發布時間：2022-06-19 23:07:35
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的金屬材料與熱處理樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
隨著我國現代化工業的迅速發展，工業機械生產自動化技術得到了較大的提高。工業機械行業生產需要大量金屬材料，有些需要將金屬材料通過高溫加工方式進行熱處理后方可使用。本文簡略講述了工業金屬材料結構和組織，簡述了熱處理工藝技術的基本慨念和熱處理過程中出現的腐蝕問題對社會環境的影響及應對方法。
關鍵詞：
金屬；材料；熱處理
1金屬材料的結構和組織
早在幾千年前的鐵器時代，我們的祖先就已經會使用一些礦石加工成金屬材料，然后用這些金屬材料制作成生產勞作工具或其他器具，并且先人們漸漸認識到熱處理的作用。在當時的歷史時期我國金屬材料加工生產工藝基本走在世界的前茅。建國后，隨著我國工業科技產業的發展，在工業生產中，很多地方要用到金屬材料，其中用量最大的材料是合金材料。某些金屬材料或者是合金材料，經過高溫熱處理的方式可以改變其內部組成結構的排序，但熱處理加工工藝一般不會改變金屬材料構建的外部形狀和構建的化學成分，僅僅只會改變金屬構建內部的顯微組織或表面一些化學成分，使所用性能能得以改善[1]。
2金屬熱處理的基本概念
熱處理其實就是將某種金屬的材料放在相應的容器內，對它進行加熱、保溫、冷卻，在通過改變材料的表面或者是內部的結構組織，來控制它的性能的一種工藝。這種熱處理新工藝，它是為了把一些零部件的的耐磨損和抗疲勞防破裂心能增強，提高了零件使用的強度，可以更久的使用。還可以提升一定經濟利益，更多的節約能源，增強環保避免對環境造成過多過大的污染。從石器時代開始一直進展到銅器和鐵器時代的過程中，熱處理慢慢的被人們一點一點的認識、熟悉，以及使用，而且中國人在生產中很早就已經發現，對銅、鐵或者是某種金屬物質進行一定溫度的加工、加熱、加壓，會使材料的形狀發生變化，從而在銅器、鐵器時代，才會制造出來大量青銅、鐵質的武器或器皿。熱處理流程就是工人將金屬工件加熱到一定的、適當的溫度，并根據材料不同大小相應采取不同的保溫時間，然后再進行冷卻。淬火是將材料加熱、保溫后，把材料在水里進行快速冷卻。從水里拿出來后金屬材料的材質的硬度將會提高，但同時脆度也會加強。所以為降低物體脆性，把淬火后的金屬工件進行一定時間溫度的保溫，之后再進行冷卻[2]。
3金屬材料保管和銹蝕問題
金屬在加熱過程中或加熱后冷卻處理的時候，如果對某種金屬材料進行拉伸會改變材料本身的內部組織結構和一些機械性能，材料本身會因為環境的影響而改變，如鋼筋拉伸后存放一段時間表面會出現鐵銹，這種鐵銹鋼筋如不及時清除表面的鐵銹，久而久之會腐蝕它的內部結構，最終導致金屬材料的脆性發生從而產生斷裂。金屬材料的存放方法也很重要，一些材料長時間的放置，或者是放在陰暗、潮濕的環境里，材質的本身也會發生變化，材料表面會生銹，如果不及時的清理，會慢慢的腐蝕材料，這些鐵銹會越積越厚、面積越來越大，最后使材料的表面不光滑，內部結構不完整，表面的硬度降低，鋼鐵生銹、銅器泛綠、銀具變黑等都是金屬材料長時間的放置或不規范保存所產生的問題。所以日常工作中，對一些金屬材料的保管或存放應及時進行檢查或定期進行清理，對尚未使用的原材及時清理表面上的鐵銹再投入使用。對已經生產完好的工件應妥善的保管，對已經安裝的構建應及時涂上防銹涂層，以免材料發生形狀的變化或結構變化而導致無法使用[3]。金屬材料如果不及時的清理那些銹漬，很容易造成人員傷亡事故或對環境造成污染。如2005年10月26日，廣東某石油化工焦化廠車間的管道突然開裂，高溫油氣從管道里噴射出來，正值上班時間，許多員工還在工作，突發事件使人無暇迎接，這次事故造成了較嚴重的人員傷亡和設備損壞。由于日常設備管理的疏漏，對管道的檢查忽略了點點銹蝕，未經處理的點點銹蝕將管道慢慢的腐蝕，長期的腐蝕，這是一種“慢性病”，沒有具體的預防措施和防護，管理人員也不太重視，才導致悲劇的發生。又如2007年8月在美國的一座高速公路橋上，橋梁結構也因常年的腐蝕突然產生橋身倒塌，造成了7死30幾人受傷。同時腐蝕也在威脅著我們生活的環境，金屬材料在腐蝕的同時，腐蝕的產物必定會有一部分流入到河水、土壤等自然環境中，所以這對自然環境帶來了嚴重的影響。流到了河流里，影響農田灌溉，影響動物、植物和人們生活用水，流進土壤影響農作物或植物生長和健康。若流到海洋里，對海洋里的生物、魚類等有生命的一切都會稀來巨大的威脅。所以我們要重視起腐蝕帶來的危害，要控制好放置材料的環境，保證儲存空間的溫度、濕度以及通風良好，或者是用緩蝕劑來減少和防止對金屬的腐蝕。這樣才可以保證金屬材料的材質，減少經濟損失，保障自然環境不受損害。
4熱處理過程中材料開裂的應對
一些金屬材料在進行熱處理加工過程中，經常會出現斷裂的現象。對金屬材料進行熱處理工藝加工的關鍵會直接影響材料再結晶效果，溫度的高低是加工過程的關鍵，所以工作人員在工作時應注意控制金屬材料熱處理加工過程中的溫度，保證材料斷裂韌性的承受能力，保證溫度達到一定程度，形成結晶。
5金屬熱處理工藝展望
隨著改革的進一步深化，國家現代化建設進一步發展，我國每天的能源消耗量非常之大，工業自動化、農業現代化、農村城鎮化、城市基礎設施建設均離不開機械設備、零件加工、機械制造等，國防建設投入的增大，使很多大型的重工業也不斷發展，熱處理對中國的機械制造業發展也具有相當重要的影響。無論城鎮、農村目前均離不開熱處理加工技術，市場經濟的快速發展也會對熱處理行業的發展帶來巨大的前景。雖然熱處理行業的前景看似良好，但是這個行業仍具有一定的危險性，因為是金屬或者是其他金屬材料進行必須進行高溫加工，一些生產加工設備沒有及時更新換代，不是現代化、自動化數控進行生產，難免存在安全隱患，難免會有員工因工作失誤造成傷害，并且金屬材料在進行高溫加工、加熱時會產生一些有害氣體，這些氣體長期被吸入，對人的身體健康會產生一定的傷害。由于熱處理行業仍是污染型行業，無論國企還是民營在建設此類加工場所時，應考慮環境保護問題，應嚴格執行國家環評的最新規定，不得建立在在居民區、商業區、旅游區、蔬菜和糧食等農作物種植區域、以及水資源保護區，防止對人類的傷害、對環境的污染。
6結語
隨著工業科技的飛速發展，我國的工業技術水平越來越高。機械制造、儀器儀表、航天事業等現代化的工業都在繼續向前發展，高溫熱處理技術和金屬材料品質已經達到了一個全新的水平。但愿今后的金屬材料和熱處理加工工藝步入世界先進行列，實現數控化、智能化、機器人生產加工的現代化工作手段，達到高效生產、安全生產的目的。
參考文獻：
[1]劉朝陽.金屬熱處理工藝及其遇到的問題[J].中國工業，2013，33（12）：10-11.
