn)。
二、以民間俗話為先導(dǎo)，由表面現(xiàn)象探索本質(zhì)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性
不少民間廣為流傳的俗語(yǔ)成語(yǔ)，很多是由勞動(dòng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累所得，貼近生活。在《金屬材料與熱處理》教學(xué)中，要努力挖掘教材的隱含內(nèi)容，力求用俗語(yǔ)總結(jié)純理論性的知識(shí)。上課時(shí)，以學(xué)生能接受的俗語(yǔ)成語(yǔ)，引導(dǎo)學(xué)生由表及里地進(jìn)行學(xué)習(xí)。例如，在講述感應(yīng)加熱表面淬火時(shí)，教材介紹感應(yīng)加熱表面淬火是利用渦流的集膚效應(yīng)，對(duì)工件進(jìn)行加熱，淬硬層深度取決于電流的頻率，并與電流的頻率成反比。也就是說(shuō)，電流的頻率越高，淬硬層深度越淺；電流的頻率越低，淬硬層深度越深。但是，一部分學(xué)生不能理解這樣的解釋。怎么辦？筆者就列舉廚師們常說(shuō)的“小火慢燉”以及“開(kāi)鍋煮餡，蓋鍋煮皮”?！靶』鹇裏酢保褪钦f(shuō)燉肉時(shí)，用小火慢慢燉，開(kāi)鍋的頻率較低，能量向下，肉才能燉爛；如果是大火，表面燉熟了，燉爛了，但里面還是生的?！伴_(kāi)鍋煮餡，蓋鍋煮皮”，意思是說(shuō)“肉餃子難熟的是餡，好熟的是餃子皮。煮時(shí)，開(kāi)鍋后餃子下鍋，等開(kāi)鍋后，掀開(kāi)鍋蓋煮餃子。這樣，開(kāi)鍋的頻率低，能量向下，肉餡易熟；但煮素餃時(shí)，好熟的是餡，難熟的是皮，煮時(shí)應(yīng)該蓋住鍋蓋煮，開(kāi)鍋的頻率高能量集中在表面，餃子皮容易煮熟?！庇捎诤蛯?shí)際生活相結(jié)合，可以使學(xué)生容易理解且牢記，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。
三、注意圖形結(jié)合，輔之形象記憶
圖畫(huà)和圖表可對(duì)知識(shí)的記錄和傳播起很大的作用。愛(ài)因斯坦認(rèn)為，文字和數(shù)字在他的思維過(guò)程中發(fā)揮的作用并不重要。他不是沿純數(shù)字或文字的推理方式思考，而是運(yùn)用直觀和空間的方式，形象地思考。在《金屬材料與熱處理》教學(xué)中，注重圖形結(jié)合，再輔之以形象記憶，可以使學(xué)生較輕松地掌握那些需記憶的內(nèi)容。例如，在講述“鐵碳合金相圖”這一章節(jié)時(shí)，筆者首先介紹何謂鐵碳相圖，鐵碳相圖的橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)各表示什么，為何鐵碳相圖只研究到含碳量6.69%的滲碳體？將問(wèn)題提出后，加以解答，隨之將掛圖掛上，讓學(xué)生熟悉相圖的形狀，并讓學(xué)生看書(shū)，在看書(shū)的過(guò)程中能夠提出問(wèn)題。教師在講課的過(guò)程中，加以解答。由于學(xué)生對(duì)相圖有所了解，所以講解時(shí)，最好是邊講、邊畫(huà)。講解相圖時(shí)，著重講解各點(diǎn)、線的含義（圖表表示）及其組織隨溫度變化的規(guī)律，舉出一些具體的鐵碳合金。例如，含碳量1.2%的鋼在1300℃、1000℃、800℃、700℃、600℃及常溫下的組織和性能，并加以說(shuō)明鋼的性能為何與含碳量有關(guān)，要求學(xué)生也熟練掌握相圖、分析相圖。
四、借助多媒體教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
一、上好第一堂課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
第一堂課十分重要，它能促使學(xué)生形成對(duì)本課程的初步印象。如果在第一堂課就要面對(duì)一大堆生澀的名詞，如組織、熱處理、相圖等，會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生課程內(nèi)容枯燥的印象，從而失去學(xué)習(xí)興趣。很好的開(kāi)始能起到意想不到的效果?！督鸩摹罚ǖ谖灏妫┑木w論中第一句話是這樣說(shuō)的“縱觀人類的文明史，從某種意義上說(shuō)就是一部人類認(rèn)識(shí)材料和使用材料的發(fā)展史”。由此導(dǎo)入課題：人類社會(huì)的發(fā)展從舊石器世代開(kāi)始，到新石器時(shí)代，到青銅器時(shí)代，到有色金屬時(shí)代，到黑色金屬時(shí)代，到合金時(shí)代等等。