陳宗民，趙而團(tuán)，楊思一，姜　英（山東理工大學(xué)，山東淄博 255049）

課題驅(qū)動(dòng)案例式《鑄造工藝與工裝設(shè)計(jì)》教學(xué)模式的研究

陳宗民，趙而團(tuán)，楊思一，姜英
（山東理工大學(xué)，山東淄博 255049）

鑄造工藝與工裝設(shè)計(jì)是材料成型及控制工程專業(yè)鑄造方向主要的專業(yè)課，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的鑄造工程能力至關(guān)重要。根據(jù)春季招生生源的特點(diǎn)，指出了目前在鑄造工藝與工裝設(shè)計(jì)課程中存在的問題，包括教學(xué)體系陳舊、師資匱乏、配套實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單薄、課程設(shè)計(jì)不足、考核方式不合理和質(zhì)量監(jiān)控不足。通過分析問題，提出了新的教學(xué)模式，即課題驅(qū)動(dòng)案例式教學(xué)模式。該模式可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，極大提高學(xué)習(xí)效率，同時(shí)對(duì)目前師資的培養(yǎng)方法、配套課程設(shè)計(jì)和課程質(zhì)量的監(jiān)控提出了建議。

教育；教學(xué)研究；鑄造；鑄造工藝；人才培養(yǎng)

中國(guó)的鑄造行業(yè)發(fā)展很快，目前雄踞世界第一鑄造大國(guó)地位。但據(jù)中國(guó)鑄造年鑒和中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)對(duì)部分工廠調(diào)查分析統(tǒng)計(jì)［1］，鑄造人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)和技術(shù)水平已不適應(yīng)目前鑄造業(yè)的需求，這是我們?cè)阼T造人才培養(yǎng)方面的一個(gè)嚴(yán)峻的課題。而《鑄造工藝與工裝設(shè)計(jì)》是高等院校材控專業(yè)鑄造方向的一門理論與實(shí)踐兼?zhèn)涞膶I(yè)課，該課是鑄造專業(yè)學(xué)生以后從事鑄造工藝設(shè)計(jì)所必須打好基礎(chǔ)的專業(yè)課。但是由于理論知識(shí)偏干枯燥，并且以往大部分教學(xué)存在理論與實(shí)踐相脫節(jié)的情況，因此教學(xué)效果并不理想，因此對(duì)其進(jìn)行教學(xué)改革勢(shì)在必行。

1　本課程課堂教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

1.1缺乏與培養(yǎng)方向相關(guān)的教學(xué)體系

本校春季招生始于2014年，根據(jù)山東省教育廳的相關(guān)指示精神，春季招生生源主要來(lái)自職業(yè)學(xué)校，學(xué)生的知識(shí)背景完全不同于夏季生源，另外對(duì)該類學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)是應(yīng)用型、工程實(shí)踐型人才。本校過去雖然有材料成型專業(yè)《鑄造工藝與工裝設(shè)計(jì)》課程的設(shè)置，但該課程的設(shè)置是基于寬口徑培養(yǎng)模式，與春季招生的培養(yǎng)要求并不一致。

1.2教學(xué)內(nèi)容單薄、陳舊

由于專業(yè)調(diào)整，在寬口徑培養(yǎng)模式下，鑄造工藝類課程學(xué)時(shí)大幅減少，學(xué)生只是泛泛地接觸到一些基本概念，無(wú)法真正理解和掌握鑄造工藝的精髓。另外，由于鑄造行業(yè)的飛速發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容滯后，不能反映現(xiàn)代鑄造技術(shù)及鑄造工藝設(shè)計(jì)新方法。如，在教材選取上相關(guān)老師還是選用十幾年前的教材，甚至某些工藝標(biāo)準(zhǔn)也是被棄用的舊標(biāo)準(zhǔn)。

1.3課內(nèi)實(shí)驗(yàn)體系不完善

實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也完全是簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，沒有綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生興趣不高，難以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用和創(chuàng)新技能。

1.4考核方式不合理

課程的考試方式是單一的閉卷答題考核，考核內(nèi)容多以基礎(chǔ)概念的考察為主，這種考核方式不能滿足對(duì)學(xué)生工程能力和創(chuàng)新能力強(qiáng)化培養(yǎng)的要求。

