如何在金属材料与热处理课程教学中培养学生的创新能力

朱梦颖

摘 要：21世纪是科技时代，而科技创新是一个国家综合国力的最好体现，只有不断对科技进行创新，才可以有效的提高国家竞争力，而教育是对科技创新的基础，为国家培养后备人才，肩负着培养高科技、高素质人才的重任。在众多的技术课程中，热处理与金属材料课是其中的一部分，但是在其教学过程中，还存在着一定的教学缺陷，文中对热处理和金属材料的教学中，存在的问题以及相应的解决办法进行了简单论述。

关键词：金属材料；热处理；课程教学；创新能力

中图分类号： G712 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）13-106-2

0 引言

金属材料和热处理课程是机械类专业的基础课程，其讲述的内容包括金属材料成分、构成、热处理的相关工艺，其教学的目标要求学生在学习这门课程时，需要充分掌握材料性能的特点，在实践设计机械零件的活动中，懂得如何选择正确的合适的材料，并采取适合的热处理加工工艺以及加工方法。

1 金属材料和热处理课程的概述

1.1 特点以及结构

金属材料与热处理课程特点，包括概念定义的术语多、内容较为抽象、学生不易掌握知识点。其课程的内容主要包括材料的性能、钢的热处理、金属学的基本原理、常用的金属材料、合理选材机械零件、热处理工艺等。

1.2 金属学的原理

金属学的教学重点分为金属的结晶结构、结晶以及铁碳相图。在这些教学重点中，铁碳相图对于学生而言是重点和难点，其讲述的是有关研究铁碳合金和制定钢的热处理的工艺理论基础。这些内容具有一定的抽象性和难度，对于学生而言不易接受，所以需要教师发挥其作用，在教学中要有逻辑性、有条理的讲授相图的组成，包括相图的特性点、相区的含义、特性线、相图中的各基本相名称以及性能特点，要求学生熟练运用铁碳相图。

1.3 热处理的概念

热处理工艺部分分为整体热处理以及表面热处理，热处理教学中的重点内容是钢的热处理，钢的热处理教学内容中包括热处理概念、热处理工艺方法、C曲线等。热处理通过改变材料内部的组织和结构，一般不改变钢材的形状，达到改变材料性能的目的。在钢的热处理教学中C曲线是教学难点，其研究的是在不同温度下过冷奥氏体的等温转变过程，以及转变产物的类型，学生应该学会C曲线的应用，在实际操作中，制定合理的热处理工艺，确定钢的临界冷却速度，并估计淬透性、淬火介质、淬火方式等，达到热处理的学习目的。

2 培养学生的创新能力的办法

2.1 完善教学课程

金属材料和热处理课程是在物理、化学、材料科学等科目的基础上形成的科目，其重点研究的是固态相变规律等，在学生的专业课中起到了承前启后的重要作用，金属材料和热处理课程中分为先行课、平行课、后继课。其中先行课的教学目的是使学生充分认识金属的本质以及合金的本质等，在平行课的基础上，进一步研究金属的成分和组织以及性能的关系。教师需要处理好先行课与平行课以及后继课的关系，将这三种课程进行合理的分工、充分的衔接、相互配合，同时处理好理论知识与实践的关系、学生掌握的知识以及学生的能力、技术与工艺、教学体系与教学方法等的关系，对知识进行整合，培养学生的实践能力以及培养学生的创新能力。

在整合教学体系时需要注意以下几点：首先是处理三种课程时，要避免发生教学内容重复的情况，不能遗忘重要的知识点，以优化课程内部和优化整体目标为原则，培养学生的时间能力以及创新能力。其次，根据课程的特点，学生的掌握能力差，课程内容繁琐，教师需要在有限的时间内完成教学目标，同时要使学生充分的掌握知识。最后，将Fe-Fe3C相图、共析钢等温转变曲线图作为教学重点，重视退火和正火、淬火以及回火这四把火的教学，在具体教学中，要突出热处理工艺的影响，提高学生的创新力。

2.2 培养学生的创新观念

热处理技术是基础的机械技术，对于发挥金属性能有着重要的作用，可以提高产品的质量，节约原材料降低生产成本，减少资源能耗，提高企业的经济效益，我国热处理技术发展的历史悠久，早在战国时期我国就出了钢的淬火技术，热处理技术随科技的进步有着翻天覆地的变化，并形成了热处理体系，并且产生了许多的热处理工艺，包括等温淬火、临界区退火、真空热处理等，热处理技术在不断地完善发展着，所以学校要想培养适合发展需要的人才，就需要加大对学生的创新力的培养，其首要工作就是帮助学生树立创新意识，教师在授课中便可以通过向学生展示有关热处理技术的图片或者成果等，让学生对学习热处理技术感兴趣，主动进行探索研究，才能不断提高学生的技术水平。

2.3 采取先进的教学方法

在对热处理技术进行教学时，由于该学科概念较多、术语难理解、符号多、理论知识抽象等，在教学中严重阻碍了学生的学习，若不能探索出一套适合学生的教学方式，很难达到教学的目标，而改变教学方式对教师而言具有很大的挑战。在教学工作中，教师需要改变以往的授课方式，注重启发式教学、谈论式教学、目标教学法等，注重学生的参与程度，激发学生的学习积极性。

例如，教师在利用目标教学法进行教学工作时，要将教学目标进行细化，设计基础性的、综合性、研究性的教学目标，循序渐进的完成教学目标，提高教学的整体效果，就基础性教学目标而言，在基础性的教学中可以将碳钢基本热处理的工艺、铝合金的固溶时效、低碳钢中的渗碳、Gleeble热-力模拟等囊括进来，可以将学生分为小组的形式，进行讨论研究，不仅可以提高学习效率，激发学生主动进行研究，从而提高学生的创新能力。

2.4 利用现代教学工具

科技的不断创新，是在利用先进的技术手段的基础上完成的，是一种螺旋上升的趋势，近年来伴随着科技发展而出现了各种社交软件以及云存储软件、多媒体教学设备等，教师在进行教学时可以充分的利用现代的科技手段，教师可以利用社交通讯软件，组建本班学生成立一个学习小组，实现教师与学生之间零障碍的沟通进行知识共享。在进行授课时，教师可以将枯燥的理论知识，利用现代的学习网络，下载有关热处理课程中有关的视频和动画，通过声音与画面的配合将知识变得动感，吸引学生的注意力，培养学生的主动创新能力，在实践教学活动中，充分利用教学设备，提高学生的操作能力，使学生找到实践操作的兴趣，只有将学生放在教学的主体地位上，由学生主动进行学习和钻研，才是培养学生创新能力的最佳方法。

3 结语

文中对金属材料和热处理课程的概念分别进行了论述，并且对如何在金属材料、热处理课程中提高学生的创新能力的具体办法做了详细的论述，热处理课程对于学生学习而言，存在着很大的挑战，对于教师的教学工作而言也具有一定的难度，需要教师与学生一同努力，不断地提高学生的创新能力。

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