每到一個(gè)時(shí)代我都簡(jiǎn)單介紹一下其中的特色和歷史意義，表面上看我似乎是給學(xué)生上了一節(jié)歷史課，盡管學(xué)生可能對(duì)歷史本身同樣不感興趣，但在專業(yè)課上講歷史卻給他們非常新穎的感受，不知不覺(jué)中就融入了課堂。做一個(gè)熱處理的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，目的是為了加深對(duì)熱處理作用的印象。將一根直徑為1mm左右的彈簧鋼絲剪成兩段，放在酒精燈上同時(shí)加熱到赤紅色，然后分別放入水中和空氣中冷卻，冷卻后用手進(jìn)行彎折，對(duì)比觀察兩根鋼絲性能的差別。結(jié)論是：放在水中冷卻的一根鋼絲硬而脆，很容易折斷；放在空氣中冷卻的一根鋼絲較軟且有較好的塑性，可以卷成圓圈而不斷裂。做完這個(gè)實(shí)驗(yàn)后，引導(dǎo)學(xué)生回想實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加熱與冷卻方法的不同對(duì)兩根鋼絲性能的影響，請(qǐng)學(xué)生自己對(duì)比進(jìn)行小結(jié)。通過(guò)上述過(guò)程，學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，動(dòng)腦思考，在好奇和興奮的同時(shí)記住了熱處理的過(guò)程和熱處理的神奇效果，從而對(duì)本課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了興趣。
二、廣泛參閱教學(xué)資料，了解學(xué)生特點(diǎn)，認(rèn)真?zhèn)湔n
（1）吃透教學(xué)大綱精神。教學(xué)大綱是學(xué)科教學(xué)的指導(dǎo)性文件，要根據(jù)教學(xué)大綱的要求把握教學(xué)進(jìn)度、難易程度，鉆研領(lǐng)會(huì)大綱精神，弄清楚學(xué)科的教學(xué)目的、特點(diǎn)，掌握各章節(jié)之間的聯(lián)系、地位、作用。（2）鉆研教材。教材是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要材料，是學(xué)生在學(xué)校獲取系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能、發(fā)展智力和體力、接受思想品德教育的主要載體。教材也是教師備課的主要依據(jù)，在鉆研教材的同時(shí)，教師應(yīng)博覽群書(shū)，力爭(zhēng)做到“給別人一杯水，自己有一桶水”。要注意了解國(guó)內(nèi)外的科技信息，填補(bǔ)教材內(nèi)容，使其充實(shí)生動(dòng)。（3）了解學(xué)生。教學(xué)是雙邊活動(dòng)，課前有意識(shí)地對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)、學(xué)習(xí)起點(diǎn)、所在班級(jí)的現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)，以及學(xué)生個(gè)體的年齡、思想、個(gè)性、興趣愛(ài)好等情況進(jìn)行了解是很有必要的。在教學(xué)過(guò)程中要多了解學(xué)生，有的放矢，對(duì)癥下藥，并且要注意對(duì)學(xué)生應(yīng)多鼓勵(lì)、少批評(píng)，尤其對(duì)成績(jī)較差的學(xué)生所取得的點(diǎn)滴成績(jī)，應(yīng)及時(shí)給予肯定、表?yè)P(yáng)，以此激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)積極性，使其積極投入到掌握知識(shí)技能的學(xué)習(xí)中。（4）研究教法。教法就是教學(xué)方法，教師要結(jié)合學(xué)生的基礎(chǔ)情況，考慮如何組織教材，如何安排一節(jié)課的結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)課堂結(jié)構(gòu)時(shí)，要注意幾個(gè)結(jié)合，即科學(xué)性與思想性相結(jié)合，難易程度與學(xué)生實(shí)際情況相結(jié)合，系統(tǒng)連貫性與循序漸進(jìn)相結(jié)合，理論與實(shí)際相結(jié)合，啟發(fā)引導(dǎo)與積極思維相結(jié)合，真正做到以教促學(xué)，以教導(dǎo)學(xué)，以教助學(xué)。
三、理論教學(xué)多舉實(shí)例，豐富教學(xué)內(nèi)容
