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中职机械工程材料与热加工教学的探索与实践
作者：陈凯蓉
关键词：新课导入；记忆规律；自我效能感
机械工程材料及热加工是中等职业学校《机械基础》课中的重要部分，主要介绍金属材料与热处理基础。无论从事机械制造还是维修工作，都会遇到材料的选用及热加工方面的问题。在生产中，如果选材不当或者零件的热加工工艺选得不合理，将使零件不能满足使用要求，而使设备过早地损坏，造成很大的经济损失。为此，我们必须掌握机械工程材料的性能用途及选用原则，尤其是常用金属材料的成分、加工方法、组织、性能、用途之间相互联系的基本知识并运用这些知识去解决实际生产中遇到的具体问题。但是，这部分内容的特点是内容抽象，概念多，牌号多，且知识点比较散，比较杂，而要求学生强行记忆一些概念、材料牌号和复杂的工艺，会使学生失去对这门课的兴趣。教学中如何摆脱传统的“知识传授”型的教学方法，向培养能力、提高素质的方向发展，我就所教的机械工程材料与热加工部分，在教学方法改进上做了一些尝试。
（一）重视新课导入，激发学生的学习兴趣
兴趣是学习活动的动力之源，对认知活动起着指导、调节和强化的作用，是学习过程顺利而有效进行的必要条件。所有智力方面的工作，都要依靠兴趣。所以，只有激发起学生浓厚的学习兴趣，使学生积极参与到学习活动中来，才能收到好的教学效果。而新课导入是引起学生注意，激发学习兴趣，形成学习动机，明确学习目标和建立知识间联系的教学活动方式。它虽仅占几分钟或几句话，但它是教学过程的重要环节和阶段，正如戏曲的引子、影剧的序幕一样，起着新旧课程之间的承上启下的作用，运用得当，可以引起学生的注意和兴趣，充分调动学生的学习积极性和主动性。比如在学习钢铁的热处理之前，可先这样讲：目前国产汽车从性价比而言比不上发达国家，其中钢铁材料的性能、组织、成分是较关键因素。同样的材料，经过不同的热处理会得到不同的性能，在这方面我国比起国外还有差距，如塔吊上用的联接螺栓，国外就用45号钢经处理后就可以达到性能要求，我国却因为热处理不过关，只好用40Cr，导致成本升高了几倍。这些可进一步激励学生学好热处理内容，为日后改变目前我国冶金行业的落后状况打好知识基础。
在热处理教学中有相当一部分内容缺乏趣味性，学起来枯燥，教起来干瘪。对这些内容就要求教师有意识地创设悬念，激发学生的学习兴趣。例如，在讲解“钢的表面热处理”时，可联系学生钳工实习中使用锉刀的实际情况。在操作训练时，有些学生操作时不小心将锉刀掉在地上，锉刀就断了，学生抱怨锉刀太脆了。能否提高锉刀的韧性，又要保持锉刀实现切削功能所需的硬度?我们从“夹心面包”中可得到启发。那么如何处理使同一种材料具有“夹心面包”的特点：即材料内部具有足够的塑性和韧性，而表层具有很高的硬度和耐磨性。钢的表面热处理就可以很好地解决这个问题。这样引入新课，使枯燥的知识变得趣味横生了。
此外还可以用生活中的事例来导入新课，通过介绍新颖的事例，为学生创设新奇不解的学习情境。如金属疲劳强度的教学可用新闻报道引入：2002年5月25日，某班机在澎湖海域失事，机上114人全部遇难，该班机已服役22.8年，据报道打捞上的空难残骸证实机身有金属疲劳现象，这是飞机空中解体的原因之一。刺激、生活化的内容，立即将学生们的注意力集中到本节内容的学习中。
（二）运用记忆规律，帮助学生巧记忆
