例如，在讲到金属材料及其力学性能时，笔者举一个现实性、学生感兴趣的中国第一艘航母“瓦良格”号实例，即现在的“辽宁舰”。该舰最初由苏联时期黑海造船厂设计建造，随着20世纪90年代前苏联解体，建造工作停止。1999年，乌克兰与澳门一家“旅游有限责任公司”签订协议，以2000万美元的价格出售。“旅游有限责任公司”购买“瓦良格”号航母的理由是，将其改造成一个大型海上综合旅游设施。2002年3月4日，“瓦良格”号航母经过重重困难终于抵达航行的终点——中国大连港口。首先专家对它进行反测绘，测量船体使用材料、钢材、抗打击能力即冲击韧性。紧接着笔者引入新课，金属材料加工首先要合理选材，在选材中不断创新，而且世界各国都在科学研究新型材料，从而推动科技的发展，对此学生乐于接受。举例教学，办法简单，能马上贴近学生的实际生活，可收到良好的教学效果。因此，在教学过程中教师要注意观察生活，收集素材，以便在教学中使用，激发学生的学习兴趣。
二、好奇心，激发学生的学习兴趣
三、小故事，大启发
在讲到冲击韧性试样时，为什么把它做成缺口形状？引用北大教授张学政讲到应力集中时，先讲一个小故事：过去山村老百姓敲锣时，锣出现裂纹，为了防止裂纹蔓延，两边各凿一个孔，使其延缓过度，这样几十年后原样不变。接着讲述原理：一块布一拉，这个应力是均匀分布的，但是当你剪个口再拉，应力马上就集中在这个刀口呈指数函数增加成千倍、万倍地增加。应力大于材料的屈服强度，产生大的塑性变形，最后断裂。所以工程上最可怕的问题是零件内部有裂纹，或者有棱角、尖角的切口，包括外部切口。这样道理浅显易懂，小故事，大道理，激发学生的学习兴趣。培养了学生热爱生活，善于观察生活，尊重科学并运用科学的意识。
四、多媒体与传统教学结合法，吸引学生注意力
例如铁碳合金相图讲授：笔者先在黑板上画出铁碳合金相图，不同彩色粉笔标出特性点、特性线，然后进行铁碳合金相图多媒体演示课件。这样改变了传统教学中粉笔加黑板的单一、呆板的表现形式，能将抽象、生涩、难懂的知识直观化、形象化，激发学生学习兴趣，调动其主动学习的积极性。这样学生对新知识的学习更加形象、直观、明了，便于自主学习，加快记忆，增加学习欲望。
五、理论联系实际,学以致用
六、小结
尽管在国家、省、市技能大赛上捷报频传，人们往往用“技能在手，就业不愁”来形容中职生，但是繁荣表象下面难掩中职生的“先天不足”，教育教学过程中暴露出来的问题不容忽视。1.学校方面。中职教育培养的是技能型人才，大部分中职生就业岗位是一线操作人员，但技能培养恰恰是一些职业学校的薄弱环节，不少学校缺乏基本实训设备和师资，只能在黑板上“种田”、教室里开机器，学生缺乏真刀真枪的实战能力，毕业后无法满足企业用工需要。2.学生方面。中职生多为15～18岁之间，处于生理和心理的成长时期，对未来生活和所从事职业充满幻想，但对走进企业、独立生活认识不足、缺乏足够的心理准备，因而许多学生对技能操作训练不够重视，走马观花、浅尝辄止，笔者经常发现本应在车间进行实训的学生在外面游荡。还有些学生受普教学习方式影响，重视文化课轻视技能训练，动手能力差、技能不过硬；有些学生不愿到生产一线工作，小事不愿做、大事做不了，眼高手低，频繁跳槽。因此，中职生的职业技能素质和企业要求之间有很大差距。
二、中职生职业技能培养的主要途径
