金属工艺学的教学多样化探究

襄阳汽车职业技术学院 王俊雄

1 利用实物、模型、实验教学

各种不同的金属，其性能相差很大，比如铁丝和钢丝，它们一个柔软而另一个坚硬。其根本原因在于物质的化学成分、内部结构的差异所决定。微小的含碳量的区别导致了铁丝和钢丝在力学性能上的不同。

所有金属在固态下都是晶体，而有些非金属物质在固态下是非晶体。怎样才能使学生们在课堂上理解晶体和非晶体的区别，课堂上老师向同学们展示出晶体与非晶体百宝箱：石英、云母、明矾、食盐、糖、味精；玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等，请同学们一一加以区分，并要求同学们说出理由。让学生在学到实实在在知识的同时，提高和丰富他们的观察能力及语言表达能力，可谓一举多得。

教材中，铁碳合金组织这一章叙述较为抽象，“组元”及“相”的概念更让学生难以理解。笔者在这一章的教学中带上糖、开水，现场做成几种不同浓度的糖开水溶液，通过简单的实验告诉学生们溶液的溶质含量会随条件而发生变化，最终会饱和形成饱和溶液，是单相物质。-Fe和-Fe两种晶格对碳原子的溶解能力不同且随温度的变化而变化，-Fe和-Fe两种晶格中分别溶入了碳原子就成了铁素体F和奥氏体A，它们的溶碳能力不同，性能就有差异。而-Fe的溶碳能力大于-Fe，则奥氏体的强度高于铁素体，通过上述介绍为今后讲解铁碳合金各种组织的性能及铁碳合金平衡相图打下了良好的基础。

教师上课时应该针对学生的状况灵活地使课堂内容贴近学生的生活和经验，吸引学生的注意力，进一步激发学生学习更深层次的求知欲和学习动机，实验教学就是贴近学生生活和经验的一种教学方法。

2 动手制作模型，分组讨论研究

金属的晶格类型是指金属中原子排列的规律。如果把金属原子看做一个直径一定的小球，这样就形成了一个能反映原子排列规律的空间格架，即晶格。晶格是由许多形状、大小相同的晶胞重复堆积而成。笔者在教学中买来几十个乒乓球，分到各个组，学生们自己动手粘贴金属的3种典型晶格类型的晶胞。学生们做出来的晶胞模型生动、活泼、形象，学生们对这一部分知识理解透、记得牢、不会忘。学生清晰的思路，并明白了物质内部的结构对金属材料性能的影响，具有非常重要的意义。

硬度是金属材料的力学性能之一，是指金属材料抵抗局部变形特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。硬度越高，材料的耐磨性越好。有些好奇心强的同学甚至会根据老师前面讲过的布氏硬度与强度换算表查出它们的强度。

类似寓教于乐的教学形式还有很多，这样在达到教学要求的同时，培养学生的团队意识和互助意识。

3 利用社会资源延伸教学内容

热处理是改善金属材料使用性能和工艺性能的一种非常重要的工艺方法。淬火是热处理工艺过程中最重要，也是最复杂的一种工艺。淬火常常是决定产品最终质量的关键。除了零件结构设计合理、淬火的加热温度适宜外，淬火的冷却方式就需严密考虑和设计。凭借笔者在某公司担任热处理顾问的实践经验，课堂上向学生介绍并讲解生产中几种典型零件的热处理淬火工艺：有单液淬火、双液淬火，有分级淬火，还有下贝氏体的等温淬火。通过具体的分析和比较强调淬火三要素：淬火加热温度、工件保温时间及淬火冷却方式。淬火加热温度主要取决于零件的材料和形状，保温时间主要由工件的尺寸来决定，而冷却方式就决定了淬火的种类及最终得到的组织和性能。在前两种因素确定的前提下冷却方式复杂且难于操作。淬火种类再多，冷却介质和冷却方式虽然不同，但其基本原理是不变的。即为保证淬火质量，在得到马氏体或下贝氏体的前提下，在C曲线的“鼻尖”处冷却速度大于临界冷却速度，尽量减小内应力，减小变形和开裂的倾向，最终保证淬火质量。

课堂上注重学生观察能力和分析能力的培养。在教学中充分考虑到学生在今后的学习或工作中要具备较高的职业素质和职业技能。面向社会，面向企业，学生学会查阅和应用技术资料，吸收别人的经验和成果，是他们必须掌握的一项基本功。把学生培养成具有钻研务实、创新精神的专业技能型人才。学生学到的不仅仅是单一的理论概念，更重要的是掌握一种学习方法，一种自我提升的能力。

教学效果的好坏，关键在于教师的教学过程及方法能否引起学生的共鸣，能否在教学过程中形成互动，使学生有饱满的热情投入到学习情景中去，变生硬死板的知识概念记忆成为通俗易懂的生活例子。利用日常具体事例，结合学生的学习情况，运用多种教学手段和方法，极大地提高学生的学习兴趣，把抽象的概念演绎成简单的容易掌握且贴近社会的知识，最终成为技能。这样的教学效果需要教师在教学探索中不断改进、完善。