记忆，是人脑对感知、思考、体验过的元素和集合保持再认、回忆、复现的心理活动。离开记忆，学习则难以进行。一般的记忆有三个过程，即识记过程，保持过程，再认、重现、回忆和识别过程。教师要把握这三个基本过程，加强学生的知识保持。比如在讲解晶体结构时，学生感到很抽象，看不到也摸不到，可运用直观实物加强识记。通过晶体结构的模型讲解增加学生的感性认识，为后续学习打下良好的基础。此外，平时注意向学生介绍一些便于掌握知识的记忆诀窍。如记忆在铁碳合金状态图上碳钢与铸铁的位置关系可用“钢铁”两字的顺序关系来记，并引出含碳量小于2.11%的铁碳合金为钢，而含碳量大于2.11%的铁碳合金为铸铁。同时经常地进行复习，巩固记忆，也是同遗忘作斗争的有效方法。德国心理学家艾宾浩斯在1885年研究并绘制了记忆遗忘曲线，由曲线可见熟记后记忆量立即急速下降，随着时距的增长而下降日趋缓慢。所以，合理组织复习是使知识痕迹不断得到强化和巩固的手段。复习分为章节复习和总复习，学生往往不重视章节复习和课前复习，而注重总复习，这是不科学的，不符合记忆遗忘规律，导致事倍功半。因为遗忘的规律是先快后慢，所以复习必须及时，即让学生再认、重现、回忆和识别要及时。课前提问、课前小测验、章节小测验等都是行之有效的好方法。这样，发现问题可不断讲评，及时提高学生对知识的识记能力。
（三）根据内容进行导读式教学
传统教学方法是：教师讲，学生听。学生跟着教师的思路走，很少有自主思考的机会，在学习过程中，始终处于被动地位，其学习的主动性和积极性不能被充分地调动起来。这不但影响了学生对基本知识的掌握和运用，而且还阻碍了其思维能力、自学能力、分析能力的发展。针对这部分内容在讲授上易造成满堂灌、填鸭式教学的缺点，改进教学方法，采用导读式教学，逐步改变学生认为“学好这些就要死记硬背”的误区。上课时，可选择适当章节进行导读式教学。教师先在黑板上写出思考题，并告诉学生本讲的重点、难点，给学生20~30分钟的读书时间。学生一边看书，一边划概念，对不理解的地方打上问号。由于学生带着问题自学，学生学习积极性很高，提问踊跃，一改过去课堂沉闷的状况。根据学生的提问，教师弄清了学生在哪些地方遇到困难，将问题归类，在讲解时做到详略分明，重点、难点突出。对学生不懂的地方，教师重点讲解。学生刚开始不太习惯，觉得教师讲课时跳跃太大，不像传统讲授时那么完整和连贯，但过了一段时间后，逐渐熟悉并适应了这种教学方法，学习效率和自学能力也逐步提高。
（四）结合实际进行讨论式教学
机械工程材料与热加工部分和生产实际结合很紧，因此，只有将它与生产实际有机地结合起来，才能增强学生的学习兴趣，收到良好的教学效果。钢的性能、牌号、用途及热处理是金属材料部分要求学生掌握的内容。在讲合金钢时，学生已有了Fe—Fe3C相图知识及热处理知识，所以我不是按部就班地照书讲解，而是通过讨论来学习这部分内容。我注意了以下三个方面：
讨论题的选定要求难易适中，能应用已学知识，理论联系实践。例如，讲合金结构钢，首先给出一个问题：一汽车变速齿轮，该零件的工作条件是工作时承受循环、冲击载荷，受到强烈摩擦、震动。试确定：（1）性能要求；（2）内部组织；（3）化学成分（牌号）；（4）最终热处理。要求学生带着问题事先预习。
讨论中当好“导演”教师在讨论中扮演一个组织者和引导者，鼓励学生充分发言并沿设计思路启发学生寻找正确答案。由于学生事先预习了，发言踊跃，课堂气氛十分活跃。
总结教师将学生的观点归纳写在黑板上：（1）性能要求：表面硬度高，耐磨性好，心部有足够的强度和韧性；（2）内部组织：表层M回（高）+碳化物，心部M回（低）；（3）化学成分：牌号20Cr；（4）最终热处理：渗碳+淬火+低温回火。最后得到一个零件选材的方法。
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