面对市场竞争压力的不断增大，中职学校应从专业设置、教学改革、实训基地建设、校企合作等多个环节上加强学生专业技能培养，增强其就业竞争力。
1.依市场需求确定培养方向。
职业教育的“社会性”和“职业性”特点，决定了中职学校必须根据社会经济发展、职业岗位要求确定专业设置和课程安排。因此，学校应与社会各行各业保持密切联系，了解企业人才需求动向，根据市场需求确定学生的培养方向和培养目标，从而实现人才培养与社会适应性和岗位针对性的有机统一。以北方工业学校（以下简称“我校”）为例，在多年办学过程中逐步形成了颇具特色的专业布局：利用技工教育与中专教育的宝贵经验，将普通中专的专业与技工学校的工种对接起来，如将普通中专的工业设备安装专业与技工学校的铆工、管工对接，机械加工技术专业与车铣刨工、钳工对接，把专业分解成多个工种开展招生、教学培训和就业安置，为企业选择员工、学生选择专业提供清晰、明确的概念。
2.根据经济发展设置和调整专业。
3.围绕职业能力实施教学改革。
4.加强实训基地建设强化技能培养。
关键词：金属学与热处理铁碳相图热处理实践教学
金属学与热处理涉及金属学基础板块、热处理原理与工艺板块和常用工程材料三个板块，是材料专业的一门重要的基础课程，是学习其他专业知识的基础。很多学生学习起来感到非常吃力，甚至对课程失去学习信心。如何激发学生学习兴趣，提高学习效率非常重要。为达到良好的教学效果，本文将从以下6个方面进行探讨。
一、结构脉络清晰
金属学与热处理这门课程内容庞杂抽象，作为专业基础课程与以前学习的课程在学习方法上有很大的差异。虽然课程对于学生来说在前几章有些显得知识点多而且难以理解，但全书结构脉络，其顺序为基础原理―工艺原理―材料应用，使得各章节内容环环相扣，紧密相连（如图1）。
二、透彻讲解概念
概念是反映对象的本质属性的思维形式，准确地把握理解概念，才能深刻地认识事物。对于金属学与热处理课程来讲涉及很多零散的概念，如δ-Fe、γ-Fe、α-Fe、F（铁素体）、A（奥氏体）、M（马氏体）等，如何将这些零散的概念整合，并且真正理解，需要教师引导学生从本质上进行归纳和总结。δ-Fe、γ-Fe、α-Fe是铁元素在不同温度下的同素异构体，如果碳溶入不同晶体结构的铁中将形成不同的产物，如碳溶到δ-Fe形成高温铁素体，碳溶到γ-Fe形成奥氏体，碳溶到α-Fe形成铁素体，而碳溶到α-Fe的过饱和固溶体则会形成马氏体。这样总结就能让学生对所学知识有个系统的掌握同时方便其记忆。
三、重点突出
重点应从整本教材和每节课内容上分别进行把握。对于教材重点掌握是建立在基本理论的理解之上，如一般认为铁碳合金这一章节是全书的重点，而对铁碳相图的掌握又是重中之重，对于今后的学习具有深远的影响。铁碳相图实际上是对二元合金相图（包晶相图、共晶相图和共析相图）的综合应用，想要真正理解掌握铁碳相图，就必须完全理解二元合金相图的含义。通过对学生掌握情况分析发现，二元合金相图没有掌握的学生在学习铁碳相图时一知半解，记忆起来非常困难，可见掌握基本知识的重要性。
四、组织课堂讨论
五、丰富的教学手段，调动学生的积极性
