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教学改革《金属材料和热处理》课程教学革新和实践

收藏本文 2024-01-26 点赞:7660 浏览:24119 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:中职生更适合“行动课程”,而机械类专业必修基础技术《金属材料与热处理》的理论性和应用性都很强,将课程围绕材料选择和安排热处理工艺两个方面展开教学活动,分三阶段进行教学有利于学生更好掌握课程知识。
关键词:行动课程;教学改革;三阶段教学
1672-5727(2013)04-0097-02
《金属材料与热处理》是中等职业学校机械类专业的一门必修课,课程主要讲授金属材料的性能、合金材料的特性与用途及钢的热处理等知识。通过该课程的学习使学生掌握金属材料的基本理论知识,能正确地选择并合理地使用金属材料,能合理安排金属材料的热处理工艺,充分发挥金属材料的性能,使学生在学校所学知识与生产实践相结合,学生在工作后能尽快适应工作需要。
《金属材料与热处理》
课程的教学现状与存在问题
第一,《金属材料与热处理》课程专业性较强、概念抽象、偏重于实验,而一般的中等职业学校又不具备应有的实验条件。目前,在本课程的教学中,绝大多数教师还是以课堂讲授为主,借助于黑板或多媒体课件,给学生分析金属的力学性能及组织结构,介绍钢的热处理以及常用金属材料——碳钢、合金钢、铸铁、有色金属及合金的一些基本知识。故而学生对该课程的知识难于理解,学习难度大,学习感到枯燥乏味;教师教起来也很辛苦,教学难度较大。尽管有些教学经验丰富的教师会在教学中结合实际,多讲些生产、生活中的实例,引发学生的学习兴趣,但因没有实践教学,大多数学生没有较深的认识,更不知如何去应用,教学效果不佳。
第二,目前,中职学校普遍存在着学生厌学、教师厌教的问题。导致这种局面的原因很多,其一,按义务教育的评价标准,中职生源均被认为是“能力和素质低下”的学生,并且这些年来随着高校扩招,中职生的总体素质每况愈下。其二,教师的学生观未能转变,教师应当用一种全新的、先进的学生观来看待学生,那就是基于多元智能理论的学生观。这种学生观认为,中职学生与普高学生的差异,不是智力水平的差异,而是智力类型的差异。也就是说,普高学生的智力类型适于“学科课程”的学习,即适于概念、原理、公式、定理等理论性知识的学习;而中职学生的智力类型可能更适于“行动课程”的学习,即适于动手操作、现场实践、手脑并用等技能性知识的学习。其三,课程模式陈旧、脱离学生实际、课程结构与学生的认知结构错位,教学方法与普教雷同,与学生的智力类型严重脱节,导致教学效果低下,学生缺乏学习兴趣和积极性,教师缺乏工作的成就感。
如何在教学过程中激发学生的学习兴趣,充分调动起学生对本课程的学习积极性,是教师的首要任务。在教学过程中,把那些抽象且难于理解的内容,通过形象、恰当的实例加以体现,使学生对金属材料与热处理等领域知识有一个感性认知,笔者对《金属材料与热处理》课程进行了如下教学探索。
教学改革与实践的探索
根据以上分析,不难看出:对于中职学生来说,不应采用与普通高中学生相同的教学方法;而应该根据他们的智力类型,多让他们进行现场实践,在做中学,在学中做。这样,学生才有兴趣、有积极性,才能获得好的教学效果。
本着这种想法,并受德国“双元制”培训的启发,笔者决定对自己担任的《金属材料与热处理》课程进行教学改革。整个教学围绕着材料选择和安排热处理工艺两个教学活动展开。教学分为三阶段,第一阶段:基础知识介绍;第二阶段:材料选择;第三阶段:安排热处理工艺并进行实践和对比。需要特别说明的是,本课程的教学需与钳工实训课在同一个学期开展。