[2]張麗清.金屬熱處理工藝自動化[J].機械制造，2014，23（2）：18-19.
關鍵詞：課程特點；教學技巧；金屬材料；熱處理
中圖分類號：G718 文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2017）03-0003-01
《金屬材料與熱處理》具有內容繁雜、理論性強、概念多且抽象，但知識點和技能又是實際生產過程中不可缺少的等方面特點。學生學習該課程總感覺是紙上談兵，空洞、枯燥、抽象，難以記憶和掌握，所以學習難度較大。教育學上說：教學是由教師的教和學生的學組成的一種雙邊活動。部分教師往往又只重視教而忽視了學，總是實行"滿堂灌"的注入式教學方法，使學生的學處于被動狀態，忽視了學生的說、寫、思考、動手能力的培養。綜合幾方面因素，教師必須深入研究、探討教學技巧，促進教學目標的實現。
1.職業院校《金屬材料與熱處理》課程教學現狀
現階段的職業院校，普遍存在著招生困難的現象，以致于在學校招生中將目標緊盯在高考和中考失意和沒考中的學生身上。這些學生有的初中、高中沒有畢業，有的因為成績差而沒能夠考上更高層次的院校，甚至也有的不想上學而被父母強迫送到職業院校中。在這些學生身上，普遍的存在著學習成績差、文化基礎底子薄、自我約束能力差，沒有清晰和明確的人生理想和奮斗目標，缺少學習動力，自我控制能力差，思想不穩定等問題。這些情況和問題的存在給教學帶來了巨大的難題。在金屬材料與熱處理教學中，對各方面要求較高，需要師生雙方共同努力和探討，從而完善教學方式，總結教學體系和方法。
2.學前導趣，激發動機
2.1 學前導趣。俗話講，興趣是最好的老師。由于《金屬材料與熱處理》課程研究的內容較為抽象，枯燥，如何培養學生的學習興趣，激發學生的學習動力，使學生形成積極的學習態度，是當前這門課程教學中首先需要解決的問題。在課堂教學中教師巧妙的導入和精彩的開講不但可以引起學生的興趣，還能為以后的教學奠定堅實的基礎。比如，可以在開講之前介紹一些金屬材料及熱處理的貼近生活的實例，小到彈簧、鋸條、易拉罐，大到汽車上的軸承，再到航天飛機等，都可以使學生對這門課程產生一定的興趣，并隨之有了進一步想去了解的念頭。
2.2 激發動機。我們都知道，只有學生對學習產生了濃厚的興趣，才可能將之轉化為學習動力。所以，學習動機培養和興趣激發二者之間應該是互相促進、共同發展的關系。這就要求教師在教學過程中，注意激發學生的學習動機，引起學生的好奇心。教師可以在課堂上巧妙地設置問題，再經過引導和啟發。這樣往往可以讓學生產生求知欲，從而激發學生的學習興趣和動機。
3.教學方法多樣性，提高教學質量
由于本課程章節內容繁多，教學過程中應針對具體情況、根據不同章節的內容，采用多種教學方法。教學是一個教與學的互動過程，是老師與學生的交流過程。采取靈活多樣的教學方式有助于學生理解，吸收，消化。
3.1 講授法。在我們平時的教學過程中，講授法是應用最多的一種方法。但我們不能墨守成規，要善于利用資源，如PPT、視頻、動畫、三維建模、微課等等。這些直觀、形象的教學能激發學生的學習興趣，加強學生對知識點、難點的理解，對培養學生的形象思維能力 ，提學效果和質量有獨到的作用。在講授中要多采用打比方，將抽象的理論知識在簡單的比方里淺顯化，引導學生由表及里的學習。如講結晶時以水為例，水在攝氏零度以下沒有全部變成冰，導出"過冷"是結晶的必要條件的知識點；水是由一點點小冰碴到冰塊再到全部變為冰完成水的結晶過程，導出金屬的結晶過程是由晶核形成和晶核長大組成的知識點。
講授時要注意三點，一是盡量做到淺顯易懂，用通俗的語言、例子解釋課本抽象的專業理論 ，讓學生在輕松的氛圍里學到知識，提高興趣。二是講授知識點，特別是難點時，學會用分解法一點點把問題打開，并且要善于運用教學工具和手段。三是要主動傾聽學生的反饋意見。
3.2 圖示法。圖示對知識的學習和傳播起著很大的作用。教學的過程中，適當注重圖形結合，再輔之形象記憶，使學生可以較輕松地記住那些難點。例如，講到鐵碳合金相圖，可掛出相圖，先介紹鐵碳合金相圖是研究以合金成分、溫度、組織和性能之間關系，再分析橫坐標含義，縱坐標含義，以及成分點，溫度點的比例關系。再分成上部相圖---液態結晶分析，下部相圖---固態相變分析，最后， 1538℃以上到室溫，從鋼到鑄鐵，整體性的分析。
3.3 現場教學法。針對職業院校的學生，應多采用直觀教學。為了理解理論知識，增加實踐技能，在實踐中吃透、消化難點，充分利用視覺、聽覺去獲取知識，提高學習效果。對于一些實踐技能強的內容要現場教學。一些小實驗也可在教室完成，如講到加工硬化，可讓同學們自己反復彎折鐵絲，感受鐵絲彎折處的變化；講到彈性變形與塑性變形，可用空易拉罐或者皮筋進行演示；講到熱處理工藝時，可用蠟燭將鋼絲燒紅，分別進行水冷和空冷，讓同學們觀察鋼絲最后性能的差別。如果條件允許，在講金屬的力學性能時領學生看看拉伸試驗、硬度試驗；在講熱處理工藝時，領學生去熱處理車間看看淬火、正火等實際操作。同學們有了直觀印象，教師再講知識點，同學們易于消化吸收，教學難點迎刃而解，同學們的思維產生了質的飛躍。如若沒有現場教學的條件，教師也可在網上下載相關視頻，讓學生以視頻方法觀看現場的情況。
3.4 自主探究法。由于金屬材料與熱處理教學中，存在著教學內容枯燥、繁多的現象，使得許多的學生在學習中產生了厭學現象。過多采取傳統的講授法，使得學生在課堂上參與度不高，應該充分發揮學生的主觀能動性，充分地發揮教師與學生雙發的積極性和互動性，使得師生在教學中能夠共同努力，共同進步。
在《金屬材料與熱處理》課程中選出一些敘述多、簡單、易懂的章節，讓學生自學、自講，如"金屬材料力學性能"這一章節。在自學、自講中教師要提前布置任務，提出要求，公布各小組人員名單。在自講環節中要鼓勵學生，不能束縛學生的思維，讓學生開闊思維，最后教師進行評價總結，并可對表現優異的學生給予獎勵。
對本課程而言，金屬材料與熱處理基礎理論部分眾多，而且十分抽象、枯燥，很容易引起學生的厭學情緒。為避免這種現象，我們可以一方面將新方法融入理論教學中去，多舉生動、形象、貼近生活的具體事例闡述教學內容。比如為了闡明一個知識點，可以通過一個故事作為"磚"，最后通過提問的方法把"玉"引出來。 另一方面要充分利用網絡資源。 現今網絡發達，許多教學相關的視頻都可以搜索到，如淬火部分的內容，書本上只有單純的文字、圖片，單靠教師去講，即使講得再生動，也不如從網上找一段視頻放給學生看來得形象，這樣做也可在一定程度上彌補學校沒有相關設備的不足。
鑒于職業院校學生特點與《金屬材料與熱處理》課程特點，教師只有采用靈活多樣的講課方法，調動學生學習的主動性，注意素質教育，我們培養的學生才能具有現代生活和未來發展的能力。在教學的過程中必須要因材施教、對癥下藥，使得每個學生都能夠按照自己的特點發展，這樣才能將學生培養成為技術性、實用性的人才，實現職業教育的目的。
參考文獻：
[1] 黃志兵.職業院校《金屬材料與熱處理 》教學研究與實驗[J].大眾科技.2015.
