金工课程的教学方法探讨

　　摘　要：本文介绍了为提高教学效果而采取的一些教学方法：应用基础知识，提高学生学习兴趣，及时介绍最新知识，与俗语相联系，用比较的方法将一些概念区别开，用通俗、形象的比喻，让学生实习目地具体化等。

　　关键词：教学效果 学习兴趣 实习目地 比较法 创造意识

　　金工课是综合性和实践性较强的技术基础课程，是一门纯工科的课程，它在基础课程和专业课程之间起着承上启下的作用。其中许多知识的学习，理解，记忆和应用与数学，物理，化学，语文，机械制图，理论力学，材料力学，机械原理及机械零件等课程的知识密切相关。甚至一些俗语，诗词以及日常生活中的一些常识、道理也有助于某些内容的理解和深刻记忆。因此要提高本门课的教学效果就必须加强它与各课程及有关知识间的联系;就必须更加注重知识的应用性，实践性及学生分析问题，解决问题能力的培养。

　　一、提高学生对本课程的兴趣

　　从心理学上讲，兴趣可以激发学习动机，强化学习动机，而学习动机又影响学习效果。现代学生思维敏捷，兴趣广泛，对一些社会热点问题较为敏感。在课堂上应尽量将枯燥、零散的内容与学生熟知的社会热点问题、日常生活相联系，使学生喜爱本课程的学习,提高学生的学习兴趣，使学生的注意力、观察力、记忆力、想象力等都出于积极的状态。

　　例如介绍“生产过程”时，先讲述其定义，后讲述它由生产准备过程、基本生产过程、辅助生产过程和生产服务过程组成。再分别说明(1)其中最基本，最主要的是基本生产过程，就像学校里的主要任务为教学一样。(2)生产准备过程“包括产品研制、开发、鉴定、设备安装、调试、人员培训等”(教材上的定义)，进一步补充：现在生产准备过程中最重要的是产品研制、筹集资金，鉴定，有的企业招聘员工时要求很高，故人员培训已大大简化，甚至省去。(3)生产服务过程指产品的订货、采购、供应、运输、保管、试验、化验、包装、销售、售后服务等。再强调在市场经济中，销售和售后服务占有重要位置，故许多企业特别是成功的企业均设有专门的产品销售网和售后服务网。现在各种报刊、电视媒体上铺天盖地的广告，各厂家各种各样的促销方式，像打折、送礼、买一送一、有奖销售等都是产品销售网的力作。一些企业为开拓国际市场，还实施了ISO质量认证。售后服务的项目、内容也日趋完善，像许多企业将产品质量投保，既将由产品质量问题带来的风险转嫁到保险公司。像“本产品质量由××保险公司承保，如发生质量问题，可获得价值××元的赔偿”也是一份较出色的广告。另外许多企业很注重品牌形象，如“美加净”商标曾被美国人买走，后来其原厂家意识到产品品牌的重要性，又用更高价将其买回。最后再提及“商标侵权”等学生较感兴趣的话题。这样可将看似枯燥的内容讲得生动、有趣。

　　讲述“生产纲领”时，先介绍其定义，即为某产品的年产量。另外补充介绍在文革期间曾一度看重年产量，而现在应综合考虑，即主要看经济效益，如果不顾成本，销售等情况，盲目追求年产量，有时年产量越高，企业亏损就越大。

　　“生产类型”有单件生产，成批量生产和大量生产三类，学生很容易理解这一概念，也很容易误认为生产类型仅由年产量决定。可举例：A厂家年生产钻笔刀五千个，B厂家年生产飞机六架，既B厂家年产量不到A厂家的八百分之一，但是A，B两厂家的生产类型均为成批量生产。从而得出结论：生产类型的划分还要从产品的高科技含量、规模大小等因素综合衡量。

　　二、应用基础知识，深化课程内容

　　在学习方法上，学生从中学课程到工科课程需要一个适应的过程。故在教学中尽量用中学课程知识分析本课程中的一些问题，从中学知识自然而然引出本课程内容，这样学生就不会觉得本课程难学。从心理学的成就动机理论可知，学生越觉得不难的课程就越有信心，越有信心就越容易学好本课程。

　　金工课程中有许多曲线的分析，其中，相图特别是铁碳相图的理解和分析又是本门课的重点，难点。在讲到曲线分析时，先简单回顾二元坐标系知识，明确坐标系中点的解析意义，告诉学生分析曲线实际上是分析曲线上的点在变化过程中横坐标值和纵坐标值的变化，量变到质变，从而组织发生变化进而性能发生变化。