(一)学习基础知识

要让学生具备一定的材料选择能力,首先要让学生了解一些必备的基础知识,如金属材料的力学性能(强度、硬度、韧性、塑性等)以及钢的化学成分、组织、性能之间的关系等。
金属材料的力学性能 在本阶段的教学中,

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要借助于拉伸试验,让学生清楚何谓金属材料的强度、硬度、韧性、塑性等,它们分别用哪些指标来衡量。如何衡量。教师通过引导学生分析齿轮(已在机械制图、机械基础里学过)的性能要求,让学生知道学习这部分内容的用途;然后,给出一些学生了解的零件,让他们分析这些零件的力学性能要求。
钢的化学成分、组织、性能之间的关系 在本阶段的教学中,要借助于铁碳合金的平衡组织观察实验,让学生清楚三种钢的室温平衡组织分别是什么;随着钢中含碳量的增加,钢的组织和力学性能怎样变化。在钳工实训课里,分别给学生20、45、T8、T12钢等四种钢料,让学生依次锉削或锯割,通过他们亲身感受来加深对结论的理解和记忆。

(二)根据使用要求选择材料并加工成工具

根据要求选择材料 教师先以锉刀(学生进行钳工实训,对锉刀很熟悉)为例,分析如何根据工件的服役条件来选择材料,然后教师将学生按学习能力强弱,均匀分成4组,每一组确定一名组长,接下来教师布置工作任务,让学生对给出的零件或工具进行材料选择。第一组:螺丝刀;第二组:弹簧;第三组:手锤;第四组:刮刀。同时宣布考核标准。让学生通过本过程,掌握材料选择的步骤:了解工件的服役条件→确定它的性能要求→选择满足条件的材料等。学生完成任务后,以小组为单位进行汇报,其他小组成员进行评定,教师进行总结。
加工成工具 教师按照学生选择的材料进行备料,各小组成员领料,并按要求尺寸加工出成品(此过程主要在钳工车间进行,应与钳工教学结合起来)。如果学生在加工过程中出现问题和困难,教师要及时给予帮助。

(三)安排热处理工艺

介绍常用热处理方法 让学生了解退火、正火、淬火和回火的目的、操作方法、处理后的组织(非重点,提一下),掌握其应用。
确定热处理方法 教师先以锉刀为例,介绍一下它的热处理:为改善组织,消除应力,改善切削加工性而进行的预先热处理——球化退火;为获得高硬度、高耐磨性而进行的最终热处理——淬火+低温回火。接下来,让学生确定自己加工出来的工件的热处理方法,并以小组为单位进行汇报,其他小组成员进行评定,教师进行总结。
进行工具热处理实践 教师根据学生确定的热处理方法确定它们的热处理工艺,然后让学生按照热处理工艺对本组剩余的四个工件进行相应热处理。由于是高温作业,在学生动手之前,教师一定要跟学生强调操作安全,并做好演示工作。
使用工具 把学生制作的工具一部分进行热处理一部分不进行热处理,使用并对比这两部分工件,记录工件失效前的使用时间。让学生对工件热处理前后的使用寿命进行对比,从而得出结论,并以小组为单位进行原因分析。
当然,在学生不能亲自动手去做每个实验的情况下,也应尽可能地利用现代化的教学设备,如计算机多媒体和网络教学手段,把一些金属工艺过程直观形象地展现给学生。这也将给课堂增加很多的趣味与生动,可以很大程度地调动学生学习兴趣与热情,使学生充分利用视觉和听觉去获取知识,提高学习效果。总之,将教材中难以理解的知识点,恰当地选用一些现实生活中的例子与大家所熟悉的俗语,就能更好地加深学生对知识的理解与掌握,而且会记忆深刻,在教学中起到事半功倍的效果。
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作者简介:
沈敏(1973—),女,浙江湖州人,浙江省德清县职业中等专业学校教师,中教一级教师,主要从事机械教学。

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