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“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,笔者带学生到理工学院金属材料实验室进行参观。在实验室里,学生观看了许多实验,如材料的硬度测试、冲击实验、拉断实验、压缩实验。在整个参观过程中,学生表现出了很大的兴趣,认为看到的东西验证了课本的内容,对掌握知识有很大的帮助。
教师在平时的教育教学过程中,应以学生为本,努力践行科学发展观。在新一轮的课改中,切实贯彻“以服务为宗旨,以就业为导向”的职业教育办学方针,坚持以学生为主体的教学理念,着眼于学生的全面发展,在培养高素质劳动者和技能型人才上发挥应有的作用。只有当学生真正“学起来”了,我们才能实现我们的课改目标。实验教学的特点是直观性和可操作性,它不但能激发学生的兴趣,而且有很强的说服力。实验教学在提高教学效果和开发学生创造能力等方面显得尤为重要,同时也是启发学生思维、调动学生积极性、培养动手能力的重要手段。中职教师不能拘泥于学校现有的教学条件,要充分发扬师德精神,认真领会新一轮的课改思想,不断探索,综合学生实际和客观条件,创设可行的实验方案,设计一些简单易行的实验激发学生的学习兴趣,通过实验验证理论,提高学生对知识的认同感,从而有效提高课堂教学质量。
(作者单位:福建省厦门市集美职业技术学校)
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,笔者带学生到理工学院金属材料实验室进行参观。在实验室里,学生观看了许多实验,如材料的硬度测试、冲击实验、拉断实验、压缩实验。在整个参观过程中,学生表现出了很大的兴趣,认为看到的东西验证了课本的内容,对掌握知识有很大的帮助。
教师在平时的教育教学过程中,应以学生为本,努力践行科学发展观。在新一轮的课改中,切实贯彻“以服务为宗旨,以就业为导向”的职业教育办学方针,坚持以学生为主体的教学理念,着眼于学生的全面发展,在培养高素质劳动者和技能型人才上发挥应有的作用。只有当学生真正“学起来”了,我们才能实现我们的课改目标。实验教学的特点是直观性和可操作性,它不但能激发学生的兴趣,而且有很强的说服力。实验教学在提高教学效果和开发学生创造能力等方面显得尤为重要,同时也是启发学生思维、调动学生积极性、培养动手能力的重要手段。中职教师不能拘泥于学校现有的教学条件,要充分发扬师德精神,认真领会新一轮的课改思想,不断探索,综合学生实际和客观条件,创设可行的实验方案,设计一些简单易行的实验激发学生的学习兴趣,通过实验验证理论,提高学生对知识的认同感,从而有效提高课堂教学质量。
(作者单位:福建省厦门市集美职业技术学校)