本科院校金属工艺学课程教学研究

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摘要：根据地方普通本科院校人才培养要求，按照《金属工艺学》课程的性质和特点，进行课程的研究与改革。从教学大纲的订制开始，首先明确教学任务和目标，然后确定各环节的教学课时数，在此基础上优化教学内容，提出启发式的教学方法，在多媒体课件的制作上要求生动形象、结合实际，对课程的考核方式提出探讨。通过教学方法和手段的改进，提高学生的学习兴趣和创新能力。

关键词：地方普通本科；金属工艺学；课程教学；研究

地方普通本科院校在培养学生的目标上，既要重视学生对基础理论知识的掌握，又要在一定程度上培养学生的动手能力，兼顾理论和应用[1]。模具设计与制造专业开设的《金属工艺学》课程是研究常用金属材料及金属零件加工工艺方法的综合性技术基础课，是机类、近机类学生的必修课之一，它在培养学生的工程意识、创新思维、运用规范的工程语言和技术信息解决工程实际问题的能力方面，具有重要作用。以往的课程教学主要以理论知识讲授为主，多媒体课件多为书本上的知识点总结，缺少体现培养学生实践能力的内容，为适应地方普通本科院校人才培养的要求，《金属工艺学》课程不能沿用传统的教学方法和内容，应当对教学大纲、教学内容、教学方法、考核方法等方面进行研究改革。

一教学大纲的订制

教学大纲中要明确教学的基本要求，通过对《金属工艺学》课程的学习，要使学生达到以下要求：（1）熟悉机械制造中常用的各种主要加工方法及其实质、基本原理、特点及应用；（2）了解常用金属材料的工艺性能；（3）理解和掌握毛坯和零件的加工工艺过程及零件结构设计的工艺性要求。（4）了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术及其发展概况。在教学环节安排上要适当加强实践教学环节，改变传统教学中只注重理论讲授而忽视实践教学的情况。在学时分配上要适当增加实验课的教学时间。在整体教学学时不改变的前提下，可以适当减少理论课时的安排，对于典型的金属工艺如铸造、锻压、焊接、切削加工可以重点讲授，其他材料学的内容可以减少或不讲。在教学重点和难点上，除了强调金属工艺的基本概念外，还要注重与实际相关的内容，如“铸造”这一章节中，除了把铸造的基础知识作为教学的重点外，还应该把典型的铸造加工工艺分析作为重点。更多的介绍一些新型的铸造方法，如消失模铸造、壳型铸造等。

二课程教学内容的优化

要做好兼顾应用性的课程教学，在教学内容上应体现针对性、合理性、创新性[2]。在课程教学中要为学生构建有针对性的知识体系、能力和素质培养架构。在教学内容的安排上要合理，做到理论适度，突出基础理论，强调实践应用，并适当介绍新技术。《金属工艺学》课程包含了大部分的传统金属加工工艺，在不断的发展中又出现了许多的新技术和新工艺。为了体现课程教学的创新性，必须对传统工艺未涉及到的新工艺进行适当安排讲解。对于传统教学内容中金属加工工艺的基本原理和典型工艺方法，要保留。这些内容是《金属工艺学》课程的基础，也是实际工程中最常用的内容，如铸造中的砂型铸造，目前大型的结构件和小批量的铸件都是用到这些原理和方法；如焊接中的电焊条的组成，是各种焊接加工的基础，这些内容需要详细阐述。对于一些陈旧的加工工艺和方法需要删除，增加新技术、新工艺，扩展和深化教学内容。如金属切削加工，对于普通的加工机床已经很少在工厂中使用，取而代之的是数控机床和加工中心以及柔性制造系统和高水平集成制造系统，因此在金属切削加工教学中应简化普通加工机床的知识，增加数控加工机床及加工中心等工艺的介绍。在课堂教学中除了基础理论的讲解外，应多选择与生产实际相关的案例，培养学生分析、解决问题的能力，如在讲解拉拔工艺时，例举常见的钢丝和铜棒的制备工艺，让学生了解生活中常见金属材料是如何制作完成的。

