陳傳輝
(徐州工程機械技師學院 江蘇徐州 221000)
教師創(chuàng)設情境,以學生的生活常識為出發(fā)點,形成學習動機,強化術語和概念。“同學們都有下雪時暖和,化雪時冷的生活常識,為什么會這樣呢?”教師由此引出結晶潛熱,下雪時暖和是因為放出結晶潛熱,而化雪時冷是因為吸收結晶潛熱,進而引入金屬結晶的結晶潛熱,說明結晶時出現(xiàn)結晶平臺的原因。這樣學生就順利掌握了結晶潛熱術語和結晶平臺理論。
“相”是合金中成分、結構及性能相同的組成部分。如果直接按“相”的概念來講解,因認知水平等方面的原因,學生難以接受和理解,即使強學強記,也是一知半解,學過就忘。對此,老師可舉例:雞蛋蛋黃中脂肪和膽固醇的含量高,蛋中的營養(yǎng)價值基本都在蛋黃中,其中有許多微量元素都是人體所需的,而蛋清中幾乎沒有脂肪,養(yǎng)顏美容價值功效比較高,蛋清和蛋黃都可以看成一個相,它們的成分不一樣,且蛋清與蛋黃有明顯的界限,可以看成相界。這樣,學生就很容易理解相和相界的概念[1]。
許多同學對金熱概念記憶不準、理解不清,甚至出現(xiàn)概念錯誤的情況,很大一部分原因是沒有確切掌握概念的內(nèi)涵,只是機械地記憶,時間一長就忘了。塑性的指標是斷后伸長率和斷面收縮率,對于這兩個概念,我們可以采用咬文嚼字、顧名思義的方式去理解其內(nèi)涵。斷后伸長率概念中的“斷后”是指金屬試樣拉斷后,“伸長率”是指試樣伸長量與試樣原始長度之比的百分率,其計算公式為A=(Lu-L0)/L0×100%,其中Lu為試樣拉斷后的長度,L0為試樣原始長度,Lu-L0就為試樣伸長量。
斷面收縮率概念中的“斷面”是指金屬試樣拉斷后頸縮處的截面,“收縮率”是指試樣頸縮處面積變化量與試樣原始橫截面積之比的百分率,其計算公式為Z=(S0-Su)/S0×100%,其中S0為試樣原始橫截面積,Su為試樣頸縮處的橫截面積,S0-Su就為頸縮處面積變化量。將一個概念如此進行咬文嚼字,深刻剖析概念的真正內(nèi)涵,學生稍加理解和消化,就能達到“記得住、記得牢”的目標。同時,水到渠成地得到斷后伸長率A和斷面收縮率Z的數(shù)值越大,說明金屬材料在斷裂之前產(chǎn)生塑性變形的能力越強,其塑性也就越好的結論。也就將金熱教材中此部分的知識“模塊化”和“體系化”,有利于學生掌握和消化。
以此類推,金熱課程中形變強化、同素異構轉(zhuǎn)變、間隙固溶體、固溶強化、等概念,都可以“咬文嚼字”的方式挖掘其內(nèi)涵。
金熱教材中的概念和術語眾多,若在學習重要概念時,采用以重要概念為圓心,周圍相關知識點為拓展對象,易于形成的知識體系,相關知識不再是點狀的。共析轉(zhuǎn)變概念是在溫度不變的條件下,從一個固相中同時析出兩個固相的轉(zhuǎn)變。我們可以結合鐵碳合金相圖,以共析轉(zhuǎn)變反應式:As≒P(F+Fe3C)為中心,分析成分條件WC=0.77%、溫度條件727℃、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為P(共析體),其中滲碳體稱為共析滲碳體。將概念講授清楚、講授明白。
由成分條件WC=0.77%,引出共析點C點和共析鋼的概念,進而引出共晶點和共晶白口鑄鐵。由溫度條件727℃,引出共析線PSK,進而引出共晶線ECF。由共析滲碳體,引出共晶滲碳體,引出一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體等概念。這樣,概念就不再單純的是一個概念,而是形成了一個知識體系,有效提高了學生學習效率。
金熱中有些概念、術語比較接近,教師可以利用類似分析法,找出異同點。
碳溶解在α-Fe中形成間隙固溶體,稱為鐵素體(F)。碳溶解在γ-Fe中形成間隙固溶體,稱為奧氏體(A)。鐵素體(F)和奧氏體(A)這兩個概念的相同點都是間隙固溶體,溶質(zhì)都是碳原子,不同點是α-Fe是體心立方晶格,γ-Fe是面心立方晶格,兩者晶格類型不一樣,存在的溫度區(qū)間不同,最大溶碳量不同,γ-Fe最大溶碳量是2.11%,α-Fe最大溶碳量是0.0218%,其力學性能也有差異。
珠光體是鐵素體和滲碳體的混合物,萊氏體是奧氏體和滲碳體的混合物。從鐵碳合金相圖中,可以分析出珠光體是共析反應的產(chǎn)物,而萊氏體是共晶反應的產(chǎn)物。兩者的含碳量不同,混合物中的相不同,滲碳體的含量也不同,其力學性能有很大差異。形變強化和固溶強化都使金屬材料的晶格發(fā)生畸變,導致金屬材料強度、硬度提高,都是強化金屬的手段。兩者強化金屬的原理基本是相同的[2]。
總之,金熱術語、概念眾多,且抽象難懂。在課堂教學中,教師要采用創(chuàng)設情境、顧名思義、類比分析等教學方法,將抽象內(nèi)容變簡單,化難為易,激發(fā)學生的學習積極性,同時要注意教學的科學性和藝術性,達到事半功倍的教學效果。