机械材料热处理教学要点分析

2014-08-15林燕清

景德镇学院学报 2014年6期

林燕清

(福建船政交通职业学院，福建福州 350007)

在任何的机械专业课中，材料的热处理都是一门比较重要的课程。这一门基础课程与我们以往的文化课有所不同，在教材中往往会牵涉到不少的应用知识，需要老师带领学生到具体的实践现场去教学，从而让师生都不断地挖掘和研究其中的一些相关知识，并以各个不相同的侧面内容进行学习，以达到全面掌握知识，以及举一反三的效果。本文依据《机械工程材料与热处理》课程教学的特点，整理出此课程中需要采用的教学要点，主要可以归纳为:认知—分解—实践—理解。通过转变教学观念和方法，来提高学生学习的积极性，提高教学效果。

1 专业理论的认知教学

认知过程指的是人们为了了解某个流程或者某种事务所进行的一系列活动。机械专业理论在具体的学习时，往往要我们建立知识概念，这也就是说要让使学生具备扎实的理论基础。比如在金属晶体结构学习过程中，首先要对与之相关的金属物质的内部结构有全面的了解，甚至还要知道结晶过程。理论教学一般情况下是以学习是否实用为基础的，主要是要提高学生分析和解决问题的能力和实际动手的能力。我们要了解相关的概念和理论，并在此基础上，对教材进行详细解析，按照各专业之间的内在关联，可以把各教材中的要点找到，把机械专业有关的知识作为主要的学习点，并尽可能地使难点分散，以教学大纲为依据，选择和分析所使用的教材，精简理论部分，删减实用性较差的内容或者章节，从而使内容的深度和难度有所降低。增加一些与机械工程材料有关的课程，并按照学生的兴趣，不断地打开教学思路，活跃课堂教学，从而实现基础理论教学的目的，进而达到更好的教学效果。

2 专业知识的合成分解

在我们学习《机械工程材料与热处理》这门课程的过程中，一定要以机械的相关理论为基础，分析教材中的内容，并把各节的内容进行有序分配。就这门课来说，机械材料的热处理与《工程材料》和《机械的切削》是有一定联系的，同时也和机械中的《机械加工工艺学》有联系，金属材料的热处理可以与机械加工工艺合并学习。比如:金属材料特性的重点是研究其对车削的影响，这就包括切削工艺的选取，刀具的磨损以及其他与之相关的性能等。

通过对教材相关章节的分析研究，我们能够优化和整合其中的各个部分，从而不断地通过理论来寻找各类问题的答案。与此同时，我们还要调整课堂教学形式，学生要全面掌握机械材料与热处理的相关知识，可以采用实践的方法获得。具体而言，就是要调整以往在教学过程中那种书本教学法，使学生在具体的学习过程中，不是被动地学习和接受知识。我们要不断地倡导学生有一定的创新精神和探索能力。教师要对这一科目的相关知识进行分解，提出与高校学生的认知规律相符的教学方式，把他们的学习热情调动起来，让更多的人参与到教学活动中来。

3 相关专业的联系实践

在具体的教学过程中，我们采用的教学思路都是围绕学生来设计的，以学生通过对教材的深入分析，设计和选取最适合学生的教学方式，从而有助于对学生创造性的培养。对于《机械工程材料与热处理》，我们一般采用概念定义的方式来阐述相关材料的力学性能，以及介绍相应的使用情况。在本科教材的力学性能这一章，要先对机械材料的硬度进行测试，这对于一般的高校往往是无法做到的，但是我们可以采用其他的方法，如通过车工与钳工的实践课来学习。例如:在开课前，我们可以找到碳钢、优质碳素结构钢、铸铁等金属材料，利用各种切削工艺和方法进行切削，根据钢锯条、锉刀车刀等工具的切削和磨损的工作量的大小，来让学生更加清楚地认识到不同材料的硬度不一样。

