金属材料与热处理课程教学初探

韦大杰

[摘 要] 分析了金属材料与热处理教学过程的特点和困难，并依此提出了几个具有可行性的教学方法。

[关 键 词] 金属材料；热处理；教学

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）06-0120-01

金属材料与热处理是一门关于金属材料的显微组织、热处理工艺、力学性能和其工程应用四者关系的学科。金属材料的内容研究层次微观、理论性强，热处理部分工艺多、牌号繁、应用广。而技工类学校学生年龄偏低，抽象思维能力较弱，学生在知识的了解、掌握甚至运用上有很大困难。那么在教学中，如何运用合适的教学方法来增加学生的学习兴趣，达到良好的教学效果呢？

一、本课程教学的特点

（一）学生的特点

从以往招生来看，技工类院校的生源质量较差。学生入学原因一般有三种：（1）考不上普通高中的；（2）不能立刻进入社会的；（3）想学好一门技术。而第三种学生却占极少数。学生的特点是：学习时注意力不能集中，个人素养欠缺，热衷操作而不思考原理。

（二）课程的特点

金属材料与热处理这门课分为两大部分，分别是金属材料的内容和热处理的内容。金属材料理论性较强，涉及晶体学、材料力学性能等基础性内容。晶体学研究层次偏微观，如纯金属的点阵结构和缺陷。热处理的知识包括理论部分和实用部分。理论部分为钢在加热和冷却过程中的组织转变以及铁碳相图；实用部分为钢的热处理及铸铁和有色金属简介。前者理论强，实验复原难度大；后者有钢的牌号、热处理工艺等，内容极其繁杂。

二、对策及方法

（一）分清内容主次

技工院校的主要目标就是培养生产一线的技术工人。因此，基础理论的知识可以作为次要内容。比如金属的晶格类型、晶体的缺陷和纯金属的结晶理论。热处理部分关于钢在加热及冷却时组织转变原理难度很大，学生理解吃力，更加注重对铁碳相图的记忆和运用，着重讲解熱处理的“四把火”及常用的化学热处理和表面热处理。有色金属的成型加工方式一般是热加工或铸造，如高铁接触导线使用的铜合金，采用连续挤压的工艺。所以，对数控技术专业的学生来说，有色金属的运用相对较少，了解即可。笔者曾从当地民营齿轮企业的技术负责人处了解到，其企业热处理工序岗位均是由数控机床操作员工兼职。因此，对技工学校数控专业学生而言，掌握常见钢材牌号、常用热处理方法和应用是重要的。

（二）运用多媒体和视频教学

笔者多次对比发现，多媒体和视频教学最可以调动学生的积极性和兴趣。比如对比针状马氏体和板条马氏体塑形差异的时候，用图片的方式更为直观。针状马氏体在马氏体尖部产生应力集中，导致针状马氏体更容易开裂。而在热处理工艺讲解里，播放企业生产视频效果亦是很好。如讲解调质工艺的时候，播放汽车的气门热处理视频并讲解。观看过程中，学生有诸多疑问，如钢件在多高的温度下会发红发亮？钢件放在哪种液体里面以及为什么要这样？笔者将这类问题归纳汇总转化为热处理的专业术语并进行解释。学生对照视频，理解更加容易。

（三）采用案例教学

在课堂讲解中运用生活现象会有意想不到的效果。比如，讲解“淬火”的时候，先放一段打铁的视频：首先，将铁烧红烧软；然后反复捶打成型；最后将成品放入水中“嗤”一下。之后，设问“烧红的热处理工艺是什么？”“为什么‘嗤一下”“可以将成品放在水以外的其他液体中么？如油或动物的尿液等？”通过这些设问导入，带学生一起走入“淬火”的教学中。在应力—应变曲线教学中，通过让学生反复弯曲细金属丝来解释加工硬化现象。收集不同牌号和类型的金属丝，学生分组参与，反复弯折。在学生参与的基础上讲解加工硬化现象，同时说明加工硬化在金属材料中的普遍性。在讲解应力集中概念的时候，让学生观察生活里的零食袋，在开封处存在缺口，由此引入缺口敏感性的概念。

（四）实验教学

实验教学是学生参与、观察和总结规律的一种非常有效的手段。如在讲解钢的火花鉴别的时候，学生亲自动手操作观察，对火束、流线、节花等概念也一目了然。在硬度和切削加工性的时候，将学生在数控加工时常见金属——刀具和零件带入课堂。用刻痕法比较硬度；根据加工常识讲解切削加工性。这样，学生就有直观认识了。

三、总结

金属材料与热处理内容磅礴，课堂中更要注重语言的艺术性，尽可能杜绝枯燥、抽象和乏味。对待学生要更加耐心，细致解释。只有突破传统讲授方法，大胆创新，充分灵活运用各种教学方法和教学资源，进行科学多样的教学设计，才能加深学生的兴趣和学习热情，提升课堂效果。

参考文献：

[1]陈志毅.金属材料与热处理[M].中国劳动社会保障出版社，2011.

[2]阳益贵.从《金属材料及热处理》课谈趣味性教学[J].现代技能开发，2002（11）.