一、利用实物、模型、实验教学 各种不同的金属，其性能相差很大，比如铁丝和钢丝，它们一个柔弱而另一个坚硬。在介绍金属材料的力学性能时，老师在课堂上向同学们分别展示一段铁丝和钢丝，请同学代表上台检验其理论的正确性。为什么外表差不多的物体其性能却有如此大的差别呢？其根本原因在于物质的化学成分、内部结构的差异所决定。微小的含碳量的区别导致了铁丝和钢丝在力学性能上的不同。
所有金属在固态下都是晶体，而有些非金属物质在固态下是非晶体。怎样才能使学生们在课堂上理解晶体和非晶体的区别，不仅从定义上、性能特点上，还是从典型物质上加以区分。晶体的原子呈有序、有规则排列，具有规则的几何形状；有一定的熔点，性能呈各向异性。而非晶体的原子呈无序、无规则的堆积，物质没有规则的几何形状；没有固定的熔点，性能呈各向同性。课堂上老师向同学们展示出晶体与非晶体百宝箱：石英、云母、明矾、食盐、糖、味精；玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等，请同学们根据平时所积累的经验结合老师课堂上给予的知识自我鉴别，一一加以区分，并要求同学们说出理由。让学生在学到实实在在的知识的同时提高和丰富了他们的观察能力及语言表达能力，可谓一举多得。
在教材中，铁碳合金的组织这一章叙述较为抽象，“组元”及“相”的概念更让学生难以理解。固溶体的定义是“一种组元的原子溶入到另一组元的晶格中所形成的均匀固相”。笔者在这一章的教学中带上糖、开水，现场做成几种不同浓度的糖开水溶液，通过简单的实验告诉学生们溶液的溶质含量会随条件而发生变化，最终会饱和形成饱和溶液，是单相物质。当达到饱和状态时再继续添加溶质就会形成过饱和溶液，有了不能被溶解的溶质，即产生了多相物质。α-Fe和γ-Fe两种晶格对碳原子的溶解能力不同且随温度的变化而变化，α-Fe和γ-Fe两种晶格中分别溶入了碳原子就成了铁素体F和奥氏体A，它们的溶碳能力不同，性能就有差异。而γ-Fe的溶碳能力大于α-Fe，则奥氏体的强度高于铁素体，是因为溶质碳原子产生固溶强化的结果，但它们都是单一、均匀的单相物质。通过上述介绍为今后讲解铁碳合金各种组织的性能及铁碳合金平衡相图打下了良好的基础。学好了铁碳合金相图，今后在工作岗位中为钢材的选用和热加工工艺的制定提供了依据。
教师上课时应该针对学生的状况灵活地使课堂内容贴近学生的生活和经验，使学生对教学内容产生亲切、熟悉的感觉，吸引学生的注意力，进一步激发学生学习更深层次的求知欲和学习动机，实验教学就是贴近学生生活和经验的一种教学方法。学生平时见过甚至用过的已有了一定程度的感性认知，接受起来更容易。教师注意观察生活，收集素材在教学中使用，教学与兴趣相结合而事半功倍。
二、动手制作模型，分组讨论研究
金属的晶格类型是指金属中原子排列的规律。如果把金属原子看做一个直径一定的小球，再用假想的线连接起来，这样就形成了一个能反映原子排列规律的空间格架，即晶格。能够完整反映晶格特征的最小几何单元称为晶胞。晶格是由许多形状、大小相同的晶胞重复堆积而成。绝大多数金属具有下列三种典型的晶格类型之一。一是体心立方。晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体的中心。二是面心立方。晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体的六个面中心。三是密排六方。晶胞是一个正六棱柱，原子除排列于柱体的每个顶点和上下两个底面的中心外，正六棱柱的中心还有三个原子。笔者在教学中买来几十个乒乓球，分到各个组，学生们自己动手粘贴金属的三种典型晶格类型的晶胞。学生们做出来的晶胞模型生动、活泼、形象，其乐无穷！学生们对这一部分知识理解透、记得牢、不会忘，还能现身说法。学生清晰的思路，将复杂的抽象概念简单化，并明白了物质内部的结构对金属材料性能的影响，具有非常重要的意义。
