金属材料课程 强化金属材料处理课程优化

强化金属材料处理课程优化

一、明确课程性质、意义与任务，激发学习兴趣 虽然金属材料与热处理的性质、意义与任务不是课程学 习的正式内容，但是有经验的教师都非常重视这些内容的讲 授，并称这些讲授为“讲书皮”。“讲书皮”对于学生明确课程学习目标和激发学习兴趣有重要意义。

（一）金属材料与热处理的课程性质金属材料与热处理 是冶金类专业的职业技术基础课。学习该课程，一方面是为 后续的职业技术综合课和职业技能专项训练打基础；
另一方 面，也是直接为今后从事生产工作准备理论知识[2]。近年 来，武钢在轧钢、炼钢等工种的职业技能鉴定理论考试中， 金属材料与热处理的内容都占25%以上。随着今后职业技能 鉴定制度的完善和新生产、新工艺对技术工人要求的提高， 冶金行业将会对相关工种从业人员的金属材料与热处理知 识提出更高的要求。

（二）金属材料在社会生活中的作用金属材料是现代社 会使用量最多、使用范围最广的材料。从家庭生活到建筑、 交通、医疗、航天航空等各行各业，金属材料无处不在地发 挥着重要作用，是国民经济发展的重要支柱。为了正确合理 地生产、加工和使用金属材料，促进国民经济的发展和社会 生活的改善，必须研究金属材料。

（三）金属材料与热处理的研究任务金属材料之所以应 用广泛，是由于它具有许多良好的物理性能、工艺性能，尤 其是良好的机械性能，即抵抗或承受外力的能力。金属材料 的机械性能是由它的内部组织决定的，而金属材料的内部组 织又取决于它的成分及加工工艺。金属材料与热处理课程的 任务是：研究如何选择合理的成分和加工工艺来获得金属材 料良好的内部组织，从而获得所需要的性能，即研究金属材料的性能、内部组织与成分和加工工艺三者之间的关系。整 个课程的教学就是围绕这三者之间的关系展开的。抓住这一 核心，就能将整个课程的内容有机地联系起来，学生对每一 章节内容的学习目标就更明确。二、了解课程学习特点，降 低学习焦虑学生对某一课程的学习感到有困难，很大原因是 不适应该课程的教学方法，并由此产生焦虑。因此，老师应 主动帮助学生适应该课程的教学方法[3]。金属材料与热处 理在教学方法上有自己的特点，这是由课程本身的内容和性 质决定的。主要表现为如下两个方面。第一，金属材料与热 处理作为从公共课到职业技术综合课的桥梁，是学生第一次 接触到的在教学方法上与公共课不一致的课程。金属材料与 热处理的很多理论是从众多的实验现象中分析、概括、总结 出来的。对学生提出的诸如“为什么是这样，而不是那样” 之类的问题，一方面限于教材的深度，无从解释；
另一方面， 又由于这些理论乃是实践证明如此，无需解释。例如，讲纯 铁在1394℃以上是属于体心立方晶格时，很多学生会问“为 什么”，像这一类问题，在现有课时和教材的情况下很难讲 清；
若不回答，这个问题就会成为学生继续学习的障碍。因 而在学习金属材料与热处理之前，有必要提醒学生，对一些 一时还不懂、不理解的理论，要先把它作为一个客观事实来 接受，以继续后续课程的学习，这是金属材料与热处理教学 方法中的第一个特点。第二，金属材料与热处理的内容庞杂， 教材各部分之间，甚至各章节之间相对独立，不像公共课那样衔接得很紧，有很强的层次感。但是，不管金属材料与热 处理的内容如何庞杂，它始终都是围绕着“性能、内部组织 与成份、加工工艺”三者之间的关系来展开。在金属材料与 热处理的教学中要始终把握这一主题。在教学目标的设置上， 要明确每一章节的内容在研究金属材料的“性能、内部组织 与成份、加工工艺”三者之间的关系时作用和地位，从而进 一步明确学习目标，增加学习动力[4]，这是金属材料与热 处理教学方法的第二个特点。要培养学生对金属材料与热处 理的学习兴趣，就必须让学生了解这些特点。