因?yàn)檎n程內(nèi)容過(guò)于抽象，學(xué)生極容易走神，要用一些通俗易懂的例子來(lái)講解，既可解釋、說(shuō)明知識(shí)點(diǎn)，又可吸引學(xué)生的注意力。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。例如講金屬材料力學(xué)性能時(shí)，可利用緒論課或課余時(shí)間講述金屬材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用，講古人是怎樣冶鐵，鐵杵為什么能磨成針，講現(xiàn)代青藏鐵路的修建，講“水立方”、“鳥(niǎo)巢”體育館的建設(shè)。其中要重點(diǎn)突出金屬材料的力學(xué)性能及其在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防科技、航空航天方面的廣泛應(yīng)用和在人類發(fā)展史上的卓越貢獻(xiàn)。
四、注意觀察學(xué)生的反應(yīng)，及時(shí)調(diào)整授課方式
【Abstract】The course of metal materials and heat treatment is a fundamental specialty course of highly specialized character， abstract theory and too many concepts. To improve students’ interest， according to the characteristics of the course， the authors carry out teaching reform and exploration with different level， diversification and multi-ways. Such measures as introducing new lesson， stimulating students’ interest and summarizing achieved certain results.
【Key words】Metal materials and heat treatment； Introducing new lesson； Giving an example； Interest； Summarizing
《金屬材料及熱處理》是機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，內(nèi)容主要由金屬的力學(xué)性能、金屬學(xué)、熱處理、金屬材料幾部分組成。本課程教學(xué)的目的在于使學(xué)生獲得有關(guān)金屬材料的基本理論和基本知識(shí)，掌握金屬材料的性能特點(diǎn)，初步掌握零件設(shè)計(jì)時(shí)的合理選材、用材，并且具有正確運(yùn)用熱處理、妥善安排加工工藝路線等方面的知識(shí)和能力[1]。該課程的主要難點(diǎn)在于：內(nèi)容雜、概念多、理論抽象難理解，但這些知識(shí)又與生產(chǎn)實(shí)踐有著緊密的聯(lián)系。學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)本課程時(shí)，往往很難系統(tǒng)地理解和掌握這些知識(shí)，學(xué)生聽(tīng)起來(lái)感到枯燥、乏味， 學(xué)習(xí)興趣不大。
所以，在本課程的教學(xué)過(guò)程中如何提高及激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、充分調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性，是講授該課程面臨的首要任務(wù)。對(duì)于比較抽象、難以理解的概念，如何進(jìn)行感性、通俗、深入淺出的直觀教學(xué)，是上好本課程的關(guān)鍵。
1 課程改革探索
為了在規(guī)定課時(shí)內(nèi)培養(yǎng)學(xué)生金屬材料與熱處理的技能，使其緊扣專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，突出培養(yǎng)實(shí)際應(yīng)用能力，體現(xiàn)一體化教學(xué)的特點(diǎn)，我在多年講授《金屬材料及熱處理》課程的基礎(chǔ)上，對(duì)這門課程進(jìn)行了初步的教學(xué)改革探索，取得了一定的教學(xué)效果，現(xiàn)總結(jié)出以下幾個(gè)有效的方法。
1.1 做好新課的引入