三教学方法的革新

多媒体教学方法是现代教育最常用的手段。课件所展示的内容多以文本和图片的形式出现，学生学习的兴趣不高。在《金属工艺学》多媒体课件的制作上不能沿用传统的文字和图片的结构安排，应当适当增加视频内容[3]，控制好视频、动画、文字、图片的比例。如果动画和视频过多，学生听讲易应接不暇，分散注意力，如果文字和图片过多，教学会特别枯燥，并且金属加工过程也很难清晰的用文字和图片表达，因此要控制好课件内容比例，加工过程要以图片、视频等重点表达，而基础概念要以文字和图片来讲解。比如在讲解铸造工艺时，可以在砂型铸造的讲解过程中加入铜铃和发动机的生产制备工艺视频，让学生在看视频的过程中真实的感受到砂型铸造的实用性，对砂型铸造的基本工艺流程有更深刻的认识，同时要引导学生们带着问题去观看视频，了解加工过程中各个工序的目的。在教学过程中，教师除了认真讲解书本上的主要内容外，在课堂中可适当提出工厂生产过程中经常出现的问题让学生进行思考和讨论，以启发式的教学方法克服学生只听和记的被动式教学模式[4]，调动学生的学习积极性，打破传统教学中沉闷的学习气氛。在开始讲解导论的时候可以从美国“挑战者”号航天飞机失事为例进行讲解，让同学知道导致航天飞机解体的直接原因并不是舱体等主要部件的失效，而是火箭助推器的密封圈失效引起。从这一大事件的介绍中让同学对材料效用加深印象，在材料使用过程中看似很小的缺陷可能会带来致命的破坏，从而对材料的加工过程产生敬畏之心，提高学生探索金属加工工艺特点的兴趣。对于识记内容较多的章节，可以采取只讲重点和难点，其它内容由学生课后自学，可以布置课外作业让学生自行完成，以培养学生的独立思考能力和学习的自觉性。除了向学生讲授教材上的知识点外，也可以向学生推荐一些课外资料或者较好的专业网站，让学生课后进行学习。通过自学来锻炼学生查找、搜集、归纳资料的能力，同时又能够提高学生的知识面。在这种方式的学习中，学生的主意力被无形中吸引了过来，从单纯的被动式的学习，变成主动式的学习。培养学生举一反三的能力。例如，在讲解铸造工艺中影响流动性因素，其中合金的成分和结晶特征对流动性的影响最为显著，首先提到共晶成分的合金，是逐层凝固，已凝固层的内表面光滑，对液态合金的流动阻力小，流动性最好；接下来就不急于讲解非共晶成分的合金对流动性的影响，而是让学生自己进行分析，非共晶的合金与共晶合金的区别在哪。引导学生从材料相变图中考虑，让学生明白非共晶合金在其已凝固层和纯液态区之间存在一个液固两相共存的区域，使得已凝固层的内表面粗糙；由此让学生总结出非共晶成分的合金流动性变差，且随合金成分偏离共晶点愈远，其结晶温度范围愈宽，流动性愈差。虽然在教学时间上可能这样做花的时间较长，但是学生对这部分的印象会更加深刻，在后续讲解压力铸造的影响因素时学生能够更快的理解接受，教学的时间可以缩短，这无形中提高了教学效率。从教育心理学的角度看，兴趣是掌握科学知识的重要条件。工科专业的大学生对科学技术的兴趣是有限的，但是对于特定的一门课程，而且是学生从未接触过的内容，要求学生在短时间内产生浓厚的兴趣并积极主动的去学习，需要多方培养。在学习《金属工艺学》课程前，大学二年级的学生很少有机会接触工业生产，对金属加工工艺的了解甚少，有些学生几乎没听说过金属加工工艺。在培养学生兴趣的时候要从实例开始，最好是从杂志、新闻中最具影响力的事件讲解，结合课程与生产实际，逐步提高学生的认识和理解。如果只限于课本上的知识点，学生很难提高学习兴趣，要寓教于乐提高教学效果。比方说，大部分同学都骑过自行车，就从自行车的加工过程谈起，逐步讲解每个部件的选材及加工工艺，学生对于自己熟悉的事物能够产生共鸣，学习的兴趣被逐渐提高。

四考核方式

《金属工艺学》是一门实践性较强的课程，单纯的从试卷上考察理论知识的掌握，以期末考试成绩决定学习的好坏已经不能适应新型教学方式的革新，应该采用多样化的考核方式和评价标准，改变只由纸质试卷决定成绩的做法。可以将课程成绩分为三个部分：期末考试成绩占60%，平时成绩占20%，实践成绩占20%。期末考试内容要更多考核学生对加工过程的了解，需死记硬背的理论知识不宜过多，要提出与模具设计与制造专业方向密切相关的问题，这样才能更好的总结本门课程内容，提高学生分析问题解决问题的能力。实践主要是根据课程所学知识自主设计实验并完成，考察学生对基础理论的掌握以及动手能力和分析、解决问题能力的综合。对于实践成绩的评定不能确定唯一答案，只要学生能够态度认真、操作规范地根据设计的实验计划完成并符合工程实际，都可以得分。五结束语课程是人才培养的基础，只有做好每一门课程的教学过程，才能实现专业人才的培养目标，对于地方普通本科院校，兼顾理论与实践是课程教学的中心，《金属工艺学》课程作为模具设计与制造专业的一门专业基础课，只有在课程教学中不断对教学内容、教学方法等进行不断探索、创新，才能达到培养合格大学生的要求。

作者:富伟 陈清宇 王芳 宋杰光 单位:九江学院

参考文献

[1]李培根，许晓东，陈国松.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J].高等工程教育研究，2012(3):13-13.

[2]倪兆荣.《金属工艺学》课程教学内容改革的研究[J].武汉船舶职业技术学院学报，2002(2):44-45.

[3]陈锦.金属工艺学课件的设计与制作[J].内江职业技术学院学报，2007(1):30-32.

[4]闵世英.从学生的学习心理谈“金属工艺学”启发式教学[J].科技资讯，2007(17):246-247.