1.5教學(xué)方法陳舊

在傳統(tǒng)的《鑄造工藝與工裝》教學(xué)中，老師手持粉筆，按照事先寫好的教案在黑板上寫寫畫畫，這種以教師對(duì)知識(shí)體系的主觀理解為中心的說(shuō)教式教學(xué)不能保證學(xué)生全面、準(zhǔn)確地理解和掌握知識(shí)體系。利用多媒體教學(xué)工具雖然能夠?qū)⒃O(shè)備結(jié)構(gòu)和原理、工藝流程、運(yùn)動(dòng)機(jī)理等動(dòng)態(tài)直觀地展現(xiàn)給學(xué)生，加深學(xué)生的理解，但依然是填鴨式教育，學(xué)生無(wú)法自主思維，不能培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的主觀能動(dòng)能力。

1.6工藝教師匱乏

由于工藝教師匱乏，許多學(xué)校甚至無(wú)法開設(shè)工藝課。目前高校大部分年輕教師都是本碩博一條線培養(yǎng)出來(lái)的，即使接觸一些工程項(xiàng)目，也基本是預(yù)研性的，加之高校中職稱評(píng)定的壓力，年輕教師基本不進(jìn)行工程類項(xiàng)目的研究。因此，高校中青年教師的工程能力普遍較差，鑄造專業(yè)尤甚。

1.7與之相配套的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)比較薄弱。

《鑄造工藝與工裝設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目的是使學(xué)生系統(tǒng)地掌握鑄造工藝及工裝設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和技能，在完成課程設(shè)計(jì)中培養(yǎng)和提高學(xué)生分析和解決鑄造工程實(shí)際問題的能力。但目前在課程設(shè)計(jì)中存在著以下不足：

（1）設(shè)計(jì)時(shí)間不足。在過去的教學(xué)計(jì)劃中，鑄造工藝課程設(shè)計(jì)時(shí)間只有一周，學(xué)生只能針對(duì)一些簡(jiǎn)單小件進(jìn)行初步的概念性設(shè)計(jì)。

（2）任務(wù)單一，導(dǎo)致學(xué)生興趣不大。過去通常是十幾個(gè)學(xué)生一個(gè)任務(wù)，且時(shí)間局限，許多學(xué)生缺乏主動(dòng)性和積極性，無(wú)法真正按照思路進(jìn)行完整設(shè)計(jì)，有些學(xué)生甚至有抄襲現(xiàn)象。

（3）管理不善。由于教師不能全程監(jiān)控課程設(shè)計(jì)，導(dǎo)致學(xué)生思想上不夠重視，相當(dāng)一部分學(xué)生在設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)做其它事情，最后甚至抄襲應(yīng)付了事。

2　擬改進(jìn)的措施及實(shí)施方案

2.1建立全新的《鑄造工藝與工裝設(shè)計(jì)》教學(xué)體系

在新教學(xué)體系中重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究、探討與實(shí)施：

（1）教學(xué)內(nèi)容和教材優(yōu)化。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和知識(shí)更新速度不斷加快，目前《鑄造工藝與工裝設(shè)計(jì)》課程的內(nèi)容滯后于最新的鑄造技術(shù)。在本教改項(xiàng)目的實(shí)施中擬加強(qiáng)目前較為先進(jìn)的新型樹脂砂工藝方法、新型設(shè)計(jì)手段，如設(shè)計(jì)軟件和模擬軟件在鑄造工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用等。此外，對(duì)一些新出現(xiàn)的工藝方法，至少把基本原理介紹給學(xué)生。

（2）優(yōu)化學(xué)時(shí)和內(nèi)容分布。為了讓學(xué)生能夠牢固地掌握鑄造工藝和工裝設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)，靈活運(yùn)用所學(xué)習(xí)過的知識(shí)，開拓設(shè)計(jì)思路，在項(xiàng)目的實(shí)施中把工藝課程進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊都進(jìn)行綜合訓(xùn)練，如型砂配制設(shè)計(jì)、鑄造工藝方案設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、缺陷分析等。使學(xué)生及時(shí)地鞏固鑄造工藝與工裝設(shè)計(jì)理論，為將來(lái)的整體設(shè)計(jì)搭建理想平臺(tái)。

（3）適當(dāng)加大實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，精心設(shè)計(jì)安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。鑒于該課程的工程性和實(shí)踐性特點(diǎn)，綜合性實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生尤為重要。在本項(xiàng)目的實(shí)施中將加大實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)并重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

