金属工艺学课程教学方法探讨杨润美云南省楚雄高级技校云南楚雄 675000 [摘要] 金属工艺学是机械类专业的一门重要必修专业基础课,但在教学过程中普遍存在着“老师难教、学生怕学”的突出现状。
本文结合该课程的特点、学生学习方法,从实际出发,合理处理教材;重视第一次授课、灵活应用教学方法、多种形式组织教学,强化教学各环节,因材施教等多种教学方法方式来突破课程重点、难点,让学生在轻松愉快的课堂氛围中熟练掌握学科知识。
[关键词]金属工艺学;学生;教学效果《金属工艺学》是机械类专业的一门重要必修专业基础课,课程的主要内容有:金属材料和热处理、热加工工艺、冷加工工艺等。
该课程在教学中突出问题有以下几点:1)课程内容丰富,覆盖面较大,理论与实践兼容,既有较深的理论和抽象概念,又有实际应用知识,学生在学完本课程后,对课程内容仍不能形成完整的知识;2)当前我省中等职业学校普遍存在教学实验、实习设施不足,教学过程中很难做到理论联系实际;3)中等职业学校的学生基本上是未能升入高中的初中毕业生,基础素质较差,缺乏机械知识和实践经验,无感性认识,学生学习较枯燥,缺乏学习兴趣,难以实现教与学的有机配合;4)学生对课程的重要性认识不足,认为该课程只是专业基础课而非专业课,甚至与机械专业无关,因而不以重视,导致《金属工艺学》课程教学显现出典型的“老师难教,学生怕学”局面。
在现有的教学条件下,如何打破这种局面,使学生对该课程知识感兴趣、喜欢学、主动学、让学生达到既能既理解、掌握学科知识,又能让学生学会思考、分析、归纳、应用,培养学生良好的学习能力呢?笔者进行对这些问题进行认真的分析,在多年的教学中并不断的摸索、改革教学方式方法,采用以下方式方法来开展教学,取得较好的效果。
一、从实际出发,合理处理教材由于各学校的教学设施、选用教材版本、开设专业、课程开课顺序、学生学习基础等方面都各不相同,因此,任课教师应从实际情况出发,以教学大纲为依据,对现有教材进行有针对性的处理,制订出既能切入学生学习特点,又能使该课程的重点突出、内容连贯、降低难度、知识新颖,并符合学校培养目标和行业就业需要的教学目的。
在教学过程中,根据不同的专业及学校课程安排顺序,采用了“删、调、合、增”的方法对教材进行处理。
“删”就是剔除陈旧老化、不适用或已陶汰了的旧知识,做到少而精。
例如:删除一些陈旧的加工工艺和设备。
“调”是将一些内容合理调整,使教学内容更系统连贯。
例如,把热处理内容调整到铁碳合金相图之后就行。
“合”就是合并相近内容,避免不必要的重复,例如,对于机械加工专业,把车削部分调到《车工工艺学》中进行教学,对于铸工专业,把铸造部分调到《铸工工艺学》中进行教学等。
“增”就是增加一些新知识、新技术、新工艺以及一些特种加工及非金属材料知识,使教学内容处于学科发展前沿,增强学生毕业后对工作的适应能力。
二、重视第一次授课,培养学生学习兴趣,提高学生对本课程的重视程度第一次课是对课程内容、目的、学习方法等绪论知识作总体介绍,是新课程的开始。
好的开始,能让学生对本课程产生浓厚的兴趣、增强学生对课程的重视程度,因此,教师在第一次授课之过程中,应把重点放在课程内容的介绍上。
我从分析在人类发展历史过程中,每一种新材料(石器、青铜、铁、复合材料)的出现、每一次生产工艺的变革,都会极大地推动生产率的发展这一客观事实出发,使学生懂得本课程的重要性;从通过介绍学生日常生活用品的生产过程(例如口缸的生产过程:采矿——冶炼——铸锭——压力加工——钢板——落料——压延及中间热处理——卷边——焊手柄——矫形——烤瓷——印花——产品),对课程的各章节进行有机的串联,既让学生了解了本课程的教学内容,又让学习机械产品生产的全过程有了生初步的认识和了解。
