浅谈《金属材料与热处理》课程的教学方法

叶燕贞

【摘 要】《金属材料与热处理》作为机械专业基础课程，是一门理论性和实践应用性很强的课程。它以物理、化学、工程力学及金属工艺学实习为基础，在学习时必须联系上述课程的有关内容。学生在学习过程中普遍存在对材料的微观组织结构缺乏感性认识和理论基础，毕竟过于抽象，所以理解起来比较困难。本文主要阐述这几年在《金属材料与热处理》教学过程中的一些经验和体会。

【关键词】金属材料；热处理；教学方法

一、引言

《金属材料与热处理》作为机械专业基础课程，是一门理论性和实践应用性很强的课程。其中基本术语和抽象性概念偏多，学生在学习过程中常常会遇到困难，特别是对术语的理解。学生往往听到一半都会觉得枯燥乏味，没有耐性继续听讲。在教学实践中，我们可以从几方面入手，以期取得良好的教学效果。

二、全面概括，抓重点教学

纵观整个课程由两个部分组成，一部分是金属材料，一部分是热处理，在此要抓住“材料性能”做为重点解析。绪论中提到：“成分决定组织，组织决定性能，性能决定用途。”实际工作中，我们首先接触的是用途，材料的使用情况和工作条件对材料提出了性能要求，正如一把好的刀具硬度要高，坦克履带耐磨性要很好。材料的性能因为周围介质的变化会发生变化，这取决于其内部组织结构对周围介质的适应情况。组织结构不同，性能也大不相同，液、固态组织状态不同，性能不同。α-Fe和γ-Fe结构不同，性能上存在一定的差异。而之所以材料在性能上会有这么多不同，最主要的原因就是成分比例的配对。这就好比一杯糖水，糖少了不够甜，糖多了又太腻，要找到最合适的比例才能配对出恰当的味道。所以要了解材料的用途首先要对材料的性能进行分析，抓住重点，一层一层深入探究。

三、引导学生，注重兴趣教学

学习贵在持之以恒。如何让学生一直保持良好的学习状态？这就要求老师在讲解过程中要始终设法让学生懂得所学内容，通过与实际联系，举一反三，提高学习兴趣。兴趣是调动学生探索科学的源头。有了兴趣，学习就不再是负担，而转变成学生执着的动力。

孔老先生说的好“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。可见学习兴趣是多么的重要，所以在教学过程中要想方设法去激发学生的兴趣。上第一节课时，先不谈课程，先设计几个讨论的话题，如“生活中家居生活用品都有哪些？分别用什么材料生产的？为什么选用这种材料？可不可以用其他材料代替？”通过对日常所见用品讨论延伸出材料的内容，然后把中国上下几千年人们发现材料、运用材料的一些典型事例通过图片和资料剪辑用幻灯片放映出来。为什么不同的材料可以在人类的智慧和辛勤劳动下转变成各式各样的东西？带着这些为什么，好奇的学生在老师的引导下把兴趣转移到材料的原理、结构、性能和热处理等这些枯燥、抽象的学习内容上。另外也可以采用灵活多样的教学手段来激发学习兴趣，如上“钢的火花鉴别”这一节时，就可以带学生到实训车间磨刀室现场操作分辨，从而加深对材料鉴别的认识。教学手段有很多种，只要我们合理应用，总有一种方法是学生感兴趣的。

四、利用多媒体设备，形象教学

人类通过五官的感知，认识和了解世界。科学研究表明，眼睛、耳朵等多种感官并用，学习效率最高。可是在热处理这部分的学习上，由于工艺设备条件有限，没有办法做到现场操作演示。如果仅靠文字和解说很难把枯燥、抽象的内容讲“活”，而结合计算机多媒体和网络化的教育资源，则可以把热处理工艺过程直观形象地展现给学生。这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和热情，有了视觉和听觉的结合，更有利于消化知识，提高学习效率。

