《热处理原理与工艺》课程思政教学案例（一等奖）.docx

PAGE 2 《热处理原理与工艺》课程思政教学案例（一等奖） 一、课程思政改革背景 《热处理原理与工艺》是金属材料的核心课程之一，主要讲述金属材料（主要是钢）通过加热、保温、冷却，改变其组织结构，获得所需性能的原理和工艺。课程包括相变理论和热处理工艺两大部分，相变原理主要包括钢在加热过程中的奥氏体转变，冷却过程中的珠光体、马氏体及贝氏体转变，以及钢的组织结构与性能之间的关系。热处理工艺主要包括钢的退火、正火、淬火、回火工艺，以及钢的表面淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗硫、渗硅等表面处理工艺，过冷奥氏体转变图，淬火应力与淬火缺陷等，并适当反映热处理理论与工艺发展的新成就。 专业课程的课程思政是结合课程所涉及的领域和知识体系，有机融入德育和相关历史名人故事，是充分挖掘学生对自身特点的领悟，反过来支撑其对课程知识重要性和养成学习习惯的更深刻领悟，这也是提升课堂效率的一项重要举措。 二、课程思政内容 2.1?钢的概念与钢铁意志寓意 作为现代社会的物质基础，钢是世界上使用最多的材料之一。在日常生活中，人们一般不区分钢和铁，而直接称作“钢铁”，由于其广泛的使用和优异的性能，常被人们用来作为强硬、坚韧的代名词，因而出现了一批相关的耳熟能详的词语和称谓，如“铁人”王进喜，“钢七连”、钢铁意志、钢筋铁骨、铁人三项等。不过，在金属材料科学领域，钢与铁都是指以铁元素为主的铁-碳合金，但也有所区别，含碳量为0.0218%至2.11%的铁碳合金称为钢，含碳量小于0.0218%称为工业纯铁，大于2.11%小于6.69%称为铸铁，如图1所示。 图1?钢和铁的划分 在绪论部分的课堂教学中，作者通常会结合石油前辈“铁人”王进喜的故事讲解钢和铁用作形容某些名人名事的内涵和意义。 2.2?钢的性能与钢的品格 总的来说，钢具有较高的强度，还具有较好的塑性。高强度是钢作为重要结构件承受载荷的必要条件，而塑性是钢作为重要结构件得以安全使用的保障。在课程中，钢在强度硬度、塑性韧性方面的力学性能及机理是重点内容之一。最重要的章节当属“马氏体相变”和“淬火钢在回火过程中的转变”。在讲解过程中，适当结合工程应用会让知识点更加形象，在此基础上适当做课堂思政则会让教学内容更加鲜活。 云南和贵州风景优美，气候宜人，但这里的贫困在中国也是十分具有代表性的，其主要原因之一在于地形复杂、交通不畅，板块运动使得印度次大陆不断“挤压”，云贵地区的山越来越高，河流和峡谷越来越深。中国政府和中国人民具有钢铁般的意志，遇山开山，遇水修桥，为云贵地区的人民搭建了一条又一条与外界连通的路，如全世界最高的大桥——贵州六盘水北盘江大桥（见图2）、全世界第3高的大桥——云南宣威普利特大桥等等。这些工程奇迹大都是钢桁架梁斜拉桥，大量使用了高强度钢筋、钢材，在人烟稀少的高山峡谷中，这些钢筋就像万千壮士一样守护者来往的车辆人群，还要抵抗突发的地质灾害。因此，钢这种材料具有优良的品格，那就是不畏艰难、坚韧挺拔、经得住考验、耐得住寂寞的品格。 2.3?钢的二次硬化与人的重振旗鼓 课堂中讲授的热处理工艺与炼钢现场的工艺还是有所差别，课堂教授主要聚焦每一个工艺背后的机理，即为什么要这么设计工艺。学生真正理解了，在之后的工作岗位上进行工程设计能做到举一反三，并加以创新。例如，随着材料本身的温度升高，其强度硬度一般会减小，即温度越高、材料越软的现象是普遍存在的，学生也容易理解。但是，某些淬火钢在回火过程中，其硬度不降反升，称为“二次硬化”现象，该现象十分重要，是课程的重点和难点之一。二次硬化主要是由于钨、铬、钒等元素阻碍回火演变、提高回火抗力，使钢件在高温下仍处于回火马氏体（硬度高）状态，且析出的碳化物尺寸细小、弥散分布、与基体保持共格，从而提高了钢件的硬度。“二次硬化”是高速切削钢具有红硬性的主要原理，图3为某钨系高速钢的热处理工艺图，可看出其工艺流程较为复杂，学生不易理解。 图3?钨系高速钢的热处理工艺 在这个知识点讲授时，会拿生活中的现象进行类比，启发学生坚守初心，磨练意志。人也一样，难免会在人生的某一个阶段走下坡路，或许是因为环境的变化，也或许是自己放纵了，不作为了。但是，只要我们愿意坚持“初心”，守得住清贫，耐得住寂寞，努力学习和工作，就像电视剧《士兵突击》里的许三多一样，为了部队，也为了自己，不抛弃、不放弃，坚持提升自身素养不放松，就一定可以重振旗鼓，再创辉煌。 2.4?钢的表面化学热处理与人海纳百川的胸襟 钢的热处理工艺既有以“四把火”（退火、正火、淬火、回火）为主要内容的整体热处理，也有旨在进行表面强化和表面保护的表面热处理。表面热处理主要包括表面淬火和表面化学热处理，是指将钢件置于一种或几种活性介质中保温，使活性原子渗入工件表层，以改变钢件表面成分、结构和性能的工艺。渗入的活性原子类型不同，得到表面的