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摘要：在熱處理教學(xué)中，結(jié)合心理學(xué)和教育學(xué)知識(shí)，采用比較式教學(xué)、聯(lián)系式教學(xué)、多媒體教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)和實(shí)例教學(xué)等多種教學(xué)方法，以提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：熱處理；教學(xué)方法；創(chuàng)造性思維

熱處理是《金屬工藝學(xué)》中非常重要的內(nèi)容。它對(duì)于學(xué)生正確理解材料的性能與組織關(guān)系以及零件的整個(gè)加工工藝路線十分關(guān)鍵。熱處理還是后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的基礎(chǔ)，同時(shí)也是一個(gè)難以理解的知識(shí)點(diǎn)。筆者根據(jù)多年教授《金屬工藝學(xué)》的經(jīng)歷，對(duì)新形勢(shì)下熱處理的教學(xué)方法進(jìn)行了較為深入的研究。

比較式教學(xué)，以提高學(xué)生的記憶效果

比較是把各種事物或同一事物的不同部分、個(gè)別方面或個(gè)別特點(diǎn)加以對(duì)比，確定它們的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)以及它們之間的關(guān)系。比較實(shí)質(zhì)上是一種更復(fù)雜的分析和綜合。為了使學(xué)生更好地掌握普通熱處理的特點(diǎn)，我制作了如下表格加以比較。

從表格中，學(xué)生便能直觀地比較出各種普通熱處理的異同點(diǎn)。它們的共同點(diǎn)是均由加熱、保溫和冷卻三個(gè)階段組成；不同點(diǎn)是加熱的溫度不同，保溫的時(shí)間不同，以及冷卻的速度不同。因而得到的組織也不同。其中冷卻速度是導(dǎo)致材料組織性能不同的主要原因。熱處理中的其他一些內(nèi)容同樣也可以采用列表比較的方法。比較是重要的思維過(guò)程。采用這種方法可以清晰直觀地反映事物之間的關(guān)系，使人一目了然。通過(guò)列表比較，學(xué)生可以將原來(lái)大量的信息組織在一個(gè)系統(tǒng)框架內(nèi)。心理學(xué)研究證明：這種有層次的組織結(jié)構(gòu)可以有效地提高記憶效果。

聯(lián)系式教學(xué)，以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解

聯(lián)系式教學(xué)法，使學(xué)生對(duì)熱處理知識(shí)的學(xué)習(xí)更加系統(tǒng)化，進(jìn)一步加深了學(xué)生對(duì)材料、熱處理、加工工序三者之間關(guān)系的理解。

將熱處理與零件的加工工藝聯(lián)系起來(lái)熱處理穿插在零件的加工工藝過(guò)程中。講解時(shí)，我把它與加工零件的其他工序聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)生更容易理解熱處理在加工工藝中所起的作用。教學(xué)中，我首先介紹零件的加工工藝，讓學(xué)生了解零件加工的基本過(guò)程。再介紹為了保證加工過(guò)程的順利進(jìn)行和零件最終應(yīng)具有的性能，在相鄰的加工階段之間應(yīng)穿插相應(yīng)的熱處理。這樣，學(xué)生對(duì)熱處理在加工工藝中的安排就有了初步的認(rèn)識(shí)，明白了什么是預(yù)備熱處理，什么是最終熱處理，以及在零件加工過(guò)程中它們所起的作用。然后我再舉出典型例子，如車(chē)床主軸（45鋼）的加工工藝路線是：鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)→半精加工→高頻感應(yīng)表面淬火＋低溫回火→磨削。我詳細(xì)分析了“正火”、“調(diào)質(zhì)”和“高頻感應(yīng)表面淬火+低溫回火”等三道熱處理工序在該工藝路線中所起的作用，使學(xué)生對(duì)熱處理在工藝中的作用有了更為深刻的理解，使他們能逐漸地掌握熱處理工序安排的一般規(guī)律。在掌握了規(guī)律后，學(xué)生就能將熱處理和零件的加工工藝聯(lián)系起來(lái)，根據(jù)加工工藝的需要判定是否要進(jìn)行熱處理，進(jìn)行何種熱處理。