五、技巧教学加深记忆

《金属材料与热处理》这门课名词概念特别多，而且还枯燥、抽象，知识系统性又很强。如果不能前后知识联系，很难把课程学好，这就要求学生对所学的内容要全面记忆。记性好的如果不花时间也不一定能全部消化，更不要说记性差的学生了。所以，在教学中老师需要帮助学生寻找记忆的方法。

（一）口决是一个key point，利用口诀让学生记住最重要的课程内容，甚至是变化绕口令的方式。如记Fe-Fe3C合金相图时，可以利用相图决来绘制和记住相图。“温度成分建坐标，铁碳二元要记牢。两平三垂标特点，九星闪耀五弧交。共晶共析液固线，十二面里组织标。基本组织先标好，相间组织共逍遥。分析成分断组织，锻造处理离不了。”通过相图决，可以帮助学生更快地记住Fe-Fe3C相图的所有知识点。

（二）运用数字“七”的魔力，有科学数据表明，“七”是我们短期记忆的极限。事情忘记七次就会记住，今天教了一个知识点提问一次不会，下次同样的问题再提问不会的学生，过了几天再次提问同一个学生同一个问题。当讲到相关联的知识点时再反复提问旧的知识点。七次以后学生一定会记住。教学时可以采用分组学习，一般也是七人一组，不过搭配时根据学生的学习情况，采用的是“2+5”的分组方式，学习主动和被动的学生组合。一学期至少有七次大作业，课堂学习固然重要，但是要完全吸收和应用，则需要作业加以辅助。根据课程内容设置大作业以七次为宜，太多了学生会觉得繁多，失去耐心，少了不足以囊括重点知识。在第七周时了解学生反映，及时调整教学进度和方法，以期提高教学效果。

（三）让学生动手记、动手碰会比我们努力要他记一堆书本的概念来的好。所以要培养学生的自学能力，这个就靠教学中兴趣的培养和教学技巧手段的应用来实现。

六、用事例讲课，提高课堂饱和度

一次课90分钟，如何让课堂一直保持安静，集中注意力。这就要合理的安排课程时间和内容，提高课堂的饱和度。课程开始，把握前十分钟学生的专注时间，上课二十分钟，给学生一个刺激，或许是即将来到的考试，或是下次课的活动。半小时后是关键转折点，这是学生集中力最差的时候，此时最好能讲个故事或者点学生发问等来提高注意力。课程即将结束的时候，如果内容讲完了，与其等待下课， 不如整理今日课程来收尾。在这个过程中，最难的就是学生集中力最差的时候如何找到“兴奋点”激发他们的兴趣，把专注力拉回到课堂上。一般理论内容讲解到差不多的时候，可以加入一些事例。如讲到塑性材料和脆性材料受冲击载荷时表现出不同的变形情况，是因为材料的冲击韧性不同。可是韧性好坏对材料的变形情况有什么不同，学生还是不太理解，此时可以引用一些事例来加以说明：1912年4月号称永不沉没的泰坦尼克号（Titanic）首航沉没于冰海，成了20世纪令人难以忘怀的悲惨海难。20世纪80年代后，材料科学家通过对打捞上来的泰坦尼克号船板进行研究，回答了80年的未解之谜。由于Titanic 号采用了含硫高的钢板，韧性很差，特别是在低温呈脆性。所以，当船在冰水中撞击冰山时，脆性船板使船体产生很长的裂纹，海水大量涌入使船迅速沉没。通过这个事例，学生们就能明白了，找到了兴奋点就可以饶有兴致的继续接下来的课程。

七、 结束语

在《金属材料与热处理》的教学中，针对课程中的的一些难点、重点、枯燥的概念名词等尽可能的多采用有趣、直观、多样的方式进行教学；多举例生活、生产中的实例，采用多媒体设备现代化教学；以学生为中心，激发学习兴趣，活跃课堂气氛。使抽象、深奥的知识，用浅显易懂的语言和例子讲解给学生，让学生更容易理解和吸收，更牢地记住知识点，从而学好、学透这门课程。