鑄造工藝學課程設計論文

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摘要：針對鑄造工藝學課程設計教學過程中存在的問題，采取了以分組策略為基礎，通過優化指導及考核方式，優化題目設計等措施，建立了新型的鑄造工藝學課程設計教學模式。在新型教學模式下，課程設計的選題更接近工程實際，課程設計的流程也與工程實際一致。學生通過團隊合作的形式完成課程設計，充分發揮了其主觀能動性，并培養了其團隊合作意識。實施結果表明，在新型教學模式下，課程設計的完成度和完成質量都有了明顯的提高。

關鍵詞：鑄造工藝學；課程設計；分組策略；教學模式

鑄造工藝學是目前國內高校材料成型及控制工程專業普遍開設的一門專業課程[1]。作為工程性、實踐性較強的一門課程，鑄造工藝學課程的教學目標除了要使學生掌握鑄造工藝設計的基本理論、基本原則和方法之外，更重要的是要學生能夠學以致用，培養學生靈活運用所學知識解決實際工程問題的能力[2，3]。為了達到鑄造工藝學課程的這一教學目標，多數學校在課堂授課環節以外設置了鑄造工藝學課程設計環節[4，5]。在課程設計環節，學生需要綜合運用鑄造工藝學相關知識完成某一鑄件的鑄造工藝設計。在早期的鑄造工藝學課程設計教學過程中，我院采取的是學生一人一題、各自獨立完成的組織方式，教學效果一般。為了改善教學效果，我院對鑄造工藝學課程設計的教學模式進行了優化，形成了基于分組策略的鑄造工藝學課程設計教學模式。

1傳統教學模式的弊端

我院鑄造工藝學課程設計一般要求學生針對某一鑄件，設計其砂型鑄造工藝。鑄件的鑄造工藝設計是一項相對較為復雜的設計工作，涉及到鑄件結構分析、鑄造工藝參數選擇、澆注系統計算、補縮系統設計等多項工作，需要考慮的問題也十分繁瑣。在鑄造工廠，要完成某一產品的鑄造工藝設計尚且需要多名具有豐富工藝設計經驗的工藝員的通力合作。因此在早期的鑄造工藝學課程設計教學中，要求毫無工藝設計經驗的學生在兩周的時間內獨立完成某個鑄件的鑄造工藝設計顯然是不合常理的。因此使得最終課程設計普遍存在完成度低、完成質量差、工藝設計不合理等問題。這是傳統教學模式存在的弊端之一。此外，傳統的一人一題、獨立完成的教學模式對指導教師的指導也帶來了很大的不便。課程設計指導教師需要準備大量的設計題目，而且在課程設計過程中，教師需要針對每一位學生進行指導并對每一位學生的課程設計質量進行評價。這大大增加了指導教師的工作量，因此在指導教師方面也存在著題目難易程度相差較大，指導方式和考核方式相對單一等問題。這也是傳統教學模式存在的弊端。為了克服鑄造工藝學課程設計傳統教學模式的弊端，我院采取了以分組策略為基礎的新型教學模式。相對于傳統的教學模式，新型教學模式的組織與實施主要包括在題目設計、分組方式及指導與考核方式三方面的改進。