2.2完善《鑄造工藝與工裝設(shè)計(jì)》的教學(xué)模式

在本項(xiàng)目的實(shí)施中擬采用課題驅(qū)動(dòng)案例教學(xué)法的教學(xué)模式。課題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式也就是在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的過程中，由教師指導(dǎo)學(xué)生，針對(duì)一個(gè)具體、共同的課題積極主動(dòng)地利用學(xué)習(xí)資源自主地解決問題。《鑄造工藝與工裝設(shè)計(jì)》是實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)核心課程，主要任務(wù)是使學(xué)生掌握砂型鑄造工藝與工裝的設(shè)計(jì)，編制相關(guān)工藝規(guī)程，了解鑄造車間的管理和生產(chǎn)以及提高分析和解決鑄造問題的能力。在教學(xué)中將教材中沒有的、真實(shí)的鑄件教給學(xué)生，在整門課的學(xué)習(xí)中圍繞這個(gè)具體的課題，從工藝設(shè)計(jì)到可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行全方位的指導(dǎo)，這樣有利于實(shí)現(xiàn)該課程的培養(yǎng)目標(biāo)。

案例教學(xué)法［2］是指圍繞一定的教學(xué)目的，將工程案例加以典型化處理而形成的一種特定的教學(xué)案例，以供學(xué)生們分析、思考、討論并做出各自判斷的一種教學(xué)模式。在《鑄造工藝與工裝設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)活動(dòng)中，這種教學(xué)模式有助于啟發(fā)學(xué)生思維，通過舉一反三的訓(xùn)練，提高分析和解決問題的能力

2.3強(qiáng)化《鑄造工藝與工裝設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)

通過課程設(shè)計(jì)達(dá)到如下目的和要求：

（1）鞏固、加深和運(yùn)用鑄造工藝與工裝課程中的理論知識(shí)及其他有關(guān)專業(yè)課和基礎(chǔ)課（《機(jī)械設(shè)計(jì)原理》《機(jī)械制圖》《鑄造CAD》等）的知識(shí)。

（2）使學(xué)生系統(tǒng)地掌握鑄造工藝及工裝設(shè)計(jì)的基本知識(shí)、基本方法和技能，提升查閱及應(yīng)用資料和手冊(cè)的基本能力，培養(yǎng)設(shè)計(jì)、運(yùn)算技巧、數(shù)據(jù)處理以及使用圖紙、文字表達(dá)設(shè)計(jì)思路的能力。

（3）在設(shè)計(jì)過程中，要鼓勵(lì)學(xué)生利用CAD等先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法。另外，教師在設(shè)計(jì)過程中可就某個(gè)問題與學(xué)生進(jìn)行討論，鼓勵(lì)他們提出自己的設(shè)想和觀點(diǎn)，保證學(xué)生可獨(dú)立的進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的全過程，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性，啟迪學(xué)生的創(chuàng)造性思維，使學(xué)生得到工藝及工裝設(shè)計(jì)能力的系統(tǒng)訓(xùn)練，為畢業(yè)后從事實(shí)際設(shè)計(jì)工作打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。

2.4加強(qiáng)師資隊(duì)伍的建設(shè)

教師隊(duì)伍建設(shè)是做好教學(xué)工作的保證，沒有工藝、工程實(shí)踐的教師很難勝任《鑄造工藝與工裝設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)工作。鑒于目前高校青年教師的工程能力普遍較差，要形成一支高素質(zhì)的鑄造專業(yè)教師隊(duì)伍，必須要建立培訓(xùn)機(jī)制，要不斷引進(jìn)人才且注意培養(yǎng)鍛煉，使他們盡快成為教學(xué)骨干。要盡量發(fā)揮老教師的作用，以老帶新，通過青年教師導(dǎo)師制度、專業(yè)課程組建設(shè)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)團(tuán)隊(duì)建設(shè)等對(duì)青年教師傳幫帶。要建立和健全教學(xué)考評(píng)和激勵(lì)機(jī)制，試行公正合理的量化標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)定制度，建立學(xué)生對(duì)教師教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)制度和方法，以量化指標(biāo)對(duì)教師的教學(xué)予以評(píng)價(jià)，促進(jìn)教師自身水平和素質(zhì)的提高。