[2] 范光勇.淺談金屬材料的教與學[J].時代教育.2013.
關鍵詞：金屬材料與熱處理；課堂教學；興趣；效果
“金屬材料與熱處理”是機械專業必修的專業基礎課，其研究的是金屬材料的成分、組織、性能及熱處理方法。通過學習讓學生掌握常用金屬材料的種類、牌號、性能和用途，了解機械零件和工具設計中合理選材的方法，初步掌握正確運用熱處理工藝、合理安排零件工藝路線的方法，為以后的工藝課程和工作打下一定的基礎。
本課程特點為概念術語多、定性描述多、記憶性的內容多。由于該課程是一門從生產實踐中發展起來、直接服務于生產的專業基礎課，具有較強的實踐性和綜合性，許多知識點需通過各類實驗來驗證。但由于技工學校實習設施缺乏，很多實驗不能進行，教師只能進行理論教學。因此，學生上課時普遍感覺枯燥、乏味，學習效果差。教師該怎樣才能上好這門抽象難懂的課程呢？筆者在多年的課堂教學中總結了如下經驗和方法以供探討。
一、上好第一堂課，做好課程導入，激發學生興趣
緒論概括總結了該學科的教學目的、基本內容、發展史、在專業教學中的地位及學習方法，對教學有著不可低估的指導作用。講好這堂課，可使學生產生想聽、愿聽、想學好這門課的良好狀態。
1.以人類認識、使用材料的歷史案例激發學生學習興趣
從人類認識材料和使用材料的發展史講起，從最初的石器時代、青銅時代、鑄鐵時代、有色金屬和鋼時代到如今的人工合成材料時代，人類的衣食住行都離不開材料的使用。夏末商初距今3600年的司母戊大鼎，春秋末年干將、莫邪鑄劍的傳說，鑄造精湛、千年不銹的越王勾踐的青銅劍的故事和秦陵銅車馬等豐富案例的講解，使學生學習興趣大增，從而進入學習狀態。
2.舉例說明學習該課程的目的
緒論中只對學習目的做了文字敘述，沒有舉例說明，學生對此沒有感性認識。為使學生更好地理解教學目的，教師可通過實物舉例說明。筆者上課時結合學生認識的銼刀、齒輪、軸等，讓學生思考它們在加工生產時，是否可用同樣的材料，又是怎樣加工的。學生根據使用情況很容易回答出材料不同，但對具體如何選材及加工工藝過程了解得很少。筆者就以銼刀為例來說明其選材與加工工藝過程：銼刀刀身要鋸削，必須有高的硬度和較強的耐磨性；而銼柄由于使用時操作者需施力，硬度不宜過高，要有足夠的韌性以防折斷傷人。鑒于以上原因，在備料選材時應選用含碳量較高，含硫、磷及非金屬夾雜物較少的高級優質碳素工具鋼。為便于切削，加工要降低硬度，所以切削前要進行熱處理，切削后為提高刀身表面硬度又要進行熱處理。通過講述銼刀從選材到加工使用過程的實例，教師直觀地說明了學習該課程的目的及重要性，激發了學生學習的興趣和動力。
二、應用多種教學方法與手段，力求達到較好的學習效果
1.啟發式教學，激發學生主動思考
啟發式教學就是根據教學目的、內容、學生的知識水平和知識規律由淺入深、由近及遠、由表及里、由易到難地提出問題、解決問題。在課堂上傳授知識時使用具有啟發性、誘導性的方式教學可以渲染課堂的教學氣氛，集中學生注意力，喚起他們的想象，使學生處于積極主動的狀態，從而把他們的注意力引到所研究的問題上來。這樣才有利于學生自主學習能力的形成，有利于培養學生思考問題、解決問題的能力。
如，當筆者講到“鐵碳相圖應用”時，先問學生聽說過“趁熱打鐵”這個詞沒有，學生馬上回答“聽說過”，筆者接著問“看到過打鐵沒有”，這時課堂氣氛馬上活躍起來，有的說在電視上看過，有的說在某某電影看過。筆者繼續提問為何鐵匠打鐵時要將鐵燒紅了打，學生馬上思考，在學生積極思維的狀態下，筆者接著引導學生：“這種操作方法是有理論依據的，看鐵碳相圖，把鋼加熱到1000℃～1200℃，此時鋼組織為單相奧氏體，強度低，塑性好，益于塑性變形加工。”這樣，學生學習的樂趣有了，也愿意主動思考和學習，學習效果自然也就好了。
2.舉例教學，吸引學生注意力
舉例教學是貼近學生生活和經驗的一種教學方法。因本課程內容過于抽象，學生容易走神，因此適當穿插一些與課程知識相關的例子，既可以解釋說明知識點，又可吸引學生注意力。
如講授固溶體、金屬化合物和混合物的概念時，學生不易理解固溶體的形成，筆者就舉例講了用水沖奶粉、沖果珍的例子：果珍、奶粉作為溶質是固體，水作為溶劑是液體，兩者一結合變成了溶劑的液體狀態。固溶體也是這樣結合的，一個組元做溶質，一個組元做溶劑，形成的固溶體最后保持溶劑組元的狀態。把一個抽象的概念很形象地講出來，既可活躍課堂氣氛，又可引起學生興趣，加深學生對教學內容的理解和記憶。用此方法講解概念和原理時，應注意聯系學生已有的感性認識、生活經驗和生產實際，教師要根據課程的特點，廣泛收集、記錄有利于教學的例子。無論哪種實例都要注意緊扣主題，準確妥帖。
3.課堂討論，提高學生自主學習能力
課堂討論是本課程常用的教學方法，學生只有主動參與課堂教學，才能充分發揮其能動作用，從而激活思維，挖掘潛能，自主學習，更為積極地思考解決問題。
在教學中，筆者常常針對一些重點和難點問題，如不同金屬材料的加工需配備不同材料的刀具、零件加工工藝中需加入一些熱處理工藝等問題提出思考題，組織學生開展討論。通過綜合例題讓學生對一零件從選材到加工成形再到為滿足使用性能而進行的熱處理進行綜合討論，讓學生充分發揮自身能力。通過這種教學方法進行教學互動，一方面實現了理論知識的灌輸，另一方面活躍了課堂氣氛，充分發揮了學生的想象力，培養了學生的創造性思維，教學效果顯著提升。
4.善用比較法進行歸納總結
如在講解金屬的力學性能――硬度內容時，布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度都是通過硬度試驗來測得材料的硬度，實驗原理都是靜載荷壓入法，實驗過程中必須具備兩個共同的條件：壓頭、試驗力，這是他們的共同點。然而在選擇壓頭的材質和形態和試驗力的大小、種類上，它們又有很多不同之處。緊緊抓住不同點，引導學生總結出三種硬度試驗各自的優缺點及適用范圍。最后從硬度試驗的符號、含義、壓頭選擇、試驗力、優缺點及適用范圍六個方面列表對新課進行總結，使問題簡單化、直觀化，也便于學生記憶。通過這樣的比較和分析，學生豁然開朗，較快地接受了新概念，這對解決教學難點很有益處。
5.合理運用多媒體等先進的教學手段
傳統的“一塊黑板一支筆”的教學方法已不能適應現代的學生。要讓學生積極主動地學、創造性地學，就要充分利用多媒體技術，利用光盤、錄像、投影等先進直觀的教學手段加深學生對教學內容的理解。利用多媒體教學可視性強的特點，把靜止的教學畫面動態地、連續地貫穿起來，使學生能夠通過動態的畫面，較輕松地理解教師的教學意圖。
[關鍵詞]金屬材料；表面；激光熱處理
中圖分類號：TB31文獻標識碼： A
一、前言
隨著熱處理技術在工業中的應用日趨廣泛，對金屬表面熱處理后的性能提出了更高的要求，金屬表面通過激光進行熱處理提高了表面的強度、硬度、耐磨性、抗疲勞輕度等指標。
二、激光熱處理技術的特點
激光熱處理是采用高功率密度的激光束加熱金屬表面.自冷淬火的工藝方法,與其它表面處理技術相比,具有如下特點:
1、激光熔化后形成的組織,化學均勻性很高,且晶粒非常細小,從而強化了合余,其耐磨性大大提高；
2、激光熱處理能改善合金的機械性能,顯著提高工具的使用壽命；
3、在激光處理層中,因馬氏體轉變而得到的殘余壓應力,提高了抗疲勞強度、硬度、耐磨性和抗腐蝕性能；
4、與常規熱處理相比,激光熱處理可在不犧牲韌性的情況下獲得高硬度和高強度；
5、輸入熱最少,熱變形小；
6、能量密度高,加工時間短；
7、非接觸性加工；
8、能精確控制加工條件,也易與計算機相聯；
9、可以局部加熱,只加工必要部分；
10、加工基本不受磁場的影響。
三、激光表面工程的技術特點