將熱處理與材料聯(lián)系起來(lái)材料最終的性能除與它本身的成分有關(guān)外，還與熱處理有密切關(guān)系。熱處理就像是烹調(diào)時(shí)用的調(diào)味品，可“調(diào)制”出材料的各種性能來(lái)滿足生產(chǎn)的需要。教學(xué)中，為了使學(xué)生能根據(jù)材料來(lái)正確選擇熱處理方法，我要求學(xué)生首先弄清工件的成分及其原始組織和性能，然后讓他們分析在加工成毛坯后，這種原始組織是否有利于后續(xù)的切削加工，如果不利，采用何種熱處理能改善其切削加工性。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)對(duì)材料的成分、組織和性能有關(guān)知識(shí)的復(fù)習(xí)，便能正確選則相應(yīng)的預(yù)備熱處理方式。第二，要求學(xué)生明確零件最終應(yīng)具有什么性能，這種性能可以通過(guò)何種熱處理才能獲得。學(xué)生便能根據(jù)工件的材料，選擇出適合的最終熱處理方式。將熱處理和材料聯(lián)系起來(lái)，可以幫助學(xué)生深刻理解它們之間的關(guān)系，從而達(dá)到能根據(jù)材料正確選擇相應(yīng)的熱處理工藝。

多媒體教學(xué)，使抽象的理論具體化

熱處理的理論性很強(qiáng)，比較抽象和空洞。同時(shí)，由于條件所限，有些熱處理無(wú)法組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)。如果僅照課本講解，學(xué)生會(huì)感到十分枯燥，而且難以理解。在實(shí)際教學(xué)中，我采用了多媒體進(jìn)行教學(xué)，將有關(guān)內(nèi)容制作成課件，一邊播放，一邊講解。我還專(zhuān)門(mén)制作了有關(guān)熱處理的錄像資料，如退火、正火、淬火、回火、表面淬火，滲碳、滲氮等。錄像資料里不僅有工廠里工人的實(shí)際操作過(guò)程，而且每一種方法還有詳細(xì)的講解。學(xué)生通過(guò)觀看這些錄像資料，對(duì)熱處理就有了更清晰的認(rèn)識(shí)和更透徹的理解。

啟發(fā)式教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維

創(chuàng)造性思維是指重新組織已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，提出新的方案或程序，并創(chuàng)造出新的思維成果的思維過(guò)程。創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)包括：(1)激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與求知欲；(2)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)能力；(3)培養(yǎng)發(fā)散思維和聚合思維；(4)鼓勵(lì)創(chuàng)造活動(dòng)，正確評(píng)價(jià)有創(chuàng)造力的學(xué)生。

在講課時(shí)，我采用啟發(fā)式教學(xué)，按上述方法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。例如，在介紹淬火冷卻介質(zhì)時(shí)，我提出一個(gè)問(wèn)題：要想獲得馬氏體組織，是不是冷卻速度越快越好？很快地，學(xué)生中肯定和否定的答案都出現(xiàn)了，但均未說(shuō)出原因。我并沒(méi)有直接給出答案，而是接著問(wèn)：你們知道為什么冬天往玻璃杯里倒開(kāi)水，杯子會(huì)開(kāi)裂嗎？不少學(xué)生恍然大悟，馬上答到：因?yàn)楸觾?nèi)外層溫差太大。工件在淬火時(shí)，因?yàn)槔鋮s速度過(guò)快，也會(huì)造成內(nèi)外層溫差太大進(jìn)而導(dǎo)致開(kāi)裂，所以工件不能冷卻得過(guò)快。接著，我進(jìn)行歸納：在淬火時(shí)，一方面要保證獲得馬氏體組織，另一方面不能冷卻過(guò)快，以免開(kāi)裂。因此，在保證獲得馬氏體的前提下，應(yīng)盡可能減慢冷卻速度。不同的材料需要不同的淬火冷卻介質(zhì)。怎樣找到合適的冷卻介質(zhì)呢？我鼓勵(lì)道：有興趣的同學(xué)可查閱資料，到工廠去調(diào)研，畢業(yè)后可繼續(xù)這方面的研究。這種師生間的對(duì)話，使傳統(tǒng)教師的“一言堂”，變成了師生互動(dòng)的討論會(huì)。這樣，不僅加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與掌握，而且增進(jìn)了師生間的感情，進(jìn)而激發(fā)起學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲。