金属学与热处理“金属的晶体结构”的内容需要学生建立空间概念，这就要求学生具有良好的空间想象能力。然而，让建立起的空间发生变化就显得更加的困难，为帮助学生理解可利用多媒体、教具、模型、挂图等手段辅助教学，达到理想的教学效果。如讲解晶体结构时，关于金属典型晶格的原子排列可利用模型加以演示，方便学生观察；学习“晶体中原子的堆垛方式”时，可利用教具进行讲解，为达到更好的教学效果可将教具发到学生手中，让其亲身体验“原子的不同堆垛方式形成不同的晶体结构”，激发学生的学习兴趣；讲解晶体缺陷时，需要原子在空间上发生变化，尤其线缺陷中的位错难以理解，可借助多媒体利用Flash等软件实现动画效果，让学生可以直观看到原子的移动方式。应用恰当的教学手段，既攻克了教学难点和重点，又使学生产生了浓厚的学习兴趣，为今后的学习打下坚实的基础。
六、注重实践教学
本门课程中热处理部分是针对工件的加工工艺，需要学生对工厂情况和零件生产有直观的认识，因此在讲本门课程前应安排进厂认识实习。同时考虑到实际生产和实验设备不同，在实训基地讲解实验设备时应对比工厂所用设备分析它们的异同点，帮助学生了解真实的生产过程。为培养学生从知识向能力转化的能力，安排了3个实验共6个学时。为了提高实验效果，要求学生做好实验前的预习准备，学生根据实验指导书和教材中有关实验的章节进行实验前的预习并写出预习报告。实验老师根据学生预习情况，讲解实验目的和实验中应注意的事项，学生按照实验要求，独立完成实验，并做好实验记录，并根据记录进行数据处理，分析实验结果，认真书写实验报告。在此过程中，实验教师应根据学生的操作情况提出问题，启发帮助学生完成实验。
此外，为提高学生的实验积极性和主动性，实行实验室对学生开放，鼓励学生到实验室，在实验老师的指导下对自己感兴趣的实验进行动手操作，提高其分析、解决问题的能力。
七、结语
提高金属学与热处理课程授课质量，教师应优化和整合教学计划，多采用多媒体、教具、模型、挂图等多种教学手段，为理解理论知识打下坚实的基础，帮助学生掌握重点、突破难点。同时为适应社会需求应注重实践教学，注重培养学生的动手能力，努力为社会培养综合素质较高、适应面较宽和技术应用能力较强的应用型高级人才。
参考文献：
【关键词】铸铁；焊条电弧焊；工艺；应用
中职焊接专业的学生在学习焊接专业课“焊工工艺学”时，必然会学到“铸铁的焊补”这一章的内容。而在中职学校教学的实训课上，几乎都没有安排铸铁焊补的实操练习，学生对这部分内容的理解和掌握，都是依赖教师的讲解。这就给教师“如何讲授铸铁的焊补”提出了更高的要求。在多年的教学过程中，通过总结得出：在讲授“铸铁的焊补”一章内容时，一要降低理论的难度，以适度够用的概念和原则的理解为辅，二要重点突出实用性，以实际应用的经验和策略为主，通过铸铁焊补实例的讲解，让学生身临其境的感受整个焊补的过程，提高学生对铸铁焊补知识的理解水平和应用能力。
具体从以下四个方面进行讲授：
1．从讲授“铸铁焊接的应用及产生的经济效益”入手，提高学生对本节内容的认识
铸铁是含碳量在2.11％--6.69%的铁碳合金。是工业生产中最重要的工程材料之一。广泛地用于制造：底座、齿轮箱、工作台、汽缸体、齿轮、阀体、活塞、联轴器、轴承座、液压缸等等。因此，铸铁的焊接主要是对各种铸造缺陷或者损坏的铸铁件进行的焊补修复及利用焊接技术生产新的零件。具体表现在以下三个方面：
1．1铸造缺陷的焊接修复。我国各种铸铁的年产量现约为800万吨，有各种铸造缺陷的铸件约占铸铁年产量的10%-15%，即通常所说的废品率为10%-15%，若这些铸造工件报废，其损失每年高达10亿元以上。采用焊接方法修复这些有缺陷的铸铁件，由于焊接成本低，不仅可获得巨大的经济效益，而且有利于及时完成生产任务。