激光表面工程是當前材料工程學科的重要方向之一，被譽為光加工時代的一個標志性技術，各國(尤其是發達國家)均予以重點發展。其高效率、高效益、高增長及低消耗、無污染的特點，符合材料加工的發展需要。經過多年研究和實際應用，激光表面工程的技術特點可歸納如下:
1、激光束的功率密度可達到103W/cm2以上，甚至可超過109W/cm2，由此可以對材料的表面實現包括無化學成分變化的相變硬化、微晶化、非晶化、沖擊硬化以及有化學成分變化的鍍復、合金化等表面改性工程。只要采用合適的激光束與材料的藕合技術，就能在快速或超快速作用周期之下產生其他表面工程技術無法實現或難以實現的材料表面的組織與性能，當然也必定包括高的生產效率。
2、激光束的可控性好，只要采用光學的束操作技術適當地引導激光束至工件的不同部位，就可以實現精確的可選擇的材料局部表面改性。如果改變激光束的參數，還可以達到不同的改性目的，從而解決了在工件表面不同部位需要有不同服設性能的表面工程問題。
3、易與其他表面處理技術復合。激光表面工程可以方便地與其他表面工程技術結合起來，產生所謂第二代表面工程技術―復合表面工程技術。可以綜合傳統表面工程技術與激光表面工程的優勢，彌補甚至消除各自的局限性，展示了很大的潛力。
4、可以引入近代計算機、機器人等高技術裝備，使激光束的產生及操縱信息化、智能化。例如，已推出的可實現復雜形狀立體工件的多種類表面工程的五軸聯動激光柔性加工中心，它作為一種新型的光、機、電一體化的工作母機，顯示了很大的市場競爭能力。
5、產生激光束的裝置無論品種還是效率都有很大的發展潛力。例如，工業激光裝置已從常用的波長為10.6μm的C02激光器發展到輸出波長更短(1.06μm)的高功率Nd:YAG激光器，以及波長更短、模式更適合激光表面改性的且可用光纖傳輸的大功率半導體和光纖激光器，還有與當今電子工業及微電子工業使用的大部分材料都能很好藕合的308nm波長的準分子(XeCI)激光器，CO:激光器的輸出功率也已從千瓦級發展到萬瓦級甚至更高。這預示著一些新的激光表面工程技術即將誕生。
四、激光表面處理技術存在的問題
經過科學家們長期的努力,金屬材料表面激光熱處理技術已取得了許多進展,但在基礎理論、工藝、設備及工業應用等方面仍存在許多問題。
1、激光熱處理的基礎理論及數學模型。激光處理的快速加熱和隨后的快速冷卻遠遠偏離了平衡過程,因此,對其加熱、凝固過程的相變動力學、熱力學和原子擴散過程、界面行為、工藝參數和性能之間的函數關系,粉末粒子的加熱、運動規律及相應的性能控制,都需要進一步的豐富與完善。建立合理簡潔的數學分析模型,有利于人們準確理解工藝參數和處理結果之間的相互依賴關系,實施現場控制,縮短確定最佳工藝參數的時間。這方面完善的理論還未確立,仍需進行大量艱苦細致的工作。
2、能與大功率激光器相匹配的寬帶掃描裝置。對于大面積掃描,因激光光斑面積小,必須采用多次搭接技術或大面積光斑技術(散焦法、寬帶法和轉鏡法),多次搭接時,因其每個相鄰掃描帶的接合處存在一個區域,因此其顯微硬度是波動的;從金相上看,搭接涂層在整體上呈一種宏觀的周期性性能變化。對大面積光斑技術,當輸出功率一定時,光斑面積越大,功率密度越低;增大光束直徑,可能削弱激光的高能密度和超快速加熱優勢。因此,能與大功率激光器相匹配的寬帶掃描裝置的研究開發是急待解決的關鍵問題。
3、理想的涂層材料。激光輻照所形成的熔池區域的溫度梯度很大,易導致生成裂紋;金屬基體與陶瓷粉末的相容性差,也容易導致裂紋和空洞。因此選配合適的涂層與基材,以增進配合、減少界面應力。
4、激光熱處理過程控制的智能化。智能化是柔性自動化的新發展和重要組成部分,是將人工智能融入制造過程的各個環節,通過模擬專家的智能活動,系統能監測其運行狀態,在受到外界或內部激勵時,能自動調節其參數,以達到最佳狀態,具備自組織能力,是21世紀的先進制造技術。激光熱處理是一個多變量相互作用的過程,過程控制中,多個參量常常是在一定范圍內波動而又相互影響,沒有絕對分明的定量界限,處于模糊狀態。而智能控制是一種新型控制技術,采用并行處理,它適用于問題中參量排列組合非常復雜的情況,以尋找最佳答案。未來智能控制在激光熱處理的光學檢測和自動跟蹤方面的應用將是發展方向。
五、激光表面處理技術的應用
1、激光加常規復合處理
激光熱處理是一項新技術,有非常明顯的特點,也有一定的適用范圍,將激光熱處理與適當的常規熱處理技術巧妙地結合起來,優勢互補,顯然是非常好的思路。北京航空航天大學對球墨鑄鐵材料先用激光表面重熔處理,然后在750e石墨化退火,使快速凝固共晶滲碳體亞穩相部分地轉變為石墨,成功地制得了既含硬質耐磨快速凝固共晶滲碳體,又含彌散石墨的新型鐵基多相耐磨材料。通過改變退火時間來調節滲碳體和石墨的相對量。由于滲碳體的較佳耐磨性加上石墨的自,是較理想的摩擦學材料。長春光機學院對18Cr2Ni4WA鋼先行滲碳處理,使碳呈梯度分布,然后激光相變處理。在復合處理作用下,硬化層分成3個區:第一區為表層完全淬硬區,其最表面為針狀馬氏體+滲碳體+殘留奧氏體,次表面為針狀馬氏體+板條馬氏體+殘留奧氏體;第二區為過渡層,由馬氏體+回火析出碳化物組成;第三區為高溫回火區,由回火索氏體組成。隨著經濟發展,對機械零部件的性能要求將是多種多樣的,采用一種熱處理工藝往往難以解決問題。因此復合熱處理技術的市場需求會有一定程度的增長。
2、激光沖擊硬化
激光沖擊處理(LSP)主要是利用強激光與材料表面相互作用產生的力學效應，強應力波來改善材料性能。此技術能有效地強化鋼、鋁、鈦、鎳等金屬材料,特別是2024T3鋁合金經激光沖擊強化后,疲勞壽命提高4倍。近年來,我國從3個方面開展對激光沖擊處理的研究:¹激光沖擊處理對金屬性能的影響及工程應用;º激光沖擊強化的微觀機理;激光沖擊處理的強化效果的無損檢測。江蘇理工大學及南京大學對2024T62鋁合金進行激光沖擊處理,激光沖擊區的硬度提高42%,在95%置信度下,LSP試件的中值疲勞壽命是未激光沖擊試樣的514-1415倍。江蘇理工大學也對常用的45鋼進行激光沖擊處理,LSP區硬度提高32%,LSP試件的中值疲勞壽命是未沖擊試件的1111-21133倍(置信度95%)。
六、結束語
金屬材料表面經過激光熱處理后，金屬材料的綜合性能會大大的提高，在一定程度上會延長金屬材料的使用壽命，提高金屬材料的使用性能。
參考文獻
【關鍵詞】金屬材料與熱處理；教學方法；突破難點
How to break the metal material and heat treatment Teaching Difficult
Xing Qing-gui,Ma Shao-chun
(Tangshan Rolling Stock Plant Senior Technician School Tangshan Hebei 064000)
【Abstract】This article on the“ metal material and heat treatment” in the teaching of the course of breaking through the difficulties of method discuss, discuss the experimental theory integration teaching method, analogy method, multimedia computer assisted teaching and memorizing method in the“ metal material and heat treatment” class breakthroughs of difficult points in teaching application.
