铸造工艺课程教学体系改革的研究与实践

铸造工艺课程教学体系改革的研究与实践总结报告铸造工艺课程教学体系改革的研究与实践课题组2006年3月30日2前言：专业目录调整后，专业课的信息量在不断扩大，一方面，调整后相近专业的互相渗透，要求学生了解的专业知识增加了；另一方面，随着科学技术的进步及生产力的发展，专业的新材料、新工艺、新设备不断出现，也必然要求学生了解新知识，掌握其中有代表性的新技术。然而专业课学时的紧缩，已不可能在传统意义上的课堂教学中实现这些信息的有效传播。尽管专业课的信息量与其课堂学时之间似乎存在着不可调和的矛盾，但我们分析专业课内容结构时，却不难发现，专业课的内容可以分为两部分。一部分是阐述事物发展规律的理论；一部分是描述事物现象的。前者的教学既依赖于推理，也依赖于现象，但由于有循序渐进的基础课学习课程，学生容易理解，因而具有较高的课堂时效。而后一部分，内容多而杂，十分费时费力，以往都占用了大量的课时，而教学效果却不理想，直接影响了对前一部分内容的学习效果。铸造工艺课又是一门实践性较强的专业课，现象的描述比重更大，因此，提高现象内容，也就是实践性内容的教学效率是提高铸造工艺课教学效率的关键，把现象摆在学生面前，让他们自己去观察，把现象的叙述从教师的授课中排除，使教师的授课内容主要是如何认识现象，分析现象产生的原因，揭示事物的本质及其规律性，从而使学生学会分析问题，解决问题的方法。“四训一教”就是为学生提供一个有机的，生动的专业现象体系和学习、实践环境。这种教学体系，其意义在于：1）使学生由被动学习变为主动学习。2）建立一个全新的专业课教学体系。3）全面改革专业课的培养结构和教学方法，提高教学效率。4）由于教学效率的提高，将促进专业教学向横向进行学科扩展和纵向深入。也将有利于学生德、智、体全面发展。3根据专业教学改革飞速发展的需要，我们以调整、改革、提高的课程建设思路，采用面向企业、面向社会需求、面向科学技术的迅猛发展、面向整个教学体系的教改方法，不断地对课程进行整合和改进，特别是近年来，为了适应铸造工艺课程教学改革大环境的要求，在教学内容、教学方法、实验课程开设、实践教学等方面作了大量的工作和尝试，卓有成效，受到了广大师生的好评。一．课题特色：随着教学改革的不断深入，专业课的信息量不断扩大，以及专业的新材料、新工艺、新设备不断涌现，再加上专业课学时的紧缩，已经不可能在传统意义上的课堂教学中，实现专业教学及时代信息的有效传播,针对这一现象,我们总结了近几年来的教学经验，提出了“四训一教”的教学方法。具体做法是：1.多媒体教学:采用多媒体教学手段，注重教学效率的提高；2.分块性训练:根据工艺课方案的多选性，把授课内容分块，进行块的实践性训练；3.整体性训练:为了达到整体工艺过程训练，课程进行完之后，将块整合，做一个工程师的全面设计性训练，4.实战性训练:校企合作，分组进行实战性训练，把工艺课程设计与工厂实际生产挂钩，挑选一些有代表性的实用零件进行分析和设计，增加广大学生的责任感和事业心。5.创新性训练:鼓励学生进行创新性训练，把那些新颖作品展示给广大师生，即给他们提供一个表现自我的设计舞台，让他们有更大的想象和发挥的空间，提高广大学生的学习兴趣。又让下一届的学生有了学习的榜样，4提高了学习动力。希望利用这种教学模式，打破传统的教学体系，力争在较短的时间内，让学生把所学过的内容进行全面掌握，并使理论内容得到升华，进而指导实践的创新，为国家培养出更多高质量现代铸造人才！二．教学内容的改革铸造工艺学是铸造专业的主干课程，讲授铸造工程师必备的工艺理论和基础知识，使学生了解和掌握铸件生产的过程；铸造工艺及工装设计的基础知识；掌握铸造生产过程中铸造工艺理论和基本操作技能，促进知识向技能转化；对铸造生产的铸件进行具体设计。该课所涉及的领域较多，必须先修完金属学、传热学、流体力学、材料力学、铸件形成理论等基础课和专业基础课，才能很好的理解和学习铸造工艺学。