通过以上分析,使学生认识到本课程内容是丰富的,各章节的内容也不是孤立的,具有综合性。
只有针对具体的情况,灵活运用知识,才能解决生产上的常见问题,从而让学生体会到金属工艺学应用的广泛性、重要性,建立金工意识,树立学习信心。
同时体会到课程内容的结构和特点,有利于思维方式和学习方法的培养。
三、灵活应用教学方法,因材施教《金属工艺学》是一门反映机械制造全过程的综合性学科,内容繁杂,覆盖面大,知识点多,理论与生产要求兼容,既有较深层次的理论、大量的抽象概念,又有实际应用知识,不同章节的知识呈现出不同的特点,因此,在教学过程中应根据具体内容,灵活应用诱导、分析、比较、归纳等不同的教学方法开展教学,做到因材施教、因势利导。
1、启发式教学启发式教学,可以调动学生思维,激发其学习热情,培养独立思考能力,促进个性发展。
其方式方法有质疑启发、直观启发、练习辅导启发、目的启发、对比启发、想象启发等多种方式。
《金属工艺学》中概念繁多而且抽象,而学生又多是刚走出校门的初中毕业生,对工业生产了解较少,在学习过程中,学生很难对本课程知识进行理解和记忆,所以,教师可用学生熟悉的生活实例进行分析来引导、启发学生的思维和理解。
例如:在讲解“强度”这一概念时,可以用学生的学习用具:直尺、粉笔、书本等进行分析,比较在相同大小的弯曲力的作用下,直尺没有折断而粉笔折断,直尺没有变形而书本产生了弯曲变形,从而分析出三种材料在静载荷的作用下,抵抗塑性变形和断裂的能力不同,进而得出强度的概念——材料在静载荷的作用下,抵抗永久变形和断裂的能力。
又如在讲解“形核率”对金属晶粒大小的影响时,可以运用滚雪球的生活实例进行说明:今年冬天下了一场云南少见的大雪,因为学校决定放假半天,让学生痛痛快快地玩玩雪,现在球场上到处都是积雪,如果说只有一个人去滚雪球,可得到一个巨大的雪球,如果由50个学生去滚,每人各滚一个,则只能得到50个小雪球。
通过分析可得出形核率越强,单位时间里形成的晶核越多,结晶出的晶粒越细小这一结论。
运用这些简单易懂的生活实例,引导和启发学生进行思考,促进学生对知识的理解,使之迁移或向较深层次发展。
2、比较法教学比较,是人类思维的基本方式,也是创造性思维的重要的方法,乌申斯基说“比较是一切理解和思维的基础。
”有比较才有鉴别,通过比较,可产生强烈的刺激,促进积极思维。
在《金属工艺学》中有很多概念性质相同、相近或者相反,对性质相同、相近或相反的概念进行比较,找出它们的共性和相互问的差异性,既可以看到物质的整体又不忽视物质的个别特征,从而加深对概念的认识。
例如:在学习晶体与非晶体时,可以通过比较得出两者的共同点:都是固体物质;不同点是:1)晶体原子排列有规律,非晶体没有规律。
2)晶体有固定熔点,非晶体没有固定熔点。
3)晶体表现出各向异性,非晶体表现出各向同性。
如在学习铁碳合金的组织时,马氏体(M)、铁素体(F)这两种组织都属于固溶体,它们的溶剂都是a-Fe,这是它们的相同点,但是,F是间隙固溶体,而M则是过饱和固溶体,这就是它们的差异点。
如在学生退火与正火时,可对两者加热的温度、冷却的方式、冷却之后得到的组织及性能等方面进行比较,让学生理解两种热处理工艺的异同。
如在学习合金钢时,这一章的特点是材料牌号多,内容庞杂,易于混淆,学生难以掌握,可采用列表比较进行教学,在表格中概括了常用合金结构钢的知识体系,明确列出常用合金结构钢的名称、牌号、记忆方法(牌号的特点)、热处理方法、用途等,可明显看出常用各种合金结构钢这几方面的差异性,便于对它们进行比较,并揭示了材料牌号在数字上的规律。