【Key words】Metal material and heat treatment;Teaching methods;Breaking through difficulty
金屬材料與熱處理這門課是職業技術學校機械類專業的一門專業基礎理論課，其特點是：（1）內容龐雜、理論性強，名詞概念多。（2）課程實踐性強，與生產實際關系密切，相關理論在生產實踐中有很大的靈活度和綜合性。（3）相關理論的系統性強，結構嚴密，前后內容密切相關。由于以上特點，再加上職業技術學校的學生基礎普遍較差，學生覺得該課程難學，老師也覺得該課程難教。如何突破教學中的難點呢？根據這幾年的教學經驗，筆者認為，采用如下幾種方法可收到較好效果。
1.采用實驗理論一體化教學，激發學生學習的積極性 《金屬材料與熱處理》雖然是一門理論課，但它仍然與實際有著緊密的聯系，因此，在教學中可以選擇恰當的實驗課題，實現實驗理論一體化教學。實驗理論一體化教學，可以讓學生通過自己實踐活動來觀察現象，發現問題，通過自己的思考、分析、綜合、抽象、概括、演繹、推理，得到正確的結論，讓學生享受成功的快樂。在一體化教學過程中以實驗創設懸而未決的問題情境，來激發學生學習的積極性，以推動理論課的教學。如在講金屬的力學性能——硬度一節內容時就可以采用該方法。實驗器材按教材上所列器材準備，具體步驟如下（以布氏硬度試驗為例）：
（1）據試驗材料和試樣厚度按表 1布氏硬度試驗規范選擇球體直徑D、試驗力F的大小和試驗力作用保持的時間。
（2）將試樣平穩地放在工作臺上，順時針轉動升降手輪，使試樣測試表面垂直于鋼 (硬質合金)球加力方向，直至試樣與球體緊密接觸手輪空轉為止。
（3）打開電源開關，待電源指示燈亮后，再啟動按鈕開關，當加荷指示燈明亮時，表示試驗力開始加上，此時立即擰緊定時壓緊螺釘，即自動開始計時，達到預定加力時間后，轉動即自行停止。
（4）關閉電源，反時針方向轉動手輪，使工作臺下降，取下試樣。用讀數顯微鏡測量壓痕直徑 (d )，用所得結果從有關對照表中查找相應的硬度值。
表1 布氏硬度試驗規范
通過實驗理論一體化的教學，不僅讓學生了解了布氏硬度測定的基本原理及應用范圍，能夠初步掌握根據不同金屬材料的零件性能特點，選定測定硬度的方法，而且培養了學生的觀察、分析和解決問題的能力，培養了學生動手能力，同時也讓學生體驗了成功的快樂，增強了學生學好“金材課”的信心。
2. 采用類比法，將陌生的問題熟悉化 類比法就是由已知現象的規律去推導出另一種物理現象的規律，或解決另一種現象中的問題的思維方法。在《金屬材料與熱處理》課程的教學中，采用類比法，可以使一些難以理解和掌握的概念和規律更容易被學生理解和掌握。
例如：在講鋼在加熱時的轉變一節時，為了讓學生更容易理解“碳鋼不可能在平衡臨界點發生組織轉變”這一觀點，我采用了將鋼鐵組織發生轉變的平衡臨界點和冰、水轉變點——0℃類比的方法，由Fe-Fe3C相圖可知看，PSK線、 GS線和ES線是碳鋼在緩慢加熱和冷卻過程中組織發生轉變的線，分別稱為 A1 線、A3線和Acm 線。該線上的臨界點，則相應地用A1 、A3、Acm表示。但是，我們應該知道，這些點和0℃是冰、水臨界點的意義一樣，都是在緩慢的加熱和冷卻條件下的臨界點，因此是平衡臨界點。實際上，碳鋼不可能在平衡臨界點發生組織轉變，從而引出實際加熱和冷卻時的臨界點（Ac1、Ac3、Accm和Ar1、Ar3、Arcm），這些臨界點與平衡臨界點的偏離量，將隨加熱或冷卻時的速度而變化。
這樣，就可以將學生不熟悉抽象的鐵碳合金組織發生轉變平衡臨界點與學生熟悉的冰、水轉變點“0℃”聯系起來，從而使學生對Ac1、Ac3、Accm和Ar1、Ar3、Arcm這些臨界點所在位置能夠在短時間內掌握住，也為以后的各種熱處理工藝的加熱溫度的選擇打下基礎。
3. 采用多媒體計算機輔助教學手段，將抽象的問題形象化 學生之所以感覺《金屬材料與熱處理》這門課難學，是因為其抽象思維能力較差，對用語言描述的看不到摸不著的內部組織和熱處理過程難以在頭腦中形成一副完整清晰的圖像。幫助學生建立完整清晰的圖像，成為教師的一項主要任務。 傳統的教學手段對幫助學生建立完整清晰的圖像收效甚微。多媒體計算機輔助教學技術卻可以幫助我們很好地完成這一任務，它可以利用文字、圖像、動畫、聲音等手段將抽象的材料內部組織和熱處理過程形象地展示出來。如在講“鐵碳合金相圖”一節內容時，用Flas將Fe-Fe3C相圖上的“兩平、三錘、五弧、九星、十二面”等形象的展現在學生面前，使學生的鐵碳合金相圖的構成及相圖特點有一個清晰的認識，從而能夠很容易掌握鐵碳合金相圖，為以后的應用打下良好的基礎。
4. 加強記憶，鞏固、提高學生的知識 歸納整理，溫故而知新，不僅有助于學生掌握知識，而且能讓學生從事物之間的聯系中找到新的規律，悟出新的道理。同時，也是學好這門課程必做的功課。所以，每學完一節要給學生做一次總結。
還以“鐵碳合金相圖”一節為例，為加強記憶，我對本節采用了兩種方法：
（1）用比較研究法使知識系統化、條理化。比較研究法就是對事物或問題進行區分，認識差別和特點和本質的一種方法。因為有比較才能鑒別，有鑒別才有異同，從而揭示相圖的本質規律。我在進行總結時采用了列表比較法，因為相圖中的特性點多，把它們列入一個表比較它們的含碳量、溫度和含義的不同，從而達到增強記憶、鞏固知識的目的。
（2）運用順口溜，先記憶后理解。因為相圖較復雜，學生的基礎差，能力有限，理解之后記起來較難，采用順口溜的方法幫助記憶無疑成為上上之選。從而使理論性的內容形象化，大大提高了學生學習的主動性和積極性，激發了他們的熱情和興趣。順口溜如下：
溫度成分建坐標，鐵碳二元要記牢。
兩平三垂標特點，九星閃耀五弧交。
共晶共析液固線，十二面里組織標。
基本組織先標好，相間組織共逍遙。
分析成分斷組織，鑄鍛處理離不了。
總之，作為一名材料熱處理教師，要想講好金屬材料與熱處理這門課，除了要不斷研究新教法外，上課之前還應收集參考資料，廣泛閱讀相關書籍，學習教育學、心理學有關內容，從而不斷提高自己的專業水平和教學水平。要認真備課、精心準備，將教學大綱的要求落實到教學的每一個環節，努力做到教學目的明確，重點、難點突出。課堂語言力求生動簡明，邏輯嚴密，避免過多的重復和繁瑣，防止學生產生厭煩情緒。簡言之，在《金屬材料與熱處理》課的教學中，只要我們不斷的創新教法，創新教學手段，終將會讓學生覺得易學，教師覺得好教。