根据飞速的教学改革特点，我们在课程的内容安排上，从工程实际出发，既保证理论内容的完整和严密性，又不拘泥于烦琐和枯燥的理论推导。课程按照从铸件工艺性分析到材料对工艺性影响因素的分析、从工艺方案选择到浇注系统设计、从现代铸件设计方法到实战性铸造工艺设计、从现代造型材料到特种铸造的顺序循序渐进安排教学内容，由浅入深，由简单到复杂，符合学生的认知规律。同时，以工厂目前实践中应用的最具有代表性铸件为背景内容进行介绍，使得学生很容易掌握本专业设计前沿技术，同时也掌握工程应用中的一些非常重要的概念和结论。在教学内容上，根据最新科技发展状况及时加入一些新内容，转移侧重点，删除一些过时的内容，使学生能够及时了解和掌握实用的专业知识和本专业科学技术发展最前沿的动态。同时，调整与其它课程的关系，避5免内容上的重复，与整个教学体系融为一体。收到了很好的效果。三．教学方法的改革本课程改革与建设的特色为：采用“四训一教”方法，使理论和实际相结合，既有严密的理论体系，又有生动的工程实例。注重对基本概念和基本方法的介绍，在理论推导中引出工程应用的概念，在实例分析中强化理论推导。使学生在较短的时间内把所学过的内容进行全面掌握，而且可以使理论内容得到升华，进而指导实践的创新。根据课程特点，在教学方法上我们进行了一系列的大胆改革：1、发挥现代化教学手段的作用在教学过程中，我们积极采用电子教学手段，大量应用了电子教案，通过word、powerpoint等软件代替了原来的板书，节省了大量的画图时间，使教师可以集中精力传授教学内容、学生可以专心听讲。为了改善电子教案带来的固定模式，我们新增了一套电子黑板，使教师可以根据教学实际情况灵活调整教学内容，促进教和学之间的交流，最大程度的保证教学效果。我们还利用了部分CAD软件，以及学生在自己毕业设计过程中积累的设计演示软件，通过生动形象的演示来加强学生对教学内容的理解。课题组成员制作完善了铸造工艺学课程多媒体课件、习题、试题等网上教学内容，通过这个平台可以发布课程公告，浏览和下载电子教案以及在网上对学生在学习中遇到的问题进行讨论。并时常请有丰富生产实践经验和设计阅历的工程技术人员做专题报告。在讲授铸造工艺设计原理的过程中，因为采用了多媒体现代化教学手段，节省了大量的板书时间，并把现象部分放到样本室进行直观的现场教学，这样就腾出了部分时间，在内容上增加了对本市一些大中型企业（约6翰.迪尔佳联收获机械股份公司，佳木斯煤矿机械有限公司等）的铸件的设计和生产过程的了解，为学生将来的工艺设计打下坚实的基础。为保证铸造工艺学课程设计的顺利进行，提高课程设计质量，提高学生铸造工艺设计能力，课题组成员从第一汽车制造厂、佳木斯电机厂、煤机厂、联合收割机厂等企业收集适当的，适合工艺设计的零件图纸图纸输入到计算机，制作完善了铸造工艺学课程设计用零件图库。图库包括CAD设计图纸100多张，满足了每年学生随机抽取零件图进行设计的要求。2.验证性实验改为科研设计性实验为了加强学生对内容的理解，在实验教学环节中，把验证性实验改革为科研设计性实验，让学生在进行工艺设计的过程中全方位考虑，从型砂、模样设计、工装设计、熔炼配料浇注过程，都有实际的体验。并建立了教学实物展台，同时加强了与企业联合，进行有针对性的实际铸件工艺性分析，分组进行实战性训练，把工艺课程设计与工厂实际生产挂钩，挑选一些有代表性的实用零件进行工艺分析和设计。同时我们还注意给学生提供比较适合本校发展方向的参考书籍，对习题集和实验指导书都是有针对性的由课程组成员自己编辑。通过这种训练，使学生们把整个内容进行了一个有效的贯穿，为实际铸件工艺设计打下了良好的基础。3.设置学生讲座,充分调动学生的积极性本课程的教学目的是让学生掌握铸造工艺设计的基本理论、基本原理和方法，能够在具体设计工作中灵活应用这些方法去解决生产中遇到的实际问题,培养出合格的新一代铸造专业高质量人才。为了了解学生对内容的理解，我们采用启发式教学，调动教与学两方面的积极性，在部分教学环节中设置了学生讲座，使他们增加了学习的乐7趣和自信心；同时在课程每一章节结束后，要求学生根据本部分内容查阅相关书籍和论文，学习更多的知识，并作相关的总结。