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關于本科院校金屬工藝學課程教學研究論文
摘要：根據地方普通本科院校人才培養要求，按照《金屬工藝學》課程的性質和特點，進行課程的研究與改革。從教學大綱的訂制開始，首先明確教學任務和目標，然后確定各環節的教學課時數，在此基礎上優化教學內容，提出啟發式的教學方法，在多媒體課件的制作上要求生動形象、結合實際，對課程的考核方式提出探討。通過教學方法和手段的改進，提高學生的學習興趣和創新能力。
關鍵詞：地方普通本科；金屬工藝學；課程教學；研究
地方普通本科院校在培養學生的目標上，既要重視學生對基礎理論知識的掌握，又要在一定程度上培養學生的動手能力，兼顧理論和應用[1]。模具設計與制造專業開設的《金屬工藝學》課程是研究常用金屬材料及金屬零件加工工藝方法的綜合性技術基礎課，是機類、近機類學生的必修課之一，它在培養學生的工程意識、創新思維、運用規范的工程語言和技術信息解決工程實際問題的能力方面，具有重要作用。以往的課程教學主要以理論知識講授為主，多媒體課件多為書本上的知識點總結，缺少體現培養學生實踐能力的內容，為適應地方普通本科院校人才培養的要求，《金屬工藝學》課程不能沿用傳統的教學方法和內容，應當對教學大綱、教學內容、教學方法、考核方法等方面進行研究改革。
一教學大綱的訂制
教學大綱中要明確教學的基本要求，通過對《金屬工藝學》課程的學習，要使學生達到以下要求：
（1）熟悉機械制造中常用的各種主要加工方法及其實質、基本原理、特點及應用；
（2）了解常用金屬材料的工藝性能；
（3）理解和掌握毛坯和零件的加工工藝過程及零件結構設計的工藝性要求。
（4）了解與本課程有關的新材料、新工藝、新技術及其發展概況。在教學環節安排上要適當加強實踐教學環節，改變傳統教學中只注重理論講授而忽視實踐教學的情況。在學時分配上要適當增加實驗課的教學時間。在整體教學學時不改變的前提下，可以適當減少理論課時的安排，對于典型的金屬工藝如鑄造、鍛壓、焊接、切削加工可以重點講授，其他材料學的內容可以減少或不講。在教學重點和難點上，除了強調金屬工藝的基本概念外，還要注重與實際相關的內容，如“鑄造”這一章節中，除了把鑄造的基礎知識作為教學的重點外，還應該把典型的鑄造加工工藝分析作為重點。更多的介紹一些新型的鑄造方法，如消失模鑄造、殼型鑄造等。
二課程教學內容的優化
要做好兼顧應用性的課程教學，在教學內容上應體現針對性、合理性、創新性[2]。在課程教學中要為學生構建有針對性的知識體系、能力和素質培養架構。在教學內容的安排上要合理，做到理論適度，突出基礎理論，強調實踐應用，并適當介紹新技術。《金屬工藝學》課程包含了大部分的傳統金屬加工工藝，在不斷的發展中又出現了許多的新技術和新工藝。為了體現課程教學的創新性，必須對傳統工藝未涉及到的新工藝進行適當安排講解。對于傳統教學內容中金屬加工工藝的基本原理和典型工藝方法，要保留。這些內容是《金屬工藝學》課程的基礎，也是實際工程中最常用的內容，如鑄造中的砂型鑄造，目前大型的結構件和小批量的鑄件都是用到這些原理和方法；如焊接中的電焊條的組成，是各種焊接加工的基礎，這些內容需要詳細闡述。對于一些陳舊的加工工藝和方法需要刪除，增加新技術、新工藝，擴展和深化教學內容。如金屬切削加工，對于普通的加工機床已經很少在工廠中使用，取而代之的是數控機床和加工中心以及柔性制造系統和高水平集成制造系統，因此在金屬切削加工教學中應簡化普通加工機床的知識，增加數控加工機床及加工中心等工藝的介紹。在課堂教學中除了基礎理論的講解外，應多選擇與生產實際相關的案例，培養學生分析、解決問題的能力，如在講解拉拔工藝時，例舉常見的鋼絲和銅棒的制備工藝，讓學生了解生活中常見金屬材料是如何制作完成的。
三教學方法的革新
多媒體教學方法是現代教育最常用的手段。課件所展示的內容多以文本和圖片的形式出現，學生學習的興趣不高。在《金屬工藝學》多媒體課件的制作上不能沿用傳統的文字和圖片的結構安排，應當適當增加視頻內容[3]，控制好視頻、動畫、文字、圖片的比例。如果動畫和視頻過多，學生聽講易應接不暇，分散注意力，如果文字和圖片過多，教學會特別枯燥，并且金屬加工過程也很難清晰的用文字和圖片表達，因此要控制好課件內容比例，加工過程要以圖片、視頻等重點表達，而基礎概念要以文字和圖片來講解。比如在講解鑄造工藝時，可以在砂型鑄造的講解過程中加入銅鈴和發動機的生產制備工藝視頻，讓學生在看視頻的過程中真實的感受到砂型鑄造的實用性，對砂型鑄造的基本工藝流程有更深刻的認識，同時要引導學生們帶著問題去觀看視頻，了解加工過程中各個工序的目的。