在讲解金属的疲劳强度相关知识时，我们首先让学生在无其他辅助设备的情况下切断8#铅丝，然后带着这一问题按照科学的方法进行实验。在实验中让学生认识到，当用双手把铅丝变弯时，重复应力会出现在折弯处，当弯曲达到一定程度后，就能使铅丝折断，通过对不同金属的实验，使学生认识到各类金属的抗疲劳强度不同。

在该教材第五章，主要讲解了“钢的火花鉴别”的相关知识，根据以往的教学经验，我们采取以下流程:首先向学生讲解一些基本的概念，例如:尾花、间花、流线、火束、火花鉴别等，并重点讲解鉴别原理，其次再对各章进行介绍。这样做虽然也是循规蹈矩地进行教学，但是会让学生在听讲过程中摸不到头脑，概念比较散，难以记住其中的所有专业词汇。而如果我们把教学情况做一些调整的话，就可以组织学生进行金工实习，首先指导学生选取和寻找实习所需的材料，并帮助学生区分相关材料。当学生无法从外观上对材料进行区分时，就引导学生进入真正的实习内容中去，通过砂轮机对钢材进行打击，使学生们认识到从钢材打击的火花的状态能够区分不同的钢材，并将不同钢材的花火拍摄下来，让他们深入地了解到这一问题，并返回到课堂教学当中，借助于电脑和多媒体进行演示多种不同钢材的火花的形状、颜色、长短、爆花的数量和尾花的特征等，等学生有火花理论概念后，再让他们返回到实习基地，具体了解几种常见钢材的火花的形状、颜色，并对其类型，以及使用的型号进行鉴别。学生通过这样的过程，就可以制作出钢材火花，认识钢材的火花特征，并检测自己的实习效果。学生在实践中可以与老师，或者是同班同学开展讨论，这样比老师死板教学的效果要明显。

此外，在教材“钢的热处理”一章里指出，钢的内部组织机构在经过热处理以后会产生变化，并且这种变化主要是通过钢材料的性能变化体现出来的。对于这部分的知识教学来说，要首先使学生注重热处理过程中钢的内部组织温度的变化，进而通过学生在钳工实习中制作錾子来加深对这一知识的理解。而且可以在錾子制作过程中，使其具备不同的温度，进行不同的冷却媒介淬火。通过观察不同温度下錾子的区别，使学生们较直观地了解在热处理过程中，温度对内部组织产生的影响，同时认识到錾削性能受不同冷却媒介淬火的影响。

4 强化专业理论的理解

在教学方式的选取上，要以正常教学活动的顺利进行为基础，并通过设计教学方式这一过程，实现对机械专业全面的认识，并根据其专业的特点来优化教学结构，为教材选取合适的内容，从而帮助学生打开新的学习思路。其次，要提高教学的质量，避免课堂出现沉闷的学习氛围，必须围绕学生来对教学思路进行分析研究和设计。在教学的基本思路上，机械专业同其他工科类专业一样，都是实现实践和理论的结合，且专业基础教学是为了支撑专业实践的教学。因此，对于《机械工程材料与热处理》这门课程来说，在教学上要能够转变观念，努力实现把专业理论教学同实际动手能力的培养联系在一起，使理论变得较为生动。

5 实施课程教学改革

为了全面地把机械工程材料热处理的教学特点体现出来，我们也考虑了在教学中采用一些其他新的模式，如进行模块化教学。按照这一教学思路，我们先要结合专业情况，建立模块。其次，我们要抓住教学的重点，把课程内容结构化。在具体的教学中，我们以教学目的作为主要切入点，把课程的教学内容引入进来，并不断地加以理解和掌握。同时，还要抓住常见材料的规律来教学，如我们在学习一些材料的热处理时，一定要对合金相图有全面的把握，相信不少的学生已经发现合金相图就是用于解决机械工程材料，以及开展热处理教学的重要手段。只要是和工程材料和热处理有关的内容，最后都会归结到合金相图中，也就是说再复杂的问题也有解决的办法。