參考文獻
關鍵詞金屬材料；熱處理；合金
一、《金屬材料與熱處理》課程的特點
《金屬材料與熱處理》是中職機械類專業的一門專業基礎課，是專業課學習的前導課程，并為專業課的學習提供必要的理論知識。該課程具有：
（1）內容龐雜、理論性強，名詞概念多。該課程涉及冶金學、金屬學、材料學、力學、物理學、化學及工藝學等多方面的基礎知識，是一門綜合性很強的課程，其中每一章節均涉及大量的新概念和新名詞。
（2）課程實踐性強，與生產實際關系密切，相關理論在生產實踐中有很大的靈活度和綜合性。
（3）相關理論的系統性強，結構嚴密，前后內容密切相關。
該課程在學習過程中，有一定的難度，需要教師運用多種教學方法，充分激發學生的學習興趣，注重學生分析、綜合與總結能力的培養。因此，《金屬材料與熱處理》課程中的第一節課“緒論”就顯得非常的重要。
“緒論”對于本教材的作用如同廣告對于產品的作用，首先要激發學生對本學科的學習興趣，其次，要讓同學們知道在這門課中我們將學習哪些知識，這些知識在今后的工作中有哪些具體的用處。如告訴學生，通過本課程的學習，可使同學們具有根據零件的使用要求選擇零件使用材料的能力，使生產的零件具有較高的性價比，增加零件的市場競爭能力。通過本課程的學習，使同學們初步具有選擇鋼材熱處理方法的能力，充分挖掘材料的潛能，更優化合理地應用材料。通過本課程的學習，還使同學們初步具有選擇零件毛坯成形方法的能力等等。以激發學生對掌握這些知識的渴望。
二、《金屬材料與熱處理》課程 “緒論”一章的具體教學過程
1.介紹本課程名稱的含義
（1）金屬材料：是金屬及其合金的總稱。金屬：是指由單一元素構成的具有特殊光澤、延展性、導電性、導熱性的物質。如：金、銀、銅、鐵、鋅、鋁等。合金：是指由一種金屬元素與其他金屬元素或非金屬元素通過熔煉或其他方法合成的具有金屬特性的材料。
（2）熱處理：就是對固態的金屬或合金采用適當的方式進行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需要的組織結構與性能的工藝。
2.金屬材料學科在國民經濟中的地位
縱觀人類的文明史，從某種意義上說就是一部人類認識材料和使用材料的發展史。從遠古到現代，人類從最初的石器時代已經發展到了當今的人工合成材料時代。每一種新材料的研制成功，都會對相關領域科技發展起到積極地促進作用。如：中南大學研制生產的高性能碳材料，已成功應用于“神六”飛船的制動系統，使我國成為世界上第四個掌握碳—碳復合材料剎車副制造技術的國家。又如：2008年北京奧運會主體育場——“鳥巢”結構設計奇特新穎，鋼結構最大跨度達到343米。如果使用普通鋼材，厚度至少要達到220毫米，焊接非常的困難。在國內科研人員不懈努力下，終于研發出了低合金高強度鋼Q460適當的合金元素配比，厚度也從220毫米減小到110毫米，成為“鳥巢”鋼筋鐵骨中最堅硬的一部分。
在人類使用的眾多材料中，金屬材料由于其特有的各種優異性能，被廣泛地應用于生活和生產當中，是現代工業和科學技術領域不可缺少的重要材料。（通過光碟的播放，讓同學們真實的體會到金屬材料突飛猛進的發展帶來的巨大變化）。
最后強調：金屬材料學科在國民經濟中具有十分重要的地位。
3.中職機械類專業的學生學習《金屬材料與熱處理》課程的必要性
作為一名機械行業中具有中等技能水平的技術工人，從手中的工具到加工的零件，每天都要與各種各樣的金屬材料接觸，為了能夠正確的認識和使用金屬材料，合理地確定不同金屬材料的加工方法，充分發揮材料的潛力，就必須熟悉金屬材料的牌號，了解金屬材料的性能和變化規律。合理地使用熱處理工藝，改善金屬材料使用性能和工藝性能，強化金屬材料，提高產品質量和使用壽命。認識到絕大部分重要的機械零件在制造過程中都必須進行熱處理。為此，我們需要比較深入地學習和了解金屬材料和熱處理的相關知識，《金屬材料與熱處理》正是這樣一門研究金屬材料的成分、組織、熱處理與金屬材料性能之間關系和變化規律的學科。
4.介紹本課程的內容
本課程要學習的主要內容包括： （1）金屬材料的基本知識：主要介紹金屬的晶體結構及變形的相關知識。該部分內容位于教材的第一章、第二章。這部分內容理論性強，名詞概念多，通過列舉大量學生們熟悉的實例，運用形象類比的方法加深學生的理解。（2）金屬的性能：主要介紹了金屬的力學性能和工藝性能，該部分內容位于教材的第二章。通過簡單的演示實驗，幫助學生準確的理解和掌握概念。通過基本的生活常識，進行設問，啟發學生，進而引入強度、硬度、塑性等概念。（3）金屬學基礎知識：主要講述了鐵碳合金的組織及鐵碳合金相圖。該部分內容位于教材的第三章。這部分內容綜合性很強，是課程中的一個非常主要的內容；是學習后續其他許多章節的基礎，是分析組織、判斷性能，選擇熱處理及鑄鍛工藝溫度的重要依據。同時這部分內容又是同學們學習的一個難點，在學習時要引起足夠的重視。（4）熱處理的基本知識：主要講述了熱處理的原理（鋼在加熱、保溫、冷卻時的組織轉變）和熱處理的工藝（退火、正火、淬火、回火、表面熱處理等）及常用材料的典型熱處理工藝。該部分內容位于教材的第四章。這部分內容概念多，理論性較強，為了加深學生的感性認識，列舉學生熟悉的現象，如大多數來自農村的同學都見過鐵匠打好農具后，趁熱放入水中，其目的是提高農具的強度和硬度，這就是簡單的熱處理。（5）常用金屬材料：主要介紹了碳素鋼、合金鋼、鑄鐵、有色金屬等的分類、牌號、性能特點及應用。這部分內容位于教材的第三章（碳素鋼）、第五章（合金鋼）、第六章（鑄鐵）、第七章（有色金屬及硬質合金）。這部分內容是直接為生產服務的，具有很強的實踐性。同學們在學習過程中注重理論聯系實際，如：學完這些章節后，同學們就會分析在操作課上使用的各種工具的材質、牌號、性能、應用場合等，讓同學們感受到這些知識的具體應用。進一步提高學生對這門課程學習的積極性和對學習相關知識的渴望。
5.小結
根據本課程實踐性強的特點，要求同學們在學習時注重理論聯系實際，抓住本課程的主線，即：材料成分——組織——性能——性能改造（熱處理）——合理應用。對這門課的學習提出希望，相信同學們一定能學好這門課程，并會靈活應用本課程的知識解決生產生活中的實際問題。