三、实施项目导向、任务驱动，避开学生理论 基础薄弱的不足金属材料与热处理内容虽然枯燥，但实 践性强。如果在课堂教学中充分应用项目导向、任务驱动教 学法，设置一定情境，使学生面临某种实际任务，则可不断 激发学生的学习需求和兴趣[5]。在“用热分析法绘制Cu-Ni 合金状态图”这节课中，作了如下的教学设计。将学生分为 4组。第1组模拟将Cu-Ni合金按不同的重量比配成一系列合 金，并将其熔化，具体任务是分别报出各炉合金的成份。第 2组模拟浇铸合金，具体任务是绘制各合金的冷却曲线，并 标出转折点的温度。第3组负责实验数据记录，即将各合金 的成份及相应转折点温度列表。第4组负责实验结果处理， 即将各合金的结晶开始温度和终了温度画在Cu-Ni合金的温 度-成分坐标内，连接各相同意义的点，得出Cu-Ni合金的状 态图，并简略分析状态图的意义和应注意的事项。一堂本来枯燥的课，经过这样的处理后，变得更为生动。由于学生亲 自参与，使得对相图的理解更深刻，也激发了进一步研讨相 图的欲望。

四、加强直观教学，提高学习效率 高职年龄段的学生，逻辑思维充分发展，抽象思维渐趋 成熟[6]，但在理解和掌握概念时，仍需具体形象的支持。

因此，在金属材料与热处理教学中，应特别注重应用直观教 学，把呆板抽象的内容变得生动形象，使学生在学习过程中 得到一种愉快的体验，增加学习的内部动力。

（一）语言直观语言直观的实质，就是调动学生利用已 有的知识和经验去为教学服务[7]。在讲固态下重结晶的形 核位置这个问题时，先让学生讨论他们比较熟悉的例子，如 为什么红色根据地往往都是建立在鄂豫皖、陕甘宁这些边界 地区。讨论的结果：一是这些地区敌对势力薄弱，新生政权 容易产生；
二是这些地区的百姓穷苦，有建立新政权的动力。

循着这一思路来分析：为什么固态相变时要在晶界上形核， 一是因为这些区域的原子排列混乱，旧晶粒的规则排列在晶 界处显得比较薄弱，从而使得晶界处的原子较容易按新的秩 序重新排列，形成新晶粒的晶核；
二是因为这些地方的原子 能量较高，有较强的趋向稳定排列的趋势，因而容易形成新 晶核。经过这一比较，激发学生的联想思维，生动形象，记 忆深刻。

（二）实物直观实物直观真实形象，既能引起学生的好奇心，产生探究问题的欲望，也能满足学生的好奇心，进一 步激发学习愿望。例如，在讲加工硬化现象时，提供一根铁 丝让学生拧，铁丝会越拧越硬，这样，学生自然会提出“为 什么”，由此引导学生进入求知状态，教学效果很好。

（三）图表、模型直观重视图表、模型直观教学，是金 属材料与热处理教学的重要特点。图表、模型直观比实物直 观表现得更简洁、更本质。例如，在讲位错和金属的晶格类 型这两个概念时，语言直观无法表达，实物直观没有，此时 用模型直观便一目了然，极易引起学生的注意，增加感性认 识。图表的应用在金属材料与热处理教学中则更加重要，拉 伸曲线，冷却曲线，铁碳相图和C曲线，几乎包括了金属材 料与热处理所有的重要内容，教学中应予充分重视。

五、开展课外活动，将专业教学融入课余生活 课外活动是实现教学目的的重要途径之―。由于课外活 动在形式上比课堂教学更机动灵活，因而在内容安排上比课 堂教学更加丰富多彩，更能调动学生的学习积极性和主动性 [8]。结合金属材料与热处理的学习开展课外活动，不仅能 激发学生的学习兴趣，还能加深学生对金属材料与热处理的 理解，扩大眼界，培养他们的自学能力与习惯。例如，组织 金属材料与热处理知识竞赛，具体做法是：(1)由班委负责 竞赛的组织策划，并拨出部分班费购买竞赛奖品；
（2）按 自然组编队参赛；
（3）编写一些题型小巧、答案简洁、与 实际密切的竞赛题；
（4）采用学生比较乐于接受的现场必答、抽签回答和抢答等竞赛形式；
（5）由任课教师和学生 代表组成评委；
（6）对优胜者除发给一定的奖品外，另将 竞赛结果纳入平时成绩。此外，还可以组织金相试样制作比 赛，开放实验室等课外活动。在这些活动中，学生不仅巩固 了所学知识，而且通过克服和战胜困难，获得更大的满足， 进一步强化了已有的学习兴趣，取得良好的效果。

六、结语 在运用S-O-R理论指导教学后，就教学效果在2006级和 2007级学生中开展问卷调查，结果表明：在学生“最感兴趣 的课”的问题中，73%的学生首选新开课金属材料与热处理， 无一例厌恶、畏惧；
在学生评教活动中，金属材料与热处理 任课教师的评教分在该班7位任课教师中名列第二，较以前 在其他班的教学评分有明显增高；
学生历次考试的期望值呈 稳步上升趋势，方差值逐次下降，足见学生的学习兴趣在学 习过程中不断地得到巩固，由于兴趣和基础差异引起的高、 低分相差悬殊的现象得到抑制。