金属材料性能论文金属材料的论文

金属材料性能论文金属材料的论文：

浅谈“金属材料的力学性能”教学单元中的实验教学

“金属的力学性能”是“金属材料与热处理基础”教学单元中的重要内容,在“金属的力学性能”教学单元中涉及的实验较多,教材通过各种试验机的实验结果分别说明各力学性能指标的测定,但对于大多数中职学校来说,由于条件限制,教学方法普遍采用讲授法,这些试验机也只能是教材上的图片,根本无法演示,更谈不上让学生动手。为此,学生对这些概念是听得云里雾里的,难以理解。在多年的教学实践中,笔者认为,在实验设备缺乏的情况下,仍可进行实验教学,且效果较好,以下作一说明,供同行参考。

一、巧设演示,引出概念

恰当的课堂演示可以把一些深奥难懂的问题直观地反映出来,使学生通过感性认识加深对知识的理解,从而达到深入浅出的教学效果。

例如,在讲授“强度”“韧性”的概念时,可以分别做以下演示实验。

演示1取一段100mm长Φ0.6mm的细铁丝和100mm长

Φ0.9mm的焊锡丝,徒手对拉,锡丝很容易拉断而细铁丝拉不断。

说明细铁丝在拉力(静载荷)作用下更难断裂,即抵抗能力更强。由此引出“强度”的概念,学生便容易理解。

演示2用手指轻弹橡皮泥和粉笔,结果是橡皮泥产生了弯曲但并没有断裂,粉笔立即断成两截飞出。

说明在冲击载荷的作用下粉笔的抵抗能力更弱,由此引出“冲击韧性”的概念。这样学生就能从感受中理解概念。

再如,在讲到材料的硬度时,可用一简单的实验求证课本知识:找

一把小刀切削橡皮擦和铅笔。小刀可以轻而易举地切削橡皮擦,而切削铅笔却要花较大的力气。说明橡皮擦的硬度低,而铅笔的硬度高。在讲到材料硬度的测定方法时,我准备了一块橡皮泥、一块橡皮擦、一块和一把小刀,先将橡皮泥和橡皮擦放到一位同学的手中,要求判断其硬度,说明判断方法;再将小石块和小木块放到这位同学的手中,要

求判断其硬度,并说明判断方法。学生根据生活常识很自然得出如下结论:前者用手捏(压痕法)得出橡皮擦更硬,后者用小刀划(划痕法)得

出石块更硬。接下来再讲授“布氏硬度测量法”等相关内容时,学生便不难理解了。

事实证明,这种简单的演示实验,对帮助学生理解和掌握概念能起到很好的作用。通过加强实验,不仅可以使学生具备一定的感性认识。更重要地是使学生进一步理解物理概念和定理是怎样在实验基础上

建立起来的,从而有效地帮助学生形成概念,导出规律,掌握理论,正确而深刻地领会物理知识。

二、合理运用多媒体教学手段,强化实验演示效果

1.合理运用教材随附的光盘

用光盘中的素材为学生展示相关的试验过程,使学生有相对直观的认识。素材中提供的实验有布氏硬度测试步骤、布氏硬度原理、冲击实验、低碳钢拉伸实验、洛氏硬度测试步骤、洛氏硬度原理、液压式万能试验机拉伸实验。通过视频播放,能让学生从直觉上认识这些试验的过程,从而深入了解各力学性能指标的测定方法。

2.运用网络下载相关视频,让学生加深认识试验过程

现如今,网络资源丰富,我们不仅可以下载以上实验的真实视频,还可以下载工厂车间的生产过程视频,让学生了解生产过程中材料的形变及受力等内容,有助于拓展学生对金属材料的认识,更好地为后续教学奠定基础。

三、引导学生设计测试方法,并付诸实验过程

注重“动手优先”的教学方法,教师的“教”应将重点放在精心组织实际操作的过程中,教师的指导不仅表现在引导学生积极参与操作上,而且表现在指导学生操作之前所进行的实验构思和实验设计上,以及实验结束后引导学生进行实验的总结升华等方面。

通过在“真实”环境下的“做中学、做中教、实践中教理论”,让学生学起来,提高学生的学习兴趣和乐趣,增强学习成效,这符合职业教育

的特性与中职生的认知特点。例如拉伸试验,我们可以引导学生做以下简易分组实验:

将学生分组,每组4人。

实验目的:观察拉伸过程中的强化、缩颈、断裂等现象,并测定断后长度和断面直径。

实验试样:长50mmΦ0.9mm的焊锡丝若干,长50mmΦ0.6mm的细铁丝若干。

实验工具:每组游标卡尺1把,老虎钳2把。

实验过程:

第一步:用老虎钳分别夹紧细铁丝的两端(垫纸),两手对拉直到把铁丝拉断,观察铁丝粗细和长度的变化。

第二步:用老虎钳分别夹紧焊锡丝的两端(垫纸),两手对拉直到把锡丝拉断,观察锡丝粗细和长度的变化。

第三步:通过测量可知,细铁丝的断后长度为60mm(伸长10mm)、细铁丝的断口直径为0.45mm;焊锡丝的断后长度为54.5mm(伸长4.5mm)、焊锡丝的断口直径为0.6mm。

教学实践证明,学生喜欢教师采用这种方法教学,并能取得较为显著的效果。通过设计以上实验,学生对于拉伸过程的强化、缩颈、断裂等现象有了直观的认识,通过“动手”,可进一步巩固“强度”、“塑性” 等知识点。

分组实验向学生提供了丰富的感性材料,他们可以对这些感性材料进行分析、综合、归纳、总结上升为理论知识,且易于理解,便于记忆。通过以上分组实验教学,很好地解决了学生“厌学”的问题,让学生“学有兴趣”、“学有乐趣”、“学有成效”,从而提高学生的学习积极性和自主性,进一步加强学生的创新意识和探究能力,实现学生真正成为学习的主体,提高课堂教学效率,达到以学生发展为本的目标。

四、现场参观,加深对理论知识的理解

完成这一单元的课堂教学后,我们可以安排学生到校实训车间现场参观,观察车间内某些工具或工件的损坏形式,引导学生进一步理解金属材料的力学性能及其指标。如钳工车间出现锯片折断、锉刀、钻头断裂现象,这就是强度问题。再如工件冲号时,有的压痕深,有的压痕浅,这即为硬度。通过现场观察,引导学生思考,从而加深理解所学内容。

针对现有教学体制下学校实验能力不足的问题,教师还可以与当地的科研院所或高校联系,带学生到实验室去参观,以弥补实验教学的不足,增长学生的见识。例如在讲完“金属的力学性能”这一单元后,笔