1．3零部件的生产。这是指用焊接的方法将铸铁（主要是球墨铸铁）件与铸铁件、各种钢件或有色金属焊接起来而生产出零件。我国目前在这方面比较落后，处于刚起步阶段。如我国山东某厂已用高效离心铸造的大直径球墨铸铁管与一般铸造方法生产的变直径球墨铸铁法兰用焊接方法连接而制成产品。制造中铸铁焊接已成为我国下一步发展铸铁焊接技术的方向。它往往具有巨大的经济效益。
2．从生产中应用最广的铸铁――灰铸铁的可焊性分析入手，探寻灰铸铁焊补中存在的主要困难
2．1铸铁的性能及分类：铸铁按照碳在组织中存在的形式不同，主要分为：白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁。
2．1．1灰铸铁。灰铸铁中的碳，主要以片状石墨的形式分布于铸铁基体中，断面呈暗灰色，故又称灰口铸铁。灰铸铁的强度低，塑性很差，但具有良好的耐磨性、吸振性和切削加工性，并且成本低，故是工业上运用最为广泛的一种铸铁。
2．1．3可锻铸铁：碳以团絮状分布的铸铁称为可锻铸铁。可锻铸铁具有较高的强度和良好的塑性，并有一定的塑性变形的能力，因而得名可锻铸铁，但实际上并不能够锻造。
2．1．4球墨铸铁：碳以球状分布的铸铁称为球墨铸铁。球墨铸铁的强度接近于碳钢，具有良好的耐磨性，并能通过热处理提高性能，因此，被广泛用于机械制造业中。
2．2灰铸铁的焊接性：灰口铸铁目前常以铸件的形式运用于生产，由于铸造工艺的特点，铸件往往存在着各种不同程度的缺陷，在生产现场中也有各种原因而损坏的铸件。灰铸铁的焊接实际上就是对存有缺陷或者损坏的铸件进行补焊。灰铸铁由于含碳量高、杂质多、强度低、塑性差，所以，焊接性差，在焊接中易产生白口组织和裂纹等缺陷。
白口组织：灰铸铁中的碳以渗碳体的形式析出，是一种硬而脆，塑性几乎为零的组织。焊缝中及焊缝周围的热影响区一旦产生白口组织，在焊接不均匀的加热和冷却过程中，极易造成裂纹，从而导致焊接工件的报废。
裂纹：是一种危害最大的焊接缺陷。裂纹不仅降低接头的强度，而且还会引起严重的应力集中，使结构断裂破坏。
另外，由于被焊工件的多样性、化学成分及金相组织的差异，铸件厚度及形状的不同，产生缺陷的位置不同、工作介质的腐蚀状况不同等等因素的影响，均给焊补工作带来很大的困难。
那么，如何进行灰铸铁的焊补？
3．以最常用的焊条电弧焊的方法来讲解灰铸铁焊补的具体方法和工艺措施
灰铸铁焊补方法主要应根据铸件大小、焊补处情况、刚度大小及焊后的要求（如：加工要求、致密性、颜色等）来选择。常用的是焊条电弧焊和气焊，有时也采用CO2气体保护焊、钎焊或电渣焊。主要给同学们介绍：焊条电弧焊补焊灰铸铁的方法和工艺措施。
根据焊件在焊接前是否预热，焊条电弧焊可分为冷焊、半热焊（预热温度在300―400℃）和热焊（预热温度在600―700℃）三种方法。
焊条电弧焊焊补铸铁时，一般采用铸铁焊条，如：EZC型号（Z208、Z408）等。但焊补要求不高，刚度不大的非加工面也可用碳钢焊条，如：E4303、E5015等。