3、归纳法归纳法是一种由个别到一般的论证方法,即用若干个别性事物来证明观点的方法。
归纳法的论据是一系列个别性事例,然后从事例中概括论点。
归纳法是教师教学过程中经常采用的一种教学方法,是一种由个别到一般的论证方法,即用若干个别性事物来证明观点的方法。
《金属工艺学》课程中包含了许多规律,如果只是把这些规律作为结论性的知识告诉学生,不仅不利于学生对知识的理解与记忆,就算学生能理解并记住这些知识,也能只掌握一个个孤立的知识点,因此,在教学过程中,教师应重视诱导学生自己对现象进行分析,进而归纳总结隐藏在现象背后的规律。
例如进行铁碳合金相图的教学时,在带领学生学习完相图的基本组成之后,可以引导学生对铁碳合金相图进行分析,从中找出以下规律:1)含碳量变化规律:从左向右,含碳量逐渐增高;2)组织变化规律:铁碳合金在室温状态下只有两种基本组织(铁素体A、渗碳体FeC3),但其含量不同,由左向右随着含碳量的增加,铁素体的含量逐渐减少而渗碳体的量逐渐增加;3)性能变化规律:由于组织的变化,随着含碳量的增加,铁碳合金的硬度随之增加,而塑性、韧性下降;含碳量小于0.9%的铁碳合金,随着含碳量的增加,其强度也随之增加,但由于二次渗碳体的出现,含碳量大于0.9%的铁碳合金,随着含碳量的增加,强度反而下降。
通过这样的总结归纳,学生不仅加深了对相图的理解,同时也学会了从事物表面现象中寻找隐藏的潜在规律,进而用于其它知识的学习中去。
四、采取灵活多样的教学组织方式,加强学生学习的主动性。
1、现场观摩教学刚刚接触机械知识的学生,对机械产品的材料、加工方法及过程等都缺乏感性认识,因此听课时有抽象和空洞感,对课堂内容的理解有较大的难度。
在教学前和教学过程中,应该尽可能创造条件,带领学生到校内实习车间,校外工厂生产车间等进行现场观摩。
在观摩过程中,不能走马观花,一看而过,教师应做好相应的讲解,如果条件许可,还可以请生产工人给学生进行现场操作示范。
通过观摩,学生对机械零件、零件材料、加工设备、加工方法、加工过程等有了一些初步的印象,对使本课程的主要内容、作用和重要性有了更深的认识,激发学生对金材课的学习兴趣和学习愿望。
2、电化教学由于学生多数对工厂了解很少,在课堂上讲解金属工艺学使学生难以理解和接受。
在介绍铸造、压力加工、金属焊接、金属切削加工(车、铣、刨磨、钳)等内容前,先让学生看相关的金属加工短片。
使学生对加工设备和加工过程有一个感性认识后,学生能很好地理解教师所讲内容。
通过电化教学既增强了学生对教学内容的感性认识,又开拓了学生的视野,降低了学生学习的难度,提高了学生学习的兴趣。
3、互动教学讨论是师生之间、生生之间集思广益、相互启发、相互探讨,实现信息交换,扩大信息和思维容量,以求得解决问题和深化认识的一种方法。
讨论课是一种基于现代教学观念而通过师生及生生之间的讨论、交流来达成目标,是以讨论为中心的综合式课堂教学组织方式。
教师在课前准备不同类型、难度的多个题目,学生经分组讨论后,每组做推荐发言,象教师讲课一样,在讲台上说明本组解题思路、过程和结论,其他同学可提不同见解,最后由教师做概括性的总结。
《金属工艺学》中的很多知识具有很强的实用性,在教学过程中,老师可用生产实例展开讨论。
如在介绍“钢的退火处理”时可用:活塞厂生产的活塞,材料为45钢,冷冲压成型工艺为:1) 完全退火—冲压成型—去应力退火,但冷冲中开裂较多,后改用:2) 球化退火—冲压成型—去应力退火,得到改善。