最后，讓同學們閱讀“秦始皇陵銅車馬”，了解我國材料的發展史，了解中華民族的古代文明，激發同學們的民族自信心，同時也讓同學們知道我國與世界先進國家之間的差距，鼓勵同學們努力學習，為祖國的強盛做出自己的貢獻，激發同學們的愛國情懷。
6.充分利用網絡資源，布置課后思考作業
中職學生對網絡都有著濃厚的興趣，充分地把學生的這一興趣，引入到本課程的學習中，將被動的學習，轉換為積極主動地學習，同時將學習的空間得到廣泛的延伸。在本節課后，向同學們布置以下作業：
（1）利用網絡查找你最感興趣的一件物品的材料發展史，字數不限。可以是體育項目撐桿跳高中的撐桿，可以是游泳運動中運動員身上的泳衣，也可以是機械行業中，挖掘機的鏟斗，機床零件，汽車配件，農用機械等等，還可以是同學們日常生活中的任何一件物品。
對這樣的作業，同學們都興趣十足，作業剛一布置，同學們都興奮異常，紛紛議論，一下就打破了教室安靜的氣氛。這樣的作業形式，通過在09級、10級、11級機械專業的學生中應用，均取得了很好的效果。既調動了同學們對本課程的興趣，又讓同學們在自己感興趣的領域學到了知識。為本門課后續內容的學習打好了良好的基礎。
（2）請同學們思考：中職機械類專業的學生為什么要學習《金屬材料與熱處理》這門課？怎樣才能結合專業特點學好這門課程？
同學們對這道題的回答也是多種多樣的，但有一點是共同的，那就是同學們都對自己如何學好這門課，都提出了要求，因而，作為本科程的授課教師，也就達到了目的。
關鍵詞：情景教學；材料；問題情景
中圖分類號：G718 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2012）11-0013-01
我們知道《金屬材料與熱處理》是一門專業基礎課，具有很強的實踐性，由于材料種類繁多，性能千變萬化，涉及的術語多、概念多而且較抽象，對于初中剛畢業，沒有實踐經驗與技能的學生來說，學習起來有一定的難度。為提高課堂教學效果，必須對《金屬材料與熱處理》的課程內容加以“炒制”，適當加些“調味品”，因此應用情景教學是可以提高教學效果和質量的。
郭沫若說：“用自己的頭腦來想，用自己的眼睛來看，用自己的手來做。”。因此學生學習是知識的建筑，是意義的制定，也是有意義、有目的活動，通過應用情景教學，化抽象為具體，增強學生的感性認識從而激發學生學習興趣和求學的激情。
1.什么是情景教學·
情景教學法是教師根據課程內容所描繪的情景，列出形象鮮明的投影圖畫片，輔之生動的文學語言，并借助音樂的藝術感染力，再現課程所描繪的情景表象，使學生如聞其聲，如見其人，仿佛置身其間，如臨其境；師生就在此情此景之中進行著的一種情景交融的教學活動。因此，“情景教學”對培養學生情感，啟迪思維，發展想象，開發智力等方面確有獨到之處。
2.情景教學如何在《金屬材料與熱處理》課程中應用·
情景教學應用應根據課程的具體需要，選擇相應的應用方式。
2.1 利用通俗易懂的語言和豐富的情感進行情景教學。語言是最直接、最常用的教學手段，教師可以通過語言的渲染和情感的真誠投入來調動學習氛圍，要動之以情，曉之以理，借助語言的魅力去吸引學生，引起學生共鳴。例如：講到《金屬材料與熱處理》發展史時，首先給同學們介紹河南安陽出土的"司母戊大方鼎"，這是我國迄今為止已發現的青銅器中最大的一件，也是最具有重要的歷史價值。這說明了什么呢·說明那個時期的人們已具有很高的青銅鑄造技術，充分顯示了我國古代勞動人們具有的極大的創造力。還有在熱處理技術方面，遠在西漢時就有“水與火合為粹（同淬）”之說，東漢時則有“清水淬其鋒”等有關金屬熱處理技術的記載。再有出土的文物如西漢的劍、刀等，經金相檢驗，發現其內部組織接近于淬火馬氏體和滲碳體組織。這都說明我國在西漢時已相繼采用了各種熱處理技術，并具有相當高的水平。通過這部分內容的介紹一方面拓寬了學生的知識面，另一方面是可樹立學生的民族自信心，從而激發學生的學習熱情，為學好本課程內容打下良好的基礎。
2.2 以培養興趣為主線，進行情景教學。孔子說過，“知之者不如好知者，好之者不如樂之者”。可見興趣是最好的老師，故此可有目的地設計些“興奮點”以激發學生學習興趣。
“問題情景”就是在教材內容和學生求知心理之間制造一種“不協調”，把學生引入一種與問題有關的情景的過程。這個過程就是“不協調——探究——深思——發現——解決問題”的過程。教師有目的、有計劃、有層次地提出與教材有關的問題，把學生引入一種與問題相關的情景中，點燃學生思維的火花，引起學生的學習興趣。問題情景的應用，使學生的注意、記憶思維凝聚在一起，以達到智力活動的最佳狀態。在課程中，根據我校在校生的實際情況和認知規律，在注意知識內容的邏輯性和認識性的基礎上精心編制問題，層層鋪墊，由淺入深，自然生動地認知規律，以激發學生的求知欲望。鐵碳合金相圖是教材的重點和難點，在講授課程時，可應用以下問題：
問題一：鐵碳合金冷卻時為什么會發生共析轉變·
首先明確共析轉變的概念，即一定成分的固相，在一定溫度下同時析出兩種固相的轉變。其次，復習三種基本組織：珠光體是鐵素體和滲碳體組成的混合物，萊氏體是由奧氏體和滲碳體組成的混合物，低溫萊氏體是珠光體和滲碳體組成的混合物。奧氏體冷卻時，隨著溫度下降產生鐵素體，多余的鐵以Ⅱ次滲碳體的形式析出，即奧氏體轉變為鐵素體和滲碳體的混合物，即珠光體。通過問題討論，學生歸納出當溫度降至A1線時就會發生共析轉變。
問題二：白口鑄鐵冷卻時為什么萊氏體會變成低溫萊氏體·
在理解問題一的基礎上，正由于奧氏體轉變為珠光體，萊氏體轉變成低溫萊氏體，亞共晶白口鑄鐵的室溫組織為珠光體+低溫萊氏體+Ⅱ次滲碳體，共晶白口鑄鐵的室溫組織為低溫萊氏體，過共晶白口鑄鐵的室溫組織為低溫萊氏體+Ⅰ次滲碳體。
通過問題情景的應用，揭示事物內在聯系，激發學生的好奇心求知欲，提高舉一反三，由此及彼的能力。
或者事先準備好銼刀和錘子向同學們展示，提出疑問：銼刀和錘子是否用同一種材料做成的呢·若是，為什么·若不是，又為什么·帶著問題思考的學生會在老師引導下，把興趣移到有關熱處理這些枯燥、抽象的學習內容上。另外還可采用靈活多樣的課程手段激發興趣，如變換課程方法，理論結合實際，帶學生到工廠、實驗室進行參觀等等。
