[科普中国]-焊接冶金学

简介

焊接冶金学是焊接方向的一门专业基础课，在整个专业教学中起着承上启下的作用，是后续专业课程学习的基础，在专业知识体系结构中占有重要的地位。焊接冶金学主要讨论材料的焊接性及焊接工艺要点，以及材料在焊接过程中的化学冶金过程、焊接接头组织性能和焊接过程中缺陷产生及其控制。课程偏重于基本概念和基本理论，抽象难懂。为充分发挥其在培养焊接工程技术人员过程中的重要作用，必须对教学方法进行改革，既要让学生对原理部分有透彻的理解，又要提高理论联系实际、分析并解决实际问题能力。

随着多媒体技术的应用和普及，多媒体教学在很多方面突破了传统教学的限制，为课堂教学提供了非常理想的教学环境。

结合焊接冶金学课程内容特点，合理设计与使用多媒体课件，以更好发挥多媒体课件在本门课程教学中的作用，进而激发学生的学习热情与学习兴趣1。

内容《焊接冶金学》是高等学校焊接专业一门主要专业课教材，它是根据高等工业学校焊接专业教学指导委员会所通过的教学大纲编写。 本书为“基本原理”部分，主要内容：焊接的物理本质、焊接接头的形成、焊接温度场的基本概念；焊接化学冶金；焊接材料；焊接熔池凝固和焊缝固态相变；焊接热影响区的组织和性能；焊接裂纹。本书反映了焊接技术国内外的科研成果，内容丰富，图文并茂。 本书不仅作为高等学校焊接专业骨干教材，也是从事焊接研究和焊接工程的技术人员学习的主要参考书。

根据教学内容合理安排板书与多媒体比例焊接冶金学课程内容主要分为绪论、焊接材料组成及作用、焊接化学冶金、焊接接头组织与性能、焊接缺陷及其控制和金属材料的焊接性。课程内容设置不同，教学手段亦应不同。

绪论为每门课程的点睛之笔，是能否激发学生学习兴趣的关键。课程绪论除了讲授课本上要求的基础内容“焊接的本质、焊接接头的形成、焊接温度场和焊接热循环”外，增加了各种焊接方法包括手工电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极惰性气体保护焊、埋弧焊、CO2气体保护焊等的讲解，以及焊接结构基本知识的介绍。同时，融入国内外专业发展前沿知识，拓宽学生视野。

为了保证在较短的时间内学到更多的知识，在进行焊接方法讲解时，主要采用多媒体技术，结合焊接方法原理图进行讲解。采用多媒体展示各种焊接方法所生产的焊件，并在多媒体中插入各种焊接方法的视频，使学生对焊接方法有更直观、更具体的了解，以激发学生学习兴趣。

焊接材料与焊接化学冶金部分内容以多媒体课件为主，配合适量板书进行教学。焊接材料中，焊条药皮、焊芯、焊丝、焊剂的作用等重点内容采用板书形式进行讲解，而对于其组成、分类和特点以列表形式采用多媒体进行讲解。列表形式简单明了，利于学生归纳总结，学习效果好。焊接化学冶金部分涉及到气体和熔渣与金属作用以及焊缝净化和合金化，此部分内容中涉及一些重要术语及概念，如过渡系数、熔合比、熔渣的酸碱度等，采用板书的方式进行讲授。涉及到具体气体、熔渣以及化学元素的作用，采用列表方式进行讲解和分析，既增加了课堂讲授的信息量，又使教学内容系统化，便于学生理解和掌握。

焊接接头组织性能和焊接缺陷涉及微观组织观察和抽象机理分析是课程难点，以板书为主，多媒体辅助。多媒体内容主要演示焊接接头显微组织，同时对焊接缺陷的微观机理采用自制动画的形式，结合教学思路进行边讲解边播放。金属材料焊接性则主要介绍各种材料可焊性，主要以板书为主，在分析各种材料焊接成形性能及可能出现的缺陷时，采用多媒体播放大量实际应用焊件图片以及焊接缺陷图片，使学生对焊缝成形和焊接缺陷有直观的了解2。

根据教学思路设置多媒体动画效果焊接冶金学中，焊接原理部分大多比较抽象，如晶粒成长速度和方向变化、焊接速度对晶粒成长方向影响、氢致裂纹形成机理和层状撕裂形成过程等微观机理难于理解。因此，在教学过程中采用多媒体自制动画配合进行讲解。

多媒体动画的播放人为控制，与整体讲课思路一致，教师讲到哪里，课件就播放到哪里，动画的演示和教师的口述讲解紧密配合，取得了良好的效果。

讲解氢致裂纹开裂机理时，根据讲课思路，设置动画中每一部分出现的顺序，人为控制动画播放进度，很好的解释了氢致开裂机理及裂纹产生部位，化微观抽象机理为宏观具体事物，学生很容易接受，获得一致好评。

焊接材料与焊接冶金部分叙述性内容较多，如焊缝金属净化过程中涉及气体杂质影响及控制措施等，信息量大。此部分内容采用多媒体进行列表分类总结的方式进行讲授。

授课过程中，为了启发学生思考，调动学生思维，表格中文字不是一次性直接投影到多媒体屏幕上，而是根据讲课思路，逐步将所讲授的内容显示出来。这种讲课方式不仅集中了学生的注意力、促进学生思维扩散，而且师生思维同步，教学效果良好。

视频教学在多媒体课件中的应用焊接冶金学是焊接专业学生所涉及到的第一门专业基础课程，学生没有太多专业基础，对焊接过程和焊接方法没有直观的认识。在讲这部分内容时，采用视频教学手段，将相关焊接工程实践操作内容以视频影像形式传达给学生。由于视频在多媒体课件中具有强烈的视听作用，可以营造一个色彩缤纷、声像同步、能动能静的教学情景。将枯燥的知识借助多媒体课件形象地表述出来，有助于刺激学生的视觉神经和听觉神经，如身临其境，激发学生的学习兴趣3。

总结总之，根据焊接冶金学课程教学内容安排多媒体授课的比例，根据教学思路自制多媒体动画，适当辅以视频技术，再加上教师的讲解，使焊接冶金学中难以理解的原理以及无法讲清楚的知识重点、难点，通过多媒体课件运用图片、动画、视频与文字相结合的形式，展现在学生的面前，大大提高了教学效率，提高了学生学习兴趣，取得了良好的教学效果1。