（南昌航空大學航空制造工程學院，江西南昌 330063）

工程教育專業(yè)認證是提高我國工程人才培養(yǎng)質(zhì)量的有力保證。我國是世界第一鑄造大國。鑄造專業(yè)人才的培養(yǎng)對促進我國鑄造從業(yè)人員技術(shù)水平的提升起著至關重要的作用，加強專業(yè)人才的培養(yǎng)及人才隊伍的建設，是鑄造行業(yè)保持長期可持續(xù)發(fā)展，提升國際競爭力的關鍵因素。《鑄造合金及其熔煉》是材料成型及控制工程專業(yè)鑄造方向的一門主要的專業(yè)理論課，在培養(yǎng)鑄造方向人才的全局中有著非常重要的作用，在鑄造方向的技術(shù)知識結(jié)構(gòu)中，與鑄造工藝、鑄造設備鼎足而立，是非常重要的一個支柱。

1 課程目標的定位

本課程通過闡明鑄造鋁合金、鎂合金、銅合金、鋅合金、鈦合金、灰鑄鐵、強韌鑄鐵、鑄造碳鋼、低合金鋼、高合金鋼及鑄造高溫合金的分類、成分、組織和性能之間的相互關系，上述合金的強化機制、熔煉的基本理論及工藝特點，主要缺陷的產(chǎn)生和防止，使學生對各種常用典型鑄造合金及主要熔煉技術(shù)能較全面深入地理解和掌握，支撐材料成型及控制工程專業(yè)畢業(yè)目標中相應指標點的達成。本課程目標對學生的能力要求如下：

（1）能夠綜合運用合金化技術(shù)、熱處理技術(shù)、材料組織控制技術(shù)及熔體精煉技術(shù)，改善鑄造合金的力學性能，并能夠通過相應的實驗環(huán)節(jié)，進行實驗設計和結(jié)果分析。

（2）能夠應用鑄造合金組織、性能及鑄造缺陷控制的基本原理，并通過文獻檢索、信息查詢分析復雜的鑄造合金及其熔煉方面的工程問題，以獲得有效結(jié)論，具備從事鑄造合金及熔煉有關技術(shù)工作的基本素質(zhì)及分析生產(chǎn)問題和解決生產(chǎn)問題的能力。

（3） 能夠基于科學原理并采用科學方法對鑄造合金及其熔煉領域內(nèi)復雜工程問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。

（4）能夠理解和評價針對鑄造合金及熔煉領域內(nèi)復雜工程問題的工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響。

2 教學內(nèi)容的優(yōu)化

該課程由原來的48學時減少為32學時，在指定的教學課時內(nèi)很難以完成以前的全部教學內(nèi)容，因此，對課程的教學內(nèi)容進行了精簡和優(yōu)化。我校是航空特色明顯的高校，所以在課程教學上以鑄造輕合金，如鑄造鋁合金、鎂合金、鈦合金及高溫合金為主，同時兼顧鑄鋼與鑄鐵，其中鑄造鋁合金、鎂合金、鈦合金、高溫合金及其熔煉為24學時，鑄鋼、鑄鐵及其熔煉8學時。我校材料成型及控制專業(yè)鑄造方向還開設了《工程材料及熱處理》、《鑄造設備》及《鑄造原理》等課程，這些課程部分教學內(nèi)容與《鑄造合金及其熔煉》有交叉及重疊。首先教師必須明確不同課程的分工，避免教學內(nèi)容的交叉及重疊，提高教學效率。比如《工程材料及熱處理》主要講述合金的熱處理原理及工藝，而《鑄造合金及其熔煉》主要應用熱處理技術(shù)進一步提高鑄造合金的性能；《鑄造原理》主要講述氣體、夾雜物及晶粒大小對鑄造合金影響的機理及本質(zhì)，而《鑄造合金及其熔煉》主要講述減少熔體中氣體、夾雜物，細化晶粒的工藝方法及原理；《鑄造設備》中主要講述熔煉設備的結(jié)構(gòu)等，而《鑄造合金及其熔煉》主要講述具體的合金熔煉工藝及原理。

《鑄造合金及其熔煉》由于只安排了32學時，所以課內(nèi)并未安排實驗教學，相關實驗教學內(nèi)容安排在《液態(tài)成型技術(shù)綜合實驗》課程內(nèi)，單獨授課。《鑄造合金及其熔煉》相關實驗是鑄造方向?qū)W生認識各種鑄造合金及熔煉方法、接受科學實驗能力培養(yǎng)的開端，要求學生通過實驗，了解鑄鑄造合金與熔煉，從而得到從事鑄造合金熔煉實踐的基本訓練?！惰T造合金及其熔煉》相關實驗教學內(nèi)容經(jīng)過優(yōu)化后主要包括鋁合金精煉和變質(zhì)實驗，鑄鐵和鑄鋼熔煉及凝固組織觀察實驗。

3 教學方法的改革

本課程是一門理論性和實踐性都很強的課程，課程的教學目標不僅要求學生牢固掌握鑄造合金組織、性能控制及合金熔煉的基本原理，還必須在此基礎上獲得分析問題及解決問題的等各方面的基本能力。由此，在教學過程中，不能采用傳統(tǒng)的、單一的以講課為主的教學模式，而應該采用師生間互動更為頻繁的“翻轉(zhuǎn)課堂”模式，具體實施方法如下。