在教學(xué)過(guò)程中，我適時(shí)提出一些有價(jià)值的問(wèn)題，讓學(xué)生思考和討論，并鼓勵(lì)學(xué)生提出多種答案或獨(dú)到的見(jiàn)解，特別是大力提倡學(xué)生提出的見(jiàn)解不同于書(shū)本和教師的見(jiàn)解，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。這種教學(xué)方法，使學(xué)生在愉快而又不乏適度緊張的氣氛中，把智力活動(dòng)由最初發(fā)生的快感或興趣，引向熱情而緊張的思考，引向提高學(xué)習(xí)成績(jī)。顯然，這種教學(xué)方法也避免了學(xué)生只會(huì)機(jī)械地聽(tīng)課，并把學(xué)習(xí)當(dāng)作苦差事。

實(shí)例教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力

學(xué)生讀書(shū)，且要學(xué)以致用，就應(yīng)具有很強(qiáng)的解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在教學(xué)中，我經(jīng)常舉出一些實(shí)例，讓學(xué)生根據(jù)已學(xué)過(guò)的知識(shí)試著提出解決方案，以此培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

例：一軸尺寸為φ30×300，要求摩擦部分表面硬度為HRC50～55?，F(xiàn)用30鋼制作，經(jīng)高頻表面淬火（水冷）和低溫回火，使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)摩擦部分嚴(yán)重磨損。試分析失效原因，并提出解決方案。

分析：這是一道綜合性很強(qiáng)的題目。它不僅要用到熱處理方面知識(shí)，而且要求學(xué)生對(duì)材料的成分和性能之間的關(guān)系十分清楚。題目沒(méi)有唯一標(biāo)準(zhǔn)的答案，只是有幾種可能的情形。

我問(wèn)學(xué)生：摩擦部分嚴(yán)重磨損是材料的哪一項(xiàng)性能沒(méi)有滿足要求？

大家一致認(rèn)為：是硬度低、耐磨性差。

我又問(wèn)：是什么導(dǎo)致材料的硬度低、耐磨性差呢？

大家開(kāi)始熱烈地討論起來(lái)。下面是一些學(xué)生的分析結(jié)果：(1)選用材料不當(dāng)。30鋼含碳量低，應(yīng)選用45鋼。(2)高頻表面淬火，頻率過(guò)高，導(dǎo)致淬透層薄。（3）淬火加熱溫度不夠高，沒(méi)有完全奧氏體化，最終組織中含有鐵素體組織，影響材料的硬度和耐磨性。(4)回火的溫度過(guò)高，得到的組織不是回火馬氏體，而是其他的回火組織。

通過(guò)分析討論，學(xué)生學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)解決一些實(shí)際問(wèn)題，從而真正做到學(xué)以致用。另外，為了培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，教學(xué)中，我鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到解決問(wèn)題的活動(dòng)中去，創(chuàng)造性地看待問(wèn)題，并且教給學(xué)生分析問(wèn)題的方法。我還鼓勵(lì)學(xué)生多角度地提出假設(shè)，并評(píng)價(jià)每個(gè)假設(shè)的優(yōu)缺點(diǎn)。我盡可能地提供各種機(jī)會(huì)，讓學(xué)生實(shí)際地解決問(wèn)題，使學(xué)生在成功解決問(wèn)題的過(guò)程中得到滿足，并且使學(xué)過(guò)的知識(shí)得到了具體的應(yīng)用。同時(shí)，我還對(duì)學(xué)生解決問(wèn)題的情況給予適當(dāng)評(píng)價(jià)，并提出一些指導(dǎo)性的意見(jiàn)，以促進(jìn)他們解決問(wèn)題能力的提高。

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