2.3 利用多媒體展示、音像資料進行情景應用。現在我院又引進了多媒體課程設備進入課堂，能夠方便、快捷地把各種材料展現出來，能更好的讓學生從視、聽、說等文體角度去充分體驗和感受，以動為靜、動中求活，有利于學生綜合能力的培養。運用媒體應用逼真的言語交際情景，便于學生在學習過程中達到“感知、理解、運用”之目的。例如：在學習鋼的熱處理這一章時，由于退火、正火、淬火、回火等熱處理工藝受設備條件限制，若僅憑幾張掛圖進行講解，很難把枯燥、抽象的內容講“活”，而結合錄像或計算機多媒體和網絡化教育手段,則可把熱處理工藝過程直觀展示給學生，當學生看到栩栩如生的畫面時，大腦機器迅速運轉，仿佛自己身臨其境一般，興趣一下子高漲起來。
【關鍵詞】金屬材料與熱處理；教學方法；實驗；考試方式
【中圖分類號】G642.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089 (2012)01-0031-02
金屬材料與熱處理是我院機械加工專業學生的一門專業基礎課。該課程具有全新的知識體系,術語概念多,內容涉及面廣,難理解,且又缺乏嚴格的邏輯性。學生感到概念抽象不易理解,內容繁雜零散抓不住要點,再加上技校學生的自我學習能力及基礎較差，本課程學習起來難度較大。因此,作為教師必須深入研究課程內容,探討學習方法,提高學習質量。我從多年的教學經驗總結，認為主要原因有幾方面因素:1、課程自身性質;2、教師對課程的理解以及所采取的教學方法;3、學生的學習主動性與積極性。針對以上原因,我在任教中積極進行教學內容和教學手段的改革,實踐證明，取得了較好的成效。
1 搞好新課導入，培養學習興趣
老師講的第一堂課給學生的印象最為深刻。因此,教師要十分重視該課程的入門教育。也就是說一定要上好緒論課。在緒論課上除了向學生闡明該課程的內容、目的、要求和學習方法之外,還要講述相關領域取得的重大成就。讓學生有新奇、好奇、求知之感,多講些新型金屬材料的實際應用。如金屬的超塑性成功應用于宇航員的座椅等。在講授一些抽象的概念時,最好先能舉出生活中我們常見的例子,然后設疑,讓學生思考,最后記住這個例子來理解和記憶概念。
此外，在教學中,必須培養學生多思、勤思、善思的習慣。讓學生的思維進入“生疑-質疑-釋疑”的良性循環中。這就要求教師要善于設置疑問, 學生對問題進行深入的思考,在教師解釋后取得的效果就很明顯。如在學習金屬的力學性能時,可提出疑問“為什么彈簧秤在稱量超出其量程范圍就會損壞呢?”帶著這樣的疑問來解釋金屬的力學性能,讓學生帶著濃厚的學習興趣完成這部分內容的學習。“興趣是最好的老師”,教師要在如何激發學生的學習興趣方面多動腦,多嘗試。
2 注意課程脈絡設置,善于歸納總結
抓住本課程“工藝-組織-性能”這一主線,從而建立起它們之間的相互聯系,找出其內在規律,使其條理化,邏輯化。例如,“鋼的熱處理”這一章的主要內容是退火、正火、淬火和回火。這四把“火”是教學的重點,也是教學的難點,他們相互之間特別容易混淆。每一把“火”的加熱溫度、保溫時間、冷卻速度和組織的變化相互之間容易發生干擾,加熱溫度范圍、保溫時間長短、冷卻速度快慢直接決定著熱處理材料的組織變化,而組織變化又影響著材料的性能。因此,在講授每把“火”時,始終抓住“工藝-目的-組織-性能”這條線。在這章學完后,再將這幾方面進行全面橫向比較和總結。這樣就可以使學生所學的知識更加系統化。
在上課前,留出幾分鐘時間學生共同回憶一下上節課的要點,加強反復強化記憶。針對學生歸納總結能力比較差的現象,在每章講授結束后,應留出課時上好小結課。幫助學生理出思路,把書讀薄。使學生所學的知識系統化、條理化。
3 增加直觀教學,增強感性認識
利用實物、模型、掛圖等教具的直觀教學,能使學生獲得感性認識,把抽象的概念具體化、實物化便于理解。在講授金屬晶體結構時,展示各種晶格、晶胞模型,用視覺感官上的刺激使學生大腦處于活躍狀態,從而輕松掌握了抽象的晶格、晶胞的概念。另外,隨著計算機輔助技術的發展，多媒體電化教學圖聲并茂、形象直觀,既能對視覺產生沖擊,又能喚起聽覺,從而成為了當今必不可少的輔助教學手段，這樣把教師枯燥無味的講授變成生動有趣的主動獲取,從而提高了教學效果。學生在學習典型的晶體結構和晶體缺陷時,讓學生單憑想象來理解發生在微觀世界三維空間中的例子運動變化是十分困難的。如利用多媒體做出3Dmax三維動畫,將難以講清楚的教學內容生動、形象、立體地表現出來,達到傳統的一只粉筆+一塊黑板難以取得的教學效果。
4 注重實驗教學環節
金屬材料學課程既具有豐富的理論性,同時又具有很強的實踐性。為了使學生更好地理解課程內容,鍛煉學生的動手能力,在學時較緊張的情況下,結合我院教學實際情況，實驗由原來的6個學時3個實驗,增加到10個學時5個實驗。同時,又對實驗的內容進行了重新設置。過去的實驗教學模式存在著實驗方法單一、驗證實驗多、學生自主性實驗少的問題,不利于學生創新能力的培養。經過改革,增加了設計性實驗和綜合性實驗。比如,教師給出實際的工程要求,讓學生根據要求進行實驗設計、選材,到工藝制定,到最后性能測試。此外,學生也可以在實習工廠參與實習教師的科研生產活動,做基礎性分析性實驗（熱處理、表面處理、拉伸試驗等等）。做到充分發揮學生的主動性和創造性,給學生綜合練習的機會,培養學生分析問題和解決問題的能力（產學結合）。
5 注重平時訓練，改進教學評價方式
高等職業教育強調的是學生的實際應用能力，而以往考核學生的學習效果只是單純地以期末考試成績來衡量，導致學生不注重平時的訓練和知識積累，考前拼命死記，考試只求及格，考后知識全忘。這種考試方法既不能夠真正檢驗學生的實際應用能力，也不能夠客觀評價教師的教學效果。所以應當把平時訓練、課堂答疑、實際操作等加入到考核范圍之中。為促使學生高度重視本課各章節重點內容的掌握，在考評學生成績時，采用了平時測驗、期末考試、實驗技能綜合評定的方法來正確評價學生的學習成績。在教學實踐中，本人將期末考試分為三個部分，期末考試成績占總成績的40%，三次實驗成績共占總成績的10%，在講完鋼的熱處理后安排一次熱處理工藝選擇大作業、講完金屬材料內容后安排一次材料選擇大作業，兩次大作業各占總成績的10%共20分，期中考試成績占總成績的20%，其余10%根據平時作業情況、上課出勤情況、課堂提問情況酌情確定。通過這種考評方式，真正檢驗了學生的學習效果，實現了教學目的。
參考文獻
