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金属材料课程 强化金属材料处理课程优化

来源:领导干部述职 时间:2019-11-25 07:49:56 点击:

强化金属材料处理课程优化

强化金属材料处理课程优化 金属材料与热处理是冶金类专业的专业核心课程,也是 学生较难掌握的一门课程。在实施了基于工作过程的课程改 革之后,该课程的理论教学逐渐从以课堂讲授为主向情景式 实景教学转变,取得了一定成效。但由于金属材料与热处理 的课程性质属于职业技术基础课,内容涉及一系列概念、定 理、定律及以此为基础的理论推导,这些内容的学习恰恰是 高职生的弱项。如何通过改进教学方法来提高金属材料与热 处理的教学效果,值得深入探讨。托尔曼 (Tolman,E.C.1886-1959)的学习理论认为:人对刺激 (Stimulus)的反应(Response)不是直接的,而是经过学习 者的内部变化为中介(Organism)环节的一连串的转换活动 (即S-O-R理论)[1]。因此,在教学过程中,不仅要通过讲、 议、练、做、评等手段来提高刺激的强度,还要着力改善学 生对课程的认识,激发学生的学习热情,培养学生愉快的学 习体验。通过改善和修正个体因素,使得弱刺激也能产生强 反应,从而获得良好的教学效果。本文根据S-O-R理论,在 金属材料与热处理教学过程中,通过促进学习者心理变化取 得了明显成效。

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。

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