　　讲到含碳量对钢机械性能的影响曲线图时，先让学生自己分析较简单的塑性和硬度随含碳量的变化曲线，学生均能自己得出正确答，再分析讲解含碳量对强度的影响：从左到右曲线先上升后下降，而上升与下降的转折点所对应的含碳量约为1.0%，故结论为：当含碳量小于1.0%时，钢的强度随含碳量的提高而升高;但当含碳量大于0.1%时，钢的强度则随含碳量的提高而降低。

　　在介绍不锈钢耐腐蚀的原因时，先提问：化学中所讲过的金属活动顺序表中，Cr、Ni、Al等元素的活动顺序位于Fe元素之前还是之后?许多同学把金属活动顺序表背一遍之后均回答在Fe元素之前。再引入正题，不锈钢中的主加元素Cr、Ni、Al等在介质中抢先与介质中的氧起反应，在钢件表面形成致密的保护膜氧化铬、氧化镍、氧化铝等，从而提高了钢的抗化学锈蚀力;另一原因也基于化学的知识，既Cr、Ni、Al等元素还提高了钢基体的电极电位，从而也提高了钢的抗电化锈蚀能力。

　　三、与一些俗语等相联系

　　“锻造时材料加热”与“趁热打铁”相联系。锻造时材料加热的目的是提高其塑性、降低变形抗力以便于加工，与“趁热”有类似之处。同时强调，铁是不能锻造的，更准确的说法应为“趁热打钢”。

　　“造型材料中粘接剂的作用”与“一盘散沙”相联系。铸造生产中造型材料由原砂、粘接剂、附加物、沙和水组成。其中原砂、旧砂均是一粒一粒散砂，强度很低，只有经粘接剂将散砂粘接起来成为一个整体，强度才会提高。就像“一盘散沙没有力量，团结起来才有力量”一样。

　　“人生得意须尽欢，莫使金樽空对月”是脍炙人口的诗句，可将其中的“金樽”与“黄铜”相联系。“金樽”(原意：金子做的酒杯)并非普通人所能拥有，普通人的酒杯是用黄铜制作的，因黄铜具有金灿灿的光泽，而价格比金低得多。再介绍许多工艺品、装饰品都用黄铜制造，而不用金制造。

　　四、用比较的方法总结、复习

　　在教学中引导学生从比较、分析中找出相同、相似之出与差异之点。比较见差别，差别显实质。通过比较，有助于学生准确、深刻、牢固地掌握所学内容。

　　比较所用的线索有粗线索与细线索，就像树干与树枝一样。以下是常用于引导学生分析比较的一些线索。

　　(一)钢与铸铁(以灰口铸铁为例)比较：

　　1、铸铁机械性能比钢低。因铸铁中含有机械性能极低的石墨。

　　2、铸铁的铸造性能比钢好。因铸铁有共晶反应而使其流动性比钢高;铸铁中的石墨“热缩冷胀”而使其收缩性比钢小。

　　3、铸铁的耐磨性能比钢好。因铸铁中的石墨很软而很容易被磨掉，使石墨原来所占据的位置成为储存润滑液的“小仓库”;而钢中没有这种“小仓库”。

　　4、铸铁的减震性能比钢好。因铸铁中的石墨像小孔洞一样能吸收震动的能量。

　　5、铸铁的切削加工性能比钢好。因铸铁中的石墨极软。

　　6、铸铁的切口敏感性比纲低。铸铁中的石墨本身就是许多小切口，受外界影响再多几个小切口也无防。

　　(二)铸造、锻造、焊接最突出特点比较：

　　铸造能生产形状复杂的零件。因铸造造型时可用型芯、活块形成零件内外部结构。可告诉学生：制图中所画的零件，需用剖视图表示的绝大部分零件都是用铸造的方法生产的。

　　锻造因在外力作用下成形，材料晶粒被打碎，内部的一些孔洞被压合，故锻件具有较致密的组织和较高的力学性能，此外，锻件往往还具有合理的纤维组织。

　　焊接是把材料连接的一种方法，因而最突出特点是以小拼大。

　　(三)各种切削加工方法比较：

　　1、精度

　　精度最低的是钻削加工，等级为IT13—IT11。因钻头属于定尺寸刀具，切削速度较低;且钻削为半封闭工作条件，散热难、排屑难，排不出的碎屑易将已加工表面划伤，散不出去的热量易使工件变形。

　　精度中等的是刨削加工和铣削加工，等级为IT9—IT7。刨削因切削速度较慢所致。铣削因是间续切削，加工时铣刀刀齿不断切入、切出，导致切削力变化产生冲击和振动，使铣削不平稳，故精度上不去。

　　精度范围较广的是车削加工，等级为IT13—IT5。它可进行粗加工、半精加工和精加工。其中不同的精度靠选择不同的切削用量获得，切削速度越大、走刀量越小、吃刀量越小，工件精度就越高。