新課的引入雖然僅占幾分鐘，但它是教學(xué)過(guò)程的重要環(huán)節(jié)和階段，它可以引起學(xué)生注意，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，形成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，同時(shí)還可起著新舊課程之間的承上啟下的作用。新課的引入要依據(jù)教學(xué)的任務(wù)和內(nèi)容，學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)，采用靈活多樣的方式進(jìn)行。基本上每次課都需要一個(gè)引入，大章節(jié)有大章節(jié)的引入方法，小章節(jié)也有小章節(jié)的引入方法。
教學(xué)過(guò)程是一種提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的活動(dòng)，所以在教學(xué)開(kāi)始，向?qū)W生提出富有啟發(fā)性的問(wèn)題，引起學(xué)生聯(lián)想，具有較好的效果。如在第一節(jié)課講緒論時(shí)，首先應(yīng)該介紹這門課程的主要內(nèi)容，這時(shí)筆者沒(méi)有直接把內(nèi)容講出來(lái)，而是選擇學(xué)生較為熟悉的工具進(jìn)行提問(wèn)（普車或數(shù)控機(jī)床的刀具）。刀具一般用途是什么？它是用什么材料制造的？如何生產(chǎn)出來(lái)的？利用學(xué)生回答用途的結(jié)論，擴(kuò)展分析刀具工作時(shí)的受力情況，介紹刀具為什么在高速、高溫運(yùn)轉(zhuǎn)下能保持刃口鋒利，這是由材料自身性能所決定的。材料有哪些性能指標(biāo)？教材中材料的性能這一章將有較詳細(xì)的介紹。刀具由什么材料制成？第二問(wèn)的回答一般是選鋼?！昂娩撚迷诘度猩稀?[2]，什么樣的鋼才算得上是好鋼？選材是關(guān)鍵。由此引入學(xué)習(xí)常用金屬材料牌號(hào)、性能、用途的重要性。刀具成型后有的放入水中冷卻、有的放在油中冷卻，不同方法得到的性能各不相同，有硬、有軟，這就是熱處理。這就要求我們對(duì)熱處理有關(guān)知識(shí)有一定的了解，否則，生產(chǎn)出來(lái)的刀具，就無(wú)法達(dá)到使用要求，熱處理這一章會(huì)有詳細(xì)介紹。通過(guò)以上和學(xué)生之間的問(wèn)答，可將緒論中的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容講出，同時(shí)用事例在學(xué)生心中留下這門課的學(xué)習(xí)目的和要求。
有些概念、原理比較接近，學(xué)生容易混淆，在講新課概念時(shí)，就以類似的舊概念作類比引入，有助于認(rèn)清概念的區(qū)別。例如講正火概念時(shí)，以退火概念的復(fù)習(xí)為引入，退火是將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻（一般隨爐冷卻）的熱處理工藝；而正火是將鋼加熱到Ac3（或ACCm）以上30℃─50℃，保溫適當(dāng)時(shí)間后，然后在空氣中冷卻的熱處理工藝，通過(guò)Fe--C相圖分析兩者在加熱溫度和冷卻速度上的區(qū)別，加深認(rèn)識(shí)，這樣既復(fù)習(xí)了相圖的內(nèi)容，又引入正火內(nèi)容的講解，比較自然流暢。又如講低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼時(shí)，可先復(fù)習(xí)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、成分、性能、用途。再?gòu)奶妓亟Y(jié)構(gòu)鋼入手，當(dāng)屈服強(qiáng)度大于275MPa的牌號(hào)便是低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，它是在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入少量的合金元素制成，比碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能好，廣泛應(yīng)用于各種工程結(jié)構(gòu)。這樣引入新課起到承上啟下的作用，既讓學(xué)生復(fù)習(xí)了舊的知識(shí)，又引入了新課。
在課前備課階段，要根據(jù)本節(jié)內(nèi)容的特點(diǎn)和前后內(nèi)容的聯(lián)系，靈活地引入新課，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容的興趣和求知欲，自然地引入新課內(nèi)容。
1.2 舉例子，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