在教學過程中，教師除了認真講解書本上的主要內容外，在課堂中可適當提出工廠生產過程中經常出現的問題讓學生進行思考和討論，以啟發式的教學方法克服學生只聽和記的被動式教學模式[4]，調動學生的學習積極性，打破傳統教學中沉悶的學習氣氛。在開始講解導論的時候可以從美國“挑戰者”號航天飛機失事為例進行講解，讓同學知道導致航天飛機解體的直接原因并不是艙體等主要部件的失效，而是火箭助推器的密封圈失效引起。從這一大事件的介紹中讓同學對材料效用加深印象，在材料使用過程中看似很小的缺陷可能會帶來致命的破壞，從而對材料的加工過程產生敬畏之心，提高學生探索金屬加工工藝特點的興趣。對于識記內容較多的章節，可以采取只講重點和難點，其它內容由學生課后自學，可以布置課外作業讓學生自行完成，以培養學生的獨立思考能力和學習的自覺性。除了向學生講授教材上的知識點外，也可以向學生推薦一些課外資料或者較好的專業網站，讓學生課后進行學習。通過自學來鍛煉學生查找、搜集、歸納資料的能力，同時又能夠提高學生的知識面。
在這種方式的學習中，學生的主意力被無形中吸引了過來，從單純的被動式的學習，變成主動式的學習。培養學生舉一反三的能力。例如，在講解鑄造工藝中影響流動性因素，其中合金的成分和結晶特征對流動性的影響最為顯著，首先提到共晶成分的合金，是逐層凝固，已凝固層的內表面光滑，對液態合金的流動阻力小，流動性最好；接下來就不急于講解非共晶成分的合金對流動性的影響，而是讓學生自己進行分析，非共晶的合金與共晶合金的區別在哪。引導學生從材料相變圖中考慮，讓學生明白非共晶合金在其已凝固層和純液態區之間存在一個液固兩相共存的區域，使得已凝固層的內表面粗糙；由此讓學生總結出非共晶成分的合金流動性變差，且隨合金成分偏離共晶點愈遠，其結晶溫度范圍愈寬，流動性愈差。雖然在教學時間上可能這樣做花的時間較長，但是學生對這部分的印象會更加深刻，在后續講解壓力鑄造的影響因素時學生能夠更快的理解接受，教學的時間可以縮短，這無形中提高了教學效率。從教育心理學的角度看，興趣是掌握科學知識的重要條件。工科專業的大學生對科學技術的興趣是有限的，但是對于特定的一門課程，而且是學生從未接觸過的內容，要求學生在短時間內產生濃厚的興趣并積極主動的去學習，需要多方培養。在學習《金屬工藝學》課程前，大學二年級的學生很少有機會接觸工業生產，對金屬加工工藝的了解甚少，有些學生幾乎沒聽說過金屬加工工藝。在培養學生興趣的時候要從實例開始，最好是從雜志、新聞中最具影響力的事件講解，結合課程與生產實際，逐步提高學生的認識和理解。如果只限于課本上的知識點，學生很難提高學習興趣，要寓教于樂提高教學效果。比方說，大部分同學都騎過自行車，就從自行車的加工過程談起，逐步講解每個部件的選材及加工工藝，學生對于自己熟悉的事物能夠產生共鳴，學習的興趣被逐漸提高。
四考核方式
《金屬工藝學》是一門實踐性較強的課程，單純的從試卷上考察理論知識的掌握，以期末考試成績決定學習的好壞已經不能適應新型教學方式的革新，應該采用多樣化的考核方式和評價標準，改變只由紙質試卷決定成績的做法。可以將課程成績分為三個部分：期末考試成績占60%，平時成績占20%，實踐成績占20%。期末考試內容要更多考核學生對加工過程的了解，需死記硬背的理論知識不宜過多，要提出與模具設計與制造專業方向密切相關的問題，這樣才能更好的總結本門課程內容，提高學生分析問題解決問題的能力。實踐主要是根據課程所學知識自主設計實驗并完成，考察學生對基礎理論的掌握以及動手能力和分析、解決問題能力的綜合。對于實踐成績的評定不能確定唯一答案，只要學生能夠態度認真、操作規范地根據設計的實驗計劃完成并符合工程實際，都可以得分。五結束語課程是人才培養的基礎，只有做好每一門課程的教學過程，才能實現專業人才的培養目標，對于地方普通本科院校，兼顧理論與實踐是課程教學的中心，《金屬工藝學》課程作為模具設計與制造專業的一門專業基礎課，只有在課程教學中不斷對教學內容、教學方法等進行不斷探索、創新，才能達到培養合格大學生的要求。
作者:富偉 陳清宇 王芳 宋杰光 單位:九江學院
參考文獻
[1]李培根，許曉東，陳國松.我國本科工程教育實踐教學問題與原因探析[J].高等工程教育研究，2012(3):13-13.
[2]倪兆榮.《金屬工藝學》課程教學內容改革的研究[J].武漢船舶職業技術學院學報，2002(2):44-45.
[3]陳錦.金屬工藝學課件的設計與制作[J].內江職業技術學院學報，2007(1):30-32.
[4]閔世英.從學生的學習心理談“金屬工藝學”啟發式教學[J].科技資訊，2007(17):246-247.
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