硬度是金属材料的力学性能之一，是指金属材料抵抗局部变形特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。它是衡量材料软硬程度的指标。硬度越高，材料的耐磨性好。机械加工中所用的刀具、量具以及大部分机械零件都应具有足够的硬度，以保证其使用性能和寿命，否则容易因磨损而失效。在给学生们讲解了硬度的定义、常用压头材料、硬度种类及测量原理后，老师在课前准备多种不同材料的试样：灰铸铁、退火的T8钢、正火的45钢、调质的40钢及铜合金等，在学校的布氏硬度计上由老师示范，学生代表记录测量过程中的所有数据。被布氏硬度计测过的材料其表面留下了不同程度的凹坑。同学们带着这些试样回到课堂，分组进行压痕直径的测量，对照比较各组的数据，查找书后面的附录表——压痕直径与布氏硬度对照表，每组很快得出了不同编号试样的硬度数值，小组之间交换数据，讨论彼此的差异。有些好奇心强的同学甚至会根据老师前面讲过的布氏硬度与强度换算表查出它们的强度。
类似寓教于乐的教学形式还有很多，这样在达到教学要求的同时培养学生的团队意识和互助意识。
三、利用社会资源延伸教学内容
热处理是改善金属材料使用性能和工艺性能的一种非常重要的工艺方法。它是强化金属材料、提高产品质量和使用寿命的主要途径之一。因此，大部分重要的机械零件在制造过程中都必须进行热处理。淬火是热处理工艺过程中最重要，也是最复杂的一种工艺。因为它的冷却速度很快，容易造成材料的变形甚至开裂。如果冷却速度慢又达不到所要求的硬度。因此，淬火常常是决定产品最终质量的关键。除了零件结构设计合理、淬火的加热温度适宜外，淬火的冷却方式就需严密考虑和设计。凭借笔者在某公司担任热处理顾问的实践经验，课堂上向学生介绍并讲解生产中几种典型零件的热处理淬火工艺：有单液淬火、双液淬火，有分级淬火，还有下贝氏体的等温淬火。通过具体的分析和比较强调淬火三要素：淬火加热温度，工件保温时间及淬火冷却方式。淬火加热温度主要取决于零件的材料和形状，保温时间主要由工件的尺寸来决定，而冷却方式就决定了淬火的种类及最终得到的组织和性能。在前两种因素确定的前提下冷却方式复杂且难于操作。淬火种类再多，冷却介质和冷却方式再不同，但其基本原理是不变的。即为保证淬火质量，得到马氏体或下贝氏体的前提下，在C曲线的“鼻尖”处冷却速度大于临界冷却速度，尽量减小内应力，减小变形和开裂的倾向，最终保证淬火质量。
课堂上注重学生观察能力和分析能力的培养。在教学中充分考虑到学生在今后的学习或工作中要具备较高的职业素质和职业技能。面向社会，面向企业，学生学会查阅和应用技术资料，吸收别人的经验和成果，是他们必须掌握的一项基本功。把学生培养成具有钻研务实、创新精神的专业技能型人才。学生学到的不仅仅是单一的理论概念，更重要的是掌握一种学习方法，一种自我提升的能力。
教学效果的好坏，关键在于教师的教学过程及方法能否引起学生的共鸣，能否在教学过程中形成互动，使学生有饱满的热情投入到学习情景中去，变生硬死板的知识概念记忆成为通俗易懂的生活例子。利用日常具体事例，结合学生的学习情况，运用多种教学手段和方法，极大地提高学生的学习兴趣，把抽象的概念演绎成简单的容易掌握且贴近社会的知识，最终成为技能。这样的教学效果需要教师在教学探索中不断改进、完善。
（作者单位：南京汽车集团有限公司技工学校）