興趣是學(xué)習(xí)的最好老師。學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)、保護(hù)和發(fā)展對(duì)于激發(fā)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)課程的學(xué)習(xí)尤為重要。許多學(xué)生不是不想學(xué)，而是由于缺乏一定的學(xué)習(xí)興趣，沒(méi)有學(xué)習(xí)動(dòng)力，時(shí)間一長(zhǎng)就發(fā)展到厭學(xué)的程度[3]。所以我們教師，就要不斷研究教學(xué)方法，在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)多樣化的教學(xué)，實(shí)施興趣教學(xué)，從而讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，維持并發(fā)展興趣，這樣才能真正地學(xué)好這門課程。
學(xué)生會(huì)對(duì)自己生活中熟悉的內(nèi)容產(chǎn)生興趣。因此，我在上課時(shí)針對(duì)學(xué)生的狀況，經(jīng)常舉一些較為常見(jiàn)的典型事例，激發(fā)學(xué)生興趣。例如在緒論中介紹金屬材料時(shí)，筆者就引導(dǎo)學(xué)生舉一下身邊常見(jiàn)的金屬材料，如“教室的窗框是鋁合金做的”，“教室的暖氣是用鑄鐵做的”，“凳子腿是鋼管的”，“車床的床身材料是鑄鐵”，“電線是銅的”等等。我又在其中選擇了具有代表性的材料鋼和鑄鐵進(jìn)行了講解，由于這些物體都是學(xué)生平時(shí)見(jiàn)過(guò)的，已經(jīng)有了一定程度的感性認(rèn)知，這樣就使學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生親切、熟悉的感覺(jué)，吸引學(xué)生的注意力，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)更深層次內(nèi)容的求知欲望和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。
金屬材料的力學(xué)性能，是本門課程的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，同樣在教學(xué)中，我也先用實(shí)例來(lái)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。如在學(xué)習(xí)硬度的概念時(shí)，我就舉例用同一把普通小刀來(lái)削鉛筆和刻畫(huà)玻璃，小刀能削鉛筆，因?yàn)樾〉侗茹U筆硬；而小刀不能刻玻璃，因?yàn)椴ＡП刃〉队?，這就說(shuō)明硬和軟是相對(duì)的，而用什么度量硬和軟呢，那就是硬度，對(duì)刀具來(lái)講通常要求有高的硬度耐磨性就可以了。通過(guò)舉例，學(xué)生對(duì)硬度就有了直觀的認(rèn)識(shí)，學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的理解和記憶也進(jìn)行了強(qiáng)化，學(xué)習(xí)變得輕松自如。
在講授碳素鋼時(shí)，筆者就經(jīng)常列舉生活中常見(jiàn)的碳素鋼。如菜刀屬于低碳鋼，塑性好，能磨得非常鋒利，但強(qiáng)度不高，不能砍骨頭；斧頭屬于高碳鋼，含碳量比較高，強(qiáng)度、硬度高，可以砍骨頭，但是塑性較差，磨不鋒利，切菜有難度。這樣一來(lái)，就把低碳鋼和高碳鋼的性能一起講了，學(xué)生在不知不覺(jué)中就把這個(gè)知識(shí)點(diǎn)掌握了。
可見(jiàn)，在《金屬材料及熱處理》中，有許多看不見(jiàn)、摸不著的抽象概念、理論，均可通過(guò)采用有趣、直觀、多樣的方式進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，列舉生活、生產(chǎn)中常見(jiàn)的實(shí)例，將抽象、深?yuàn)W的知識(shí)，用生動(dòng)形象的語(yǔ)言和例子，深入淺出地講授給學(xué)生，使學(xué)生能夠相對(duì)容易地理解和吸收，舉例子辦法雖簡(jiǎn)單，但這樣既能活躍課堂氣氛，又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，加深對(duì)問(wèn)題的理解，從而提高了課堂教學(xué)的效果。
1.3 抓住教學(xué)重點(diǎn)，善于歸納總結(jié)