3．1热焊法：热焊法是焊接前将焊件全部或局部加热到600―700℃，并在焊接过程中保持一定的温度，焊后在炉中缓冷的焊接方法。用热焊法时，焊件冷却缓慢，温度分布均匀，有利于消除白口组织，减少应力，防止产生裂纹。但热焊法成本高、工艺复杂、生产周期长、焊接时劳动条件差，因此应尽量少用。只有当缺陷被四周刚度大的部位所包围，在焊接时不能自由热胀冷缩，用冷焊易造成裂纹的焊件才采用热焊。热焊时常用的铸铁焊条型号是EZC(Z208、Z408)。热焊的工艺特点是采用大电流（焊接电流值可达焊条直径的50倍），连续焊，焊后保温缓冷。
3．2冷焊法：冷焊法是指焊件在焊前不预热，焊接过程中也不辅助加热的一种方法，因此可以大大提高焊补生产率，降低焊补成本，改善劳动条件，减少焊件因预热时受热不均匀而产生的变形和焊件已加工面的氧化。因此，在可能的条件下应尽量采用冷焊法。目前冷焊法正在我国推广使用，并获得了迅速的发展。
但是冷焊法在焊接后因焊缝及热影响区的冷却速度很大，极易形成白口组织。此外，因焊件受热不均匀，常形成较大的内应力，会造成裂纹。目前铸铁冷焊常采用异质焊接材料，如：纯镍铸铁焊条EZNi(Z308)、镍铁铸铁焊条EZNiFe（Z408）、普通低碳钢焊条等来获得非铸铁焊缝组织（如钢焊缝、有色金属焊缝等）。
异质焊接材料电弧冷焊工艺要点是：
3．2．1采用细焊条、小电流、快速焊接，以减少铸铁母材在焊缝中的融合比，降低焊缝中碳、硫的含量。同时减少了焊接热输入，减少焊接应力，防止裂纹。由于电流小，热影响区窄，使半熔化区的白口铸铁组织层变薄，有利于加工。
3．2．2采用短段焊、断续焊、分散焊、分段退焊等，并在每焊10―15mm左右长度后，立即用小锤迅速锤击焊缝，待焊缝冷却到不烫手（大约50―60℃）时，再焊下一道，以减少焊接应力，防止裂纹。
3．2．3坡口较大时，应采用多层焊，后层焊缝对前层焊缝和热影响有热处理的作用，可使接头平均硬度降低。但多层焊时焊缝收缩应力较大，易产生剥离性裂纹，因此应注意合理安排焊接顺序。
3．3半热焊法。半热焊法是焊接前将焊件预热到300―400℃时进行焊补的一种方法。该法介于冷焊法与热焊法之间，常用于刚度不大的小结构件的焊补。
4．列举焊条电弧焊冷焊法、热焊法在典型工件焊补过程的应用，提高学生对所学知识的实际应用能力
例举实例：液压缸补焊
4．1液压缸补焊存在的困难：
4．1．1可焊性差：材料为HT250，其碳当量均为0.6%以上。同时，液压缸体积大，冷却速度快，焊接过程很容易出现淬硬组织，导致裂纹，，所以必须采取预热和焊后高温回火措施。但实际上，液压缸变形受到限制，实现理想的工艺措施是很困难的。
（复习内容：碳当量――是根据钢材的化学成分，粗略判断焊接时产生裂纹倾向的一种方法。一般认为：当碳当量＜时，钢材淬硬倾向不明显，可焊性良好，焊接时不必预热。当碳当量＝0.4%―0.6%时，钢材的淬硬倾向逐渐明显，可焊性有限，需按工件的冷却条件适当的预热，进行控制线能量等工艺措施。当碳当量＞0.6%时，淬硬倾向严重，属于较难焊的材料，需采取较高的预热温度和严格的工艺措施。
4．1．2要求变形小：液压缸精加工后变形总挠度不得超过0.5mm，由于液压缸几何尺寸复杂，刚度大，在焊接热循环作用下，引起的残余应力也大，加工冷却速度快，容易形成淬硬组织，这就是液压缸补焊的主要困难。
4．1．3焊缝金属性能要求高：液压缸是在高应力下工作的，并经常受到频繁启动和停机的交变应力作用，因此，要求焊缝金属必须具备一定的耐疲劳性能，抗氧化性能和组织的稳定性。所以，一定要选择相应的优质焊条。