教師應該摒棄在課堂上講授全部課程內(nèi)容的教學方式，在課堂上主要講述重點和難點，以最常見的鑄造鋁合金及其熔煉為突破口，重點和詳細講解，其它鑄造合金主要講解與鑄造鋁合金及其熔煉的不同之處。千萬不要為了保證教學內(nèi)容的完整性，而面面俱到的講解，這讓學生很難抓住重點和難點。教師開始講課前一般進行15分鐘左右的課前提問，然后在進行點評與復習，把握學生對基礎知識和基本理論的理解和掌握程度。對于一些簡單和較容易理解的教學內(nèi)容，主要讓學生通過教材、互聯(lián)網(wǎng)和電子課件等形式進行自學；部分教學內(nèi)容安排適當?shù)臅r間，讓學生講解自學的內(nèi)容，并進行討論和提問，提高學生自主學習的興趣。

對于小班上課（人數(shù)小于20人）的卓越工程師等班級可以根據(jù)學生興趣和能力的不同，成立幾個學習小組，一方面教師對各個小組分層次因材施教，充分發(fā)掘每個學生的潛力，另一方面學生可以根據(jù)自己的愛好自主確定學習目標，教師可以參與到學習小組中去，對每個學生進行個別指導，從而營造出一種自由的、合作的課堂氛圍。

圍繞各章教學重點內(nèi)容，除布置一定數(shù)量的思考題，課前或課下進行提問外，還設置課后大作業(yè)環(huán)節(jié)。比如問題1：南方某公司采用Sr對A356合金進行變質(zhì)處理，發(fā)現(xiàn)砂型鑄造時變質(zhì)效果不好，請結(jié)合A356合金的成分、組織及性能特點，Sr變質(zhì)的原理，分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，并提出改進措施；問題2：針對鑄造鎂合金的腐蝕性問題或熔煉過程的阻燃問題寫一篇調(diào)研報告，要求至少3篇以上的參考文獻，并列在報告后；問題3：做一個關于鑄造鈦合金或鋅合金的幻燈片，內(nèi)容、題材、形式及風格不限，頁數(shù)至少20張，希望同學們自己收集素材、自己整理和設計，最后做出的內(nèi)容你們自己能理解，最多可以4位同學1組；問題4：簡述K4169高溫合金的成分、組織、鑄造工藝及力學性能特點？如何解決該合金薄壁鑄件生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)熱裂與澆不足的缺陷，提高鑄件合格率？以上這些問題以典型工程問題為載體，將可行性分析、問題分析、解決方案以及文獻檢索等環(huán)節(jié)有機融合串聯(lián)，提高學生的理解能力、應用所學知識、方法和先進工具及技術(shù)解決鑄造合金及熔煉中相關工程問題的能力和團隊合作能力，以及結(jié)合課后作業(yè)進行報告，并清晰陳述觀點和回答問題的能力。

在實驗教學內(nèi)容中，鋁合金精煉和變質(zhì)實驗相對比較簡單，但以往都是驗證性實驗，對學生各方面能力的提升有限。通過改革，在實驗室內(nèi)創(chuàng)造各種實驗條件，學生可以自己制定和設計不同的鋁合金精煉和變質(zhì)工藝；學生自己設計實驗、動手實驗，進一步提高了學生的學習興趣和各種能力。黑色金屬熔煉過程往往伴隨高溫、液態(tài)金屬飛濺，具有較大危險性，學生的參與度較小，導致學生對黑色合金熔煉過程缺少直觀認識，因此，開展虛擬仿真實驗教學成為《鑄造合金及其熔煉》課程教育的必然要求。黑色金屬熔煉的虛擬仿真實驗教學通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，實現(xiàn)了鑄鐵沖天爐、鑄鋼電弧爐和感應爐熔煉過程的直觀觀察，熔煉過程對鑄鐵、鑄鋼中氣體、夾雜物等缺陷和凝固組織影響的測試。通過開展黑色金屬熔煉的虛擬仿真實驗教學使鑄造方向的學生可以輕松地觀察熔煉過程，了解熔體內(nèi)部變化，學習熔煉工藝原理，掌握熔煉關鍵技術(shù)。

4 考核方法的改革

課程考核以檢驗課程目標的達成度為手段，進而評價學生學習成果的達成度?？己说沫h(huán)節(jié)包括平時表現(xiàn)（出勤情況、回答問題及課后作業(yè)）和期末考試，其中回答問題占10%，課后作業(yè)占30%，期末考試占60%；與以前相比，減少了期末考試的比例，提高了平時成績的比例。鼓勵同學平時多下功夫，認真學習，避免期末突擊復習取得高分。對于回答問題環(huán)節(jié)，如課堂時間不夠，回答問題也可在課下進行，回答問題得分超過10分時，超過部分也可計入平時成績，鼓勵同學多回答問題，激發(fā)學生的學習興趣。課后作業(yè)一共3次，一次進行陳述和答辯，其余兩次僅提交報告；課后作業(yè)可以3-4人一組，但每個人的分工與責任需明確。

5 結(jié)語

在工程教育專業(yè)認證的背景下，《鑄造合金及其熔煉》作為是材料成型及控制工程專業(yè)鑄造方向的一門主要的專業(yè)理論課，承載著多方面的畢業(yè)要求。我校通過革新教學理念，明確課程目標，優(yōu)化理論和實驗教學內(nèi)容，改革教學方法與考核方法，以適應工程教育專業(yè)認證要求，不斷提高《鑄造合金及其熔煉》課程的教學質(zhì)量。