2.5改革考核方式。

建立綜合考核體系。傳統(tǒng)的考核方式是通過閉卷考試考查學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度，有時(shí)學(xué)生為了應(yīng)付考試，采用死記硬背的方式，導(dǎo)致許多學(xué)生對(duì)本課程的掌握很差但考分卻比較高。結(jié)合該課程課題驅(qū)動(dòng)案例教學(xué)模式的特點(diǎn)，采用多模塊的考核方式?？己朔譃槠谀┛荚?、課內(nèi)任務(wù)完成狀況考核、科技活動(dòng)考核等幾個(gè)模塊，其中參加鑄造工藝競(jìng)賽可以折算為一定的分?jǐn)?shù)。期末考試的卷面成績(jī)占總成績(jī)的60%，考核內(nèi)容以應(yīng)用型內(nèi)容為主；課內(nèi)任務(wù)完成占總成績(jī)的20%；實(shí)驗(yàn)成績(jī)占20%；科技競(jìng)賽可以折算加分。

對(duì)于鑄造工藝與工裝課程設(shè)計(jì)，學(xué)生最終成績(jī)的評(píng)估要貫穿于工藝工裝設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，要進(jìn)行“定量”評(píng)估。比如，將成績(jī)分為以下幾個(gè)方面：設(shè)計(jì)理念（態(tài)度、方法、手段等）20分；文獻(xiàn)檢索和分析10分；設(shè)計(jì)方案的合理性及創(chuàng)造性20分；工藝及工裝設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量10分；設(shè)計(jì)說(shuō)明書的質(zhì)量20分；答辯情況：20分。綜合分即為該生的《鑄造工藝與工裝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》成績(jī)。

2.6組織參加鑄造工藝大賽

通過專業(yè)大賽，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，模擬整個(gè)鑄造工藝及裝備的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生真正成為一名鑄造工藝設(shè)計(jì)師，并通過專家評(píng)委的評(píng)審，檢驗(yàn)課堂教學(xué)效果和學(xué)生的掌握情況，為學(xué)生日后走上工作崗位，將知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力奠定了良好的基礎(chǔ)。近年來(lái)我們組織學(xué)生參加的“永冠杯”中國(guó)大學(xué)生鑄造工藝設(shè)計(jì)大賽便是這樣一個(gè)很好的平臺(tái)，參賽學(xué)生需要先利用三維造型軟件繪制零件圖，鑄造工藝設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生需要前期分析零件結(jié)構(gòu)，之后根據(jù)課堂所學(xué)理論知識(shí)從鑄造工藝每一步進(jìn)行逐步分析，并且使用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬軟件對(duì)工藝方案進(jìn)行驗(yàn)證，且可以鍛煉學(xué)生鑄造設(shè)計(jì)軟件的操作能力。

3　結(jié)論

（1）采用課題驅(qū)動(dòng)案例教學(xué)模式，使學(xué)生成為課堂教學(xué)中的主體，使學(xué)生學(xué)習(xí)的目的性更強(qiáng)、內(nèi)容更具體，提高了學(xué)生的積極性和主觀能動(dòng)性，從而極大地提高學(xué)習(xí)效率。

（2）改革考核方式，使考試真正成為提高教學(xué)效率的杠桿。

（3）將學(xué)生工藝比賽納入教學(xué)效果的一部分。

［1］ 駱志勇.高職學(xué)院在鑄造人才培養(yǎng)方面的思考［J］.鑄造技術(shù)，2008，29（4）：546-548.

［2］ 張文達(dá).案例教學(xué)法在鑄造工藝學(xué)課程中的應(yīng)用［J］.中北大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2007，23（12）：184-186.

Study on Subject-Oriented Case Teaching Mode for Foundry Process & Tools Design

CHEN Zongmin， ZHAO Ertuan， YANG Siyi，JIANG Ying
（Shandong University of Technology， Zibo 255049， Shandong，China）

According to the characteristics of the spring enrollment students， the problems existing in the course of Foundry Process & Tools Design are pointed out in this paper， including the out-of date teaching system，the lack of teachers， the defi ciency of experiments and course practice， unreasonableness of evaluation and the inadequacy of quality control. Based on the analysis， the new teaching method is put forward， the subject-oriented mode. The mode can stimulate students' interest and greatly improve the effi ciency during teaching. At the same time， the current teacher training methods， experiment and course practice quality monitoring are also proposed.

Education； Teaching method research； Foundry； Foundry technology； Talent-training

C961；

A；

1006－9658（2015）02-0001-03

10.3969/j.issn.1006—9658.2015.02.001

2014-10-09

稿件編號(hào)：1410-677

陳宗民（1963—），男，工學(xué)碩士，副教授，主要從事鑄造合金、鑄造工藝及的研究和教學(xué)工作.