4．2液压缸补焊的工艺方法及各自的优缺点：
4．2．1热焊法：同种材料的焊接，常选用型号是EZC(Z208、Z408)焊条。按灰铸铁焊接工艺要求进行预热和焊后缓冷。
热焊法工艺复杂，变形量大，但焊接材料和液压缸相同，焊后组织稳定，运行可靠。
4．2．2冷焊法：异种材料的焊接，常选用纯镍铸铁焊条EZNi(Z308)、镍铁铸铁焊条EZNiFe（Z408），进行低温预热。
冷焊法工艺简单，考虑到液压缸材料可进行低温预热，采用塑性好的纯镍铸铁焊条EZNi(Z308)、镍铁铸铁焊条EZNiFe（Z408）。
4．3液压缸的热焊：
4．3．1焊前准备：
①查清裂纹的起端和尾端，对裂缝及周围进行除油清洗。除油的方法可用丙酮清洗，钢丝刷等刷净，也可用气焊火焰分段加热，烧尽油污至不冒烟为止，加热温度不宜过高，一般不超过400℃，否则会引起裂纹。
②坡口的准备：开坡口前先在裂纹两端钻止裂孔，然后用扁铲，角向砂轮将坡口加工成单边V型或U型，U型坡口可减少焊缝处的熔合比，应尽量采用U型坡口。坡口表面应平整光滑，坡口的大小可根据被焊工件的厚度决定，在能满足强度要求和操作方便的前提下，坡口选择越窄越好。坡口形状要保证便于焊补及减少焊件的熔化量.
③进行预热：对液压缸进行整体预热，采用工频感应加热法可做到升温缓慢，加热均匀，不至因预热引起附加热应力和变形。根据计算和经验，预热温度在250―350℃之间为宜，过高则会引起液压缸的变形，过低如低于250℃会产生淬硬组织，可能要引起裂纹。对于液压缸的边缘部位，如感应加热温度偏低时，可用火焰和电炉进行局部的辅助加热。
4．3．2焊接过程及工艺：
①选用Z208或Z408，φ=3.2焊条，I=150―160A电流，第一层做单道焊，直线运条。
②从第二层开始，每焊完一道要及时锤击。用圆头半径为1―1.5mm，宽10mm左右锤头的风铲（风压：2―3公斤/cm2)从中间向两侧各击一次，其方法见下图。
③为了防止焊缝收缩应力引起变形，每层应先焊坡口两侧，后焊中间焊道，见下图。
全部焊完后用石棉灰覆盖进行300℃三小时的保温，防止裂纹，最后拆除保温层空冷。
4．4液压缸的冷焊：
4．4．1焊前准备：①、②同热焊。
4．4．2焊接过程及工艺：
①选用塑性好的纯镍铸铁焊条EZNi(Z308)、镍铁铸铁焊条EZNiFe（Z408）。φ=3.2焊条，小电流I=90―100A、快速焊接。从坡口根部开始单道施焊，也可以敷焊两层，待敷焊层焊完后，需用低倍放大镜仔细检查，认为满意后，再用焊条进行堆焊。
4．5液压缸补焊中防止变形的措施：
4．5．1为了减少液压缸的变形，补焊时应尽量减少坡口和控制焊接热规范。
4．5．2缺陷距液压缸截面重心较远或集中于重心同一侧时，可不焊的应尽量不焊，对于缺陷位于液压缸重心两侧或接近于重心轴时，可以适当地多焊或对称焊，以利于控制变形。
4．5．3补焊量较大时，必须事先估计出变形趋势加以预防，如:进行残余变形概算，进行加固等。
4．5．4为了减少变形，对同时有很多裂纹的液压缸，则应先焊最大的裂纹，使其有伸缩的可能，再对称的补焊相应的裂纹。对于小裂纹，深度一般不超过壁厚10―15%的可以不焊，要磨掉，但需磨成圆滑状以防应力集中。
4．5．5为防止变形，在有条件时，尽量开双面坡口，即减少填充金属量，又容易控制变形。
4．5．6在确保强度的情况下，为减少变形，可以酌情不焊满坡口。