很多同学都积极主动的参加到了教学改革中，2001届李大志同学在荣守范等老师的指导下，完成了部分铸造工艺学的课件动画制作，使课件内容更加生动丰富、易于理解；已在齐齐哈尔一机床工作的赵胜洲同学深有体会，通过铸造工艺课程的学习和铸造工艺课程设计及在毕业设计过程中的锻炼，他很快的就适应了工作岗位。4.分块训练与整体训练相结合《铸造工艺》课程有着它独特的教学内容，为了让学生能够牢固的掌握设计理论基础，灵活运用所学习过的知识，开拓设计思路，我们把工艺课程进行了分块设计，也就是每教授完一部分内容，以课堂和实践相结合的教学方法进行授课。同时，改变了以往的全部课程授完之后再进行工艺设计训练的方法，把授课内容分成块，进行块的实践性训练，然后将块整合，再做一个工程师的全面设计性训练。例如：铸造工艺方案的选择；浇注系统的设计；砂芯的设计；模板的设计；合箱图的设计等。通过分块训练，使学生及时的巩固了铸造工艺的设计理论，夯实了设计基础，为将来的整体设计搭建了理想的平台。通过这些训练加深了学生对现象的认识和对知识的掌握。5．创新性训练为了使单纯传授知识的模式向培养创造力的模式转变，培养具有健全个性、适应性强并勇于面向未来的综合性人才，我们实行了本科生导师制（该课题已获省级教学成果二等奖），鼓励广大学生进行创新性训练，并把那些新颖作品展示给广大师生，给他们提供一个表现自我的设计舞台，让8他们有更大的想象和发挥的空间，提高广大学生的学习兴趣。也让下一届的学生有了学习的榜样，提高了学习的动力。四．教学效果“铸造工艺学”课程，在本校开始于1977年本科生恢复高考后，经过多年的教学实践，尤其近几年来的不断改革与实践，在本领域内已形成了鲜明特色，得到了广大师生的一致好评。在各年度的学生评价中，选择“满意”以上的人数平均为95％，选择“极满意”的人数占到50％以上。这在这种专业性很强、相对比较枯燥的课程中是比较少见的。这与成功的教学改革和各个主讲教师的努力是分不开的。通过多年的教学与实践，在课题组全体成员的努力下，本课题取得了良好的效果，96年之后多次被评为省级重点课程；2003年被评为大学精品课程；发表了与课题相关的论文5篇；获得省级教学成果二等奖2项；大学教学成果一等奖3项。(见附件1)五、今后发展方向“铸造工艺学”为省重级点课程，多年来省教育厅和大学投入了一定的资金，使课程建设有了长足的进步。本课程建设过程中，2001年省教育厅投入人民币1万元，2002年省教育厅投入人民币1万元，2003年大学投入人民币8000元，2004年大学投入了人民币6000元，2005年大学教务处投入了人民币2500元。本课程建设经费主要用于了教学资料的查询；电子教案的编写；挂图的制作；青年教师能力的培养；教学模具的制作和必备的课程所需设备等的购置上。今后发展方向如下：1、完善网络资源9目前本课程的电子教案和电子网络课件已经上网进入试运行，学生可以在网上阅读和下载与教学相关的资料，同时也可以通过网络对学习中遇到的问题进行交流和讨论。今后将着重对本课程的网上资源进行完善。2.加快青年教师培养注重青年教师能力的培养，做好传帮带工作，在适当的时候选派1－2名青年教师到重点高校进行专业性培训，使他们在专业上得到更快的成长。3.抓好硬件建设逐步增加、健全典型的模具种类，争取尽快建立一个可操作的铸造工艺设计模拟基地；争取资金改善实验条件，向本专业重点高校水品发展。4.进一步巩固“四训一教”的教学成果，加强实践教学与理论内容的紧密结合，培养德智体全面发展的现代化社会主义新人才。铸造工艺课程教学体系改革的研究与实践课题组2006年3月30日10见附件1教改课题获奖情况：1．“材料工程全方位开放式立体教学样本室”2001年黑龙江省优秀教学成果二等奖；2．“本科生导师制的研究与实践”2005年黑龙江省优秀教学成果二等奖；3．“专业课教学与设计同步进行，加强学生综