技能教育要求學(xué)生具有較強(qiáng)的實(shí)踐操作能力，能夠熟練掌握生產(chǎn)工藝流程和操作規(guī)程，并能應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)理論和基本技術(shù)，發(fā)現(xiàn)、分析并解決現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們這一課程必須圍繞培養(yǎng)應(yīng)用能力為主題，精選、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。
從整個(gè)課程結(jié)構(gòu)看，《金屬材料及熱處理》基本內(nèi)容大致分為金屬的力學(xué)性能、金屬學(xué)、熱處理、金屬材料四部分[4]。針對(duì)學(xué)生畢業(yè)后的主要工作特點(diǎn)，本著側(cè)重應(yīng)用的原則，我將原有的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化和調(diào)整，重點(diǎn)講授金屬材料的牌號(hào)、用途及選材方面的內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生根據(jù)具體情況對(duì)金屬材料選材能力的培養(yǎng)；對(duì)熱處理工藝的選擇應(yīng)用及控制措施也做了重點(diǎn)強(qiáng)化。對(duì)于金屬學(xué)原理及金屬結(jié)構(gòu)方面，由于涉及到了大量的理論知識(shí)，概念抽象，跟應(yīng)用聯(lián)系不大，所以我只是讓學(xué)生做了大體了解。
本課程內(nèi)容龐雜，概念多，相互間易混淆，理論抽象又難于理解。在教學(xué)中，我根據(jù)各章節(jié)知識(shí)間的內(nèi)在邏輯關(guān)系，把零碎的知識(shí)點(diǎn)歸納串聯(lián)起來(lái)，形成一個(gè)完整的知識(shí)體系，從而便于學(xué)生理解和掌握，提高了教學(xué)效果。例如在講授碳素鋼和合金鋼時(shí)，這里面涉及到了大量的鋼的牌號(hào)、成分和性能特點(diǎn)、用途等。這些鋼種的內(nèi)容多，又比較相近，學(xué)生容易混淆。授課時(shí)，我就按照不同的分類，把要講的碳素剛和合金鋼列表，通過(guò)表格的形式，這些鋼的異同之處一目了然，通過(guò)這樣的比較、歸納與總結(jié)，不僅可以使學(xué)生所學(xué)的知識(shí)更加系統(tǒng)化，而且更可加深學(xué)生的理解和記憶。
在每講完一次課后，我都要復(fù)述該課的主要內(nèi)容，著重強(qiáng)調(diào)與后續(xù)章節(jié)有聯(lián)系或以該知識(shí)為基礎(chǔ)的一些要點(diǎn)知識(shí)，使學(xué)生聽(tīng)完課后，有清晰的思路：哪些知識(shí)了解就可以、哪些知識(shí)必須掌握，從而做到寬度廣、深度淺、精度準(zhǔn)。
2 結(jié)論
總之，我們?cè)诮虒W(xué)中要首先分析本門課程的特點(diǎn)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，體現(xiàn)一體化教學(xué)特點(diǎn)，并以此為重點(diǎn)講授教學(xué)內(nèi)容；根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，盡可能地多層次、多樣化、多途徑的方式進(jìn)行教學(xué)，列舉學(xué)生在生活、生產(chǎn)中常見(jiàn)的實(shí)例，將抽象的理論知識(shí)，用生動(dòng)形象的語(yǔ)言和例子，深入淺出地講授給學(xué)生，使學(xué)生能夠相對(duì)容易地理解和吸收；采用多種方法輔助教學(xué)，善于歸納總結(jié)，這些都是提高教學(xué)效果的有效途徑。
【參考文獻(xiàn)】
[1]李獻(xiàn)坤，于書(shū)興.金屬材料及熱處理[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2011：1-2.
俗話說(shuō)：“萬(wàn)丈高樓平地起”，基礎(chǔ)沒(méi)打好，何以建高樓。同樣的道理，沒(méi)有把專業(yè)基礎(chǔ)課講深入、學(xué)透徹，怎么能更好地理解后面的專業(yè)課知識(shí)，因此專業(yè)基礎(chǔ)課的講授一定要精細(xì)而有針對(duì)性。
二、“金屬的塑性變形與再結(jié)晶”一章的教學(xué)處理
1、回復(fù)和再結(jié)晶。
在《冷軋生產(chǎn)工藝》教學(xué)中，我們將會(huì)提到“在冷軋的過(guò)程中需要進(jìn)行中間軟化退火”，學(xué)生常常對(duì)此工藝過(guò)程很不解。究其原因，就是缺乏冷塑性變形對(duì)金屬塑性與組織影響的深刻理解。