　　精度最高的是磨削加工。它可进行粗加工(粗到进行切断)、半精加工、精加工、精细加工和超精加工(IT6—IT3)。其中不同的精度靠选择不同的切削用量和粒度不同的砂轮获得，砂轮颗粒越细小，工件精度就越高;切削用量的选择与车削相同。另外，不同的磨削方法对精度也有影响。

　　2、生产率

　　生产率最高的是磨削加工，因磨削速度最高且为连续切削。

　　生产率较高的是车削加工和铣削加工，车削因速度较高且为连续切削;铣削因速度较高且为多齿刀具。

　　生产率最低的是刨削加工和钻削加工，两者均因切削速度很低。

　　各种切削加工还可比较成本、加工范围、刀具形状及其装夹、工件形状及其装夹等。还可将切削加工与铸造、锻造、焊接进行比较。

　　(四)特种加工方法与传统加工方法比较：

　　有时“不比不知道，一比吓一跳”。传统的加工方法虽然有几千年的历史，在人类征服自然、改造自然的过程中可谓功不可抹，但它在近几十年发展起来的特种加工面前却显得势单力薄，就拿特种加工中的激光加工来说，它具有高精度、高生产率、能进行细微加工、可透过玻璃进行真空加工、应用范围广等传统加工方法所不能比拟的优点。

　　从不同的角度出发，整理出不同的线索，用这些线索交错比较，就像从不同角度观看雕塑作品一样，可对有关知识有非常全面、透彻的了解。

　　五、及时介绍最先进的知识

　　在高速发展的时代，各学科知识日新夜异。教材已不可能包罗本学科最新、最先进的知识，青少年学生更容易接受新知识、新思维。在课堂上经常结合教材有关内容，及时介绍一些最先进的材料知识和最先进的加工方法，大大地开阔了学生的视野，有助于培样学生面向未来的入门能力。

　　在讲述完晶粒越细小，材料机械性能越好的内容后，及时补充介绍：纳米材料就是一种晶粒非常非常细小的新材料，它因晶粒很细小，不但机械性能较普通材料高，且产生一系列不同于普通材料的新奇的性能，从而成为材料学科研究的热点，纳米材料和纳米科技被公认为二十一世际最具发展前途的科研领域。

　　在讲完焊接这一章后，借助于电教手段，给学生补充最先进的焊接加工方法如激光焊接、摩擦焊接、爆炸焊接等。

　　六、用通俗、形象的比喻

　　适当、生动、形象的比喻可加深学生的记忆，有助于将抽象的概念具体化、形象化。

　　“金属疲劳”这一抽象概念，其定义为：材料在重复或交变应力的作用下，所受应力小于其允许的屈服强度时，材料所发生的断裂现象。这一现象就像人生病时，人的体力、智力等各种能力会有所下降一样。疲劳发生的条件为在重复或交变应力的作用下，就相当于人生病时，性能降低。而且疲劳都是突然发生的，具有很大的危险性，这就是为什么很多产品到规定的使用年限要强制报费，如机动车等。

　　铸铁的分类：石墨为层片状的叫灰口铸铁;石墨为团絮状的叫可锻铸铁;为球状的叫球墨铸铁;其中的团絮状可形象的比喻为像天上的白云一样，断断絮絮不规则的形状。

　　七、让学生实习目地具体化

　　在学生金工实习前布置一些题目，让学生带着问题在实习过程中逐步寻找答案。这样可提高学生参与实习的主动性，促进学生动脑思考，改变以往学生实习时只动手不动脑的状况，实际上也是一个从感性认识到理性认识的过程。还有助于培养学生独立分析问题，解决问题的能力。课堂上讲到有关内容时就先提问，学生均能回答出绝大部分问题，这样就把理论与实际有机的紧密联系起来。可经常布置的题目有：(1)切削加工(车，铣，刨，磨，钻，钳)时，工件如何装夹?刀具又如何装夹?(2)总结各切削加工方法的加工范围。(3)手弧焊和气焊所用的工具，设备有何不同?

　　此外，在教学中还需培养学生的创造意识以及对常见材料和加工方法的经济意识。

　　在教学中，针对不同内容，适时的交替用各种方法进行教学，既能将枯燥的内容讲得生动、有趣;让学生树立学习信心，对有关知识有非常全面、透彻的了解;又能开阔学生的视野;提高学生分析问题，解决问题能力。

　　参考文献：

　　1、刘世荣.金属学与热处理.机械工业出版社.1991年

　　2、陈长生、霍振生.机械基础.机械工业出版社.2003年

　　3、曾宗福.机械基础.化学工业出版社.2003年

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文章名称： 金工课程的教学方法探讨

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