2新型教學模式的組織方式與實施方法

2.1題目設置。在傳統“一人一題”的教學方式下，指導教師需要針對每一位學生設計不同的題目，大量的題目設計會大大增加指導教師的工作量。而且為了盡可能使得學生能夠獨立完成課程設計，往往需要對設計題目進行簡化而不能直接使用實際產品作為設計題目，因此很難達到鍛煉學生工程實踐能力的目的。而在新型的分組教學模式下，教師只需要針對每一組設計一道題目，從而減少了題目設計的工作量，有助于提高題目的質量。而且題目的難度和復雜程度也可以相應提高以使其更接近工程實際。在實際的實施過程中，課程設計題目均為指導教師精心挑選的具有中等復雜程度而且工程意義明確的實際鑄件，如水輪機鑄件（上冠、下環等）。這樣的題目設計不僅能夠實現鍛煉學生工程實踐的目的，而且能激發學生通過團隊合作完成工藝設計的責任心。2.2分組策略。鑄造工藝設計過程中涉及到的工作量十分繁雜，如澆注系統和補縮系統的設計過程中需要大量的理論計算工作，鑄件圖、鑄造工藝圖及鑄造工裝圖的繪制過程則包含了大量的繪圖工作，鑄造工藝的模擬驗證又涉及到三維建模軟件及鑄造模擬軟件的使用。因此為了保證每一組都能完整的完成鑄造工藝設計的全部任務，每個小組的成員數以3~4人為宜，并且需要在小組劃分時對各小組的成員組成進行控制，確保各小組均有成員分別負責計算、繪圖、模擬及報告撰寫工作。在實際的實施過程中，學生的分組主要采取以學生自由分組為主、指導教師做適當調整為輔的分組策略。具體的實施過程主要包括以下兩個階段：①學生自由分組階段。在鑄造工藝學課程設計任務書下達之前，指導教師針對課程設計的內容、流程及需要掌握的理論、軟件進行介紹，引導學生根據課程設計的任務需求自由組合，盡量確保各小組成員的配置滿足鑄造工藝設計的需求；②指導教師調整階段。學生自由分組完畢，由指導教師對每一小組的成員配置進行評估。具體評估方式采用各小組自我介紹的方式進行。對每一小組，指導教師根據任務需求評估小組成員配置是否滿足課程設計過程中理論計算、繪圖及軟件操作的需求并根據小組成員的特長對小組成員進行分工，并確定一位組長以便于課程設計過程中指導教師與各小組的聯系與溝通。對于成員配置不能滿足要求的小組進行必要的調整。分組完畢之后，指導教師以小組為單位分別下發課程設計任務書，這樣就形成了每一位指導教師指導7~8個課程設計小組的模式，避免了以往指導教師一人指導幾十名學生而疲于應付的局面，從而顯著減少了指導教師的工作量，使得指導教師能夠集中精力分別對每一小組進行分組指導，有效保證了指導的效果。2.3指導與考核方式。課程設計過程中，指導教師對學生以小組為單位進行指導，指導形式以指導教師定期召集各小組進行討論為主，各小組也可以根據自己的需要隨時聯系指導教師進行指導。為了確保各小組的每一位學生能夠充分參與到教學過程中，避免形成過度依賴小組某一位或某幾位成員的局面，還需要對課程設計的考核方式進行改進。在分組的過程中，指導教師引導小組成員根據自身能力分別主要承擔課程設計過程中的計算、繪圖、模擬及報告撰寫工作。在最后的考核過程中，指導教師要求每組學生完成設計說明書及相關設計圖紙一套，小組的每一名學生還要撰寫1500字左右的設計總結，說明自己在課程設計過程中所負責的具體工作的工作過程以及在課程設計過程中的收獲。因此，每一小組最終上交的書面材料包括設計說明書、圖紙以及小組每一位成員的設計總結，這些書面材料是指導教師對各小組及其成員進行考核、評價的主要依據。此外，課程設計還設置了答辯環節，答辯以小組為單位進行。在答辯過程中，指導教師針對鑄造工藝設計過程中計算、繪圖、模擬各環節的具體細節以及工藝設計說明書中存在的問題等進行提問，小組各位成員按照本人承擔的任務分別進行答辯。通過答辯，指導教師能夠更加準確的掌握小組各成員在課程設計過程中的參與情況，從而有助于對小組各位成員進行更為準確的考核評價。綜上，新型教學模式的總體實施流程如圖1所示。

3實施效果

在新型教學模式下，學生參與課程設計的主動性得到顯著提高，鑄造工藝設計的完成度也明顯改善。學生普遍反映在鑄造工藝學課程設計的教學過程中不僅鞏固和深化了鑄造工藝學知識，而且豐富了自身的實踐經驗，培養了理論結合實際的工程意識。圖2所示為某小組3名成員在指導教師指導下通過團隊合作完成的某鑄鋼件產品的砂型鑄造工藝設計，三名成員分別主要負責計算、繪圖、模擬各環節的工作并合作完成報告的撰寫，工藝設計中包含了澆注系統、補縮系統等必要內容，并且通過數值模擬手段對鑄造工藝設計的合理性進行了驗證，整個工藝設計的流程基本與鑄造廠的鑄造工藝設計流程一致。由此，學生能真正體會到在工程實踐中完成一項工藝設計的流程，并且能夠培養學生良好的團隊意識，對于學生畢業以后踏入相關工作崗位起到了很好的鍛煉效果。

4結語

針對鑄造工藝學課程設計教學過程中存在的弊端，采取了以分組策略為基礎的新型鑄造工藝學課程設計教學模式。在新型的分組教學模式下，課程設計題目的難度和復雜程度更接近工程實踐，工藝設計的流程更完整，學生能夠充分體驗到工廠進行鑄造工藝設計的整個過程，從而有助于鍛煉學生的工程實踐能力。而學生在課程設計過程中主要以團隊合作的形式完成工藝設計，能夠充分發揮其主觀能動性，并培養學生的團隊合作意識。新型教學模式還有助于指導教師更高效、更有針對性地為學生提供指導和幫助，達到提高工藝設計完成度、改善工藝設計質量的目的。

參考文獻：

［1］張文達，楊晶，葉云，毛紅奎.案例教學法在鑄造工藝學課程中的應用［J］.中北大學學報（社會科學版），2007（S1）:184-186.

［2］李晶，王麗閣，王恩澤，曾敏.項目式教學在課程《鑄造工藝學》中的應用［J］.廣州化工，2017，45（08）:176-177.

［3］王榮峰.《鑄造工藝學》知識體系結構和教學方法探討［J］.鑄造設備與工藝，2015，（05）:64-66.

［4］傅駿，方輝，藺虹賓.ANSYS在高職《鑄造工藝學》教學中的應用［J］.鑄造技術，2013，34（01）:92-94.

［5］丘有永.淺談《機械制造技術》的課程設計［J］.科技信息（科學教研），2007（11）:402+413.

作者:李吉林 馮俊寧 張小麗 李涌泉 蔣亮 單位:北方民族大學