在軋制工藝中常常提及再結(jié)晶溫度和再結(jié)晶退火。本教材“再結(jié)晶”這部分內(nèi)容僅從概念的角度介紹，較抽象。學(xué)生對(duì)再結(jié)晶定義的理解易出現(xiàn)困難，對(duì)再結(jié)晶溫度的概念更是弄不清楚。建議這部分內(nèi)容盡可能多的采用有趣、直觀、多樣的方式進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，比如我們可以舉例班內(nèi)每個(gè)同學(xué)相當(dāng)于原子，整個(gè)班集體就好比我們所講述過(guò)的晶格，“空位”相當(dāng)于一個(gè)或幾個(gè)同學(xué)缺勤，“間隙原子”相當(dāng)于班內(nèi)的某位同學(xué)未按排列整齊的座位去坐，而胡亂地坐在了某個(gè)位置，“錯(cuò)位”相當(dāng)于幾位同學(xué)位置錯(cuò)排等等，多列舉生活、生產(chǎn)中的實(shí)例，以學(xué)生為中心，活躍課堂氣氛，將抽象、深?yuàn)W的知識(shí)用生動(dòng)形象的語(yǔ)言和舉例，深入淺出地講授給學(xué)生，使學(xué)生能夠相對(duì)容易地理解和吸收，且能舉一反三，應(yīng)用到實(shí)際中，使學(xué)生能更多地感知知識(shí)、更牢地掌握知識(shí)，以達(dá)到“講的透、學(xué)的活、記得住、用得上”的教學(xué)目標(biāo)。
同時(shí)在軋鋼班教學(xué)中，要讓學(xué)生了解到再結(jié)晶溫度不僅與金屬的變形程度有關(guān)，還與金屬的保溫時(shí)間、金屬中存在的雜質(zhì)以及其原始晶粒大小都有關(guān)系。只有把影響再結(jié)晶溫度的因素闡述清楚了，學(xué)生對(duì)再結(jié)晶溫度才會(huì)有一個(gè)較為清晰的認(rèn)識(shí)。這為熱軋生產(chǎn)中的冷卻工藝和冷軋生產(chǎn)中的再結(jié)晶退火工藝的講解掃除了理論認(rèn)知的障礙。
2、再結(jié)晶晶粒的大。
再結(jié)晶晶粒的大小是金屬在壓力加工生產(chǎn)中的重要問(wèn)題之一，它將直接影響金屬的使用性能、工藝性能以及表面質(zhì)量。
教材只給出“再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大應(yīng)當(dāng)注意避免”這一結(jié)論，對(duì)再結(jié)晶晶粒大小在軋制加工中的意義及相關(guān)影響因素缺乏分析，這往往給后續(xù)軋鋼工藝中對(duì)加熱溫度、最大變形量的選擇帶來(lái)不必要的疑惑。
另外，還有必要通過(guò)實(shí)例說(shuō)明，讓學(xué)生了解影響再結(jié)晶晶粒大小與合金成分、原始晶粒大小、加熱溫度及時(shí)間、變形程度、加熱速度都有密切關(guān)系。這為生產(chǎn)工藝課中講解：“加熱制度要遵循加熱時(shí)間盡量短，加熱速度盡量快的原則”提供了理論依據(jù)，學(xué)生在學(xué)專業(yè)課時(shí)才會(huì)知其所以然，從而更能激發(fā)學(xué)生探索知識(shí)奧秘的興趣。
再比如“當(dāng)加熱溫度一定時(shí)變形程度對(duì)再結(jié)晶晶粒的大小有一定影響”，這在冷軋生產(chǎn)中有重要的指導(dǎo)意義。通過(guò)對(duì)再結(jié)晶晶粒大小與變形程度的關(guān)系分析，讓學(xué)生了解到軋件要在多大的變形程度下才能使金屬產(chǎn)生再結(jié)晶，在什么條件下退火會(huì)得到極粗的晶粒，粗晶粒會(huì)使金屬的力學(xué)性能降低，所以在實(shí)際冷軋生產(chǎn)中要避開(kāi)臨界變形程度，采取合適的變形量，以免造成再結(jié)晶后的粗晶粒。這樣的講解使我們的知識(shí)點(diǎn)有了連貫性，避免出現(xiàn)知識(shí)脫節(jié)現(xiàn)象。
3、金屬組織的變化。
（1）晶粒被拉長(zhǎng)成纖維狀的性能。
冷軋后晶粒組織將發(fā)生變化，變化后性能如何？這就要求我們?cè)谥v解該部分內(nèi)容時(shí)讓學(xué)生了解到由于纖維組織的存在，變形金屬的橫向（垂直于延伸方向）機(jī)械性能降低，而呈現(xiàn)各向異性。
（2）亞結(jié)構(gòu)細(xì)化。
可通過(guò)較為形象的模型教學(xué)讓學(xué)生了解到什么是亞結(jié)構(gòu)，亞結(jié)構(gòu)細(xì)化增加滑移阻力，引出形變強(qiáng)化產(chǎn)生的原因。
（3）變形織構(gòu)。
這個(gè)知識(shí)點(diǎn)在教材上沒(méi)有提到，筆者認(rèn)為在給軋鋼專業(yè)的學(xué)生講授金屬的塑性變形這章時(shí)應(yīng)補(bǔ)充這一內(nèi)容。學(xué)生只有了解到這一知識(shí)點(diǎn)后，才能理解我們?cè)诶滠埳a(chǎn)中為什么要采用大軋制力軋制，需要軋制等等軋制工藝的原因。
