铸造工艺学课程设计论文

摘要：针对铸造工艺学课程设计教学过程中存在的问题，采取了以分组策略为基础，通过优化指导及考核方式，优化题目设计等措施，建立了新型的铸造工艺学课程设计教学模式。在新型教学模式下，课程设计的选题更接近工程实际，课程设计的流程也与工程实际一致。学生通过团队合作的形式完成课程设计，充分发挥了其主观能动性，并培养了其团队合作意识。实施结果表明，在新型教学模式下，课程设计的完成度和完成质量都有了明显的提高。

关键词：铸造工艺学；课程设计；分组策略；教学模式

铸造工艺学是目前国内高校材料成型及控制工程专业普遍开设的一门专业课程[1]。作为工程性、实践性较强的一门课程，铸造工艺学课程的教学目标除了要使学生掌握铸造工艺设计的基本理论、基本原则和方法之外，更重要的是要学生能够学以致用，培养学生灵活运用所学知识解决实际工程问题的能力[2，3]。为了达到铸造工艺学课程的这一教学目标，多数学校在课堂授课环节以外设置了铸造工艺学课程设计环节[4，5]。在课程设计环节，学生需要综合运用铸造工艺学相关知识完成某一铸件的铸造工艺设计。在早期的铸造工艺学课程设计教学过程中，我院采取的是学生一人一题、各自独立完成的组织方式，教学效果一般。为了改善教学效果，我院对铸造工艺学课程设计的教学模式进行了优化，形成了基于分组策略的铸造工艺学课程设计教学模式。

1传统教学模式的弊端

我院铸造工艺学课程设计一般要求学生针对某一铸件，设计其砂型铸造工艺。铸件的铸造工艺设计是一项相对较为复杂的设计工作，涉及到铸件结构分析、铸造工艺参数选择、浇注系统计算、补缩系统设计等多项工作，需要考虑的问题也十分繁琐。在铸造工厂，要完成某一产品的铸造工艺设计尚且需要多名具有丰富工艺设计经验的工艺员的通力合作。因此在早期的铸造工艺学课程设计教学中，要求毫无工艺设计经验的学生在两周的时间内独立完成某个铸件的铸造工艺设计显然是不合常理的。因此使得最终课程设计普遍存在完成度低、完成质量差、工艺设计不合理等问题。这是传统教学模式存在的弊端之一。此外，传统的一人一题、独立完成的教学模式对指导教师的指导也带来了很大的不便。课程设计指导教师需要准备大量的设计题目，而且在课程设计过程中，教师需要针对每一位学生进行指导并对每一位学生的课程设计质量进行评价。这大大增加了指导教师的工作量，因此在指导教师方面也存在着题目难易程度相差较大，指导方式和考核方式相对单一等问题。这也是传统教学模式存在的弊端。为了克服铸造工艺学课程设计传统教学模式的弊端，我院采取了以分组策略为基础的新型教学模式。相对于传统的教学模式，新型教学模式的组织与实施主要包括在题目设计、分组方式及指导与考核方式三方面的改进。

2新型教学模式的组织方式与实施方法

2.1题目设置。在传统“一人一题”的教学方式下，指导教师需要针对每一位学生设计不同的题目，大量的题目设计会大大增加指导教师的工作量。而且为了尽可能使得学生能够独立完成课程设计，往往需要对设计题目进行简化而不能直接使用实际产品作为设计题目，因此很难达到锻炼学生工程实践能力的目的。而在新型的分组教学模式下，教师只需要针对每一组设计一道题目，从而减少了题目设计的工作量，有助于提高题目的质量。而且题目的难度和复杂程度也可以相应提高以使其更接近工程实际。在实际的实施过程中，课程设计题目均为指导教师精心挑选的具有中等复杂程度而且工程意义明确的实际铸件，如水轮机铸件（上冠、下环等）。这样的题目设计不仅能够实现锻炼学生工程实践的目的，而且能激发学生通过团队合作完成工艺设计的责任心。2.2分组策略。铸造工艺设计过程中涉及到的工作量十分繁杂，如浇注系统和补缩系统的设计过程中需要大量的理论计算工作，铸件图、铸造工艺图及铸造工装图的绘制过程则包含了大量的绘图工作，铸造工艺的模拟验证又涉及到三维建模软件及铸造模拟软件的使用。因此为了保证每一组都能完整的完成铸造工艺设计的全部任务，每个小组的成员数以3~4人为宜，并且需要在小组划分时对各小组的成员组成进行控制，确保各小组均有成员分别负责计算、绘图、模拟及报告撰写工作。在实际的实施过程中，学生的分组主要采取以学生自由分组为主、指导教师做适当调整为辅的分组策略。具体的实施过程主要包括以下两个阶段：①学生自由分组阶段。在铸造工艺学课程设计任务书下达之前，指导教师针对课程设计的内容、流程及需要掌握的理论、软件进行介绍，引导学生根据课程设计的任务需求自由组合，尽量确保各小组成员的配置满足铸造工艺设计的需求；②指导教师调整阶段。学生自由分组完毕，由指导教师对每一小组的成员配置进行评估。具体评估方式采用各小组自我介绍的方式进行。对每一小组，指导教师根据任务需求评估小组成员配置是否满足课程设计过程中理论计算、绘图及软件操作的需求并根据小组成员的特长对小组成员进行分工，并确定一位组长以便于课程设计过程中指导教师与各小组的联系与沟通。对于成员配置不能满足要求的小组进行必要的调整。分组完毕之后，指导教师以小组为单位分别下发课程设计任务书，这样就形成了每一位指导教师指导7~8个课程设计小组的模式，避免了以往指导教师一人指导几十名学生而疲于应付的局面，从而显著减少了指导教师的工作量，使得指导教师能够集中精力分别对每一小组进行分组指导，有效保证了指导的效果。2.3指导与考核方式。课程设计过程中，指导教师对学生以小组为单位进行指导，指导形式以指导教师定期召集各小组进行讨论为主，各小组也可以根据自己的需要随时联系指导教师进行指导。为了确保各小组的每一位学生能够充分参与到教学过程中，避免形成过度依赖小组某一位或某几位成员的局面，还需要对课程设计的考核方式进行改进。在分组的过程中，指导教师引导小组成员根据自身能力分别主要承担课程设计过程中的计算、绘图、模拟及报告撰写工作。在最后的考核过程中，指导教师要求每组学生完成设计说明书及相关设计图纸一套，小组的每一名学生还要撰写1500字左右的设计总结，说明自己在课程设计过程中所负责的具体工作的工作过程以及在课程设计过程中的收获。因此，每一小组最终上交的书面材料包括设计说明书、图纸以及小组每一位成员的设计总结，这些书面材料是指导教师对各小组及其成员进行考核、评价的主要依据。此外，课程设计还设置了答辩环节，答辩以小组为单位进行。在答辩过程中，指导教师针对铸造工艺设计过程中计算、绘图、模拟各环节的具体细节以及工艺设计说明书中存在的问题等进行提问，小组各位成员按照本人承担的任务分别进行答辩。通过答辩，指导教师能够更加准确的掌握小组各成员在课程设计过程中的参与情况，从而有助于对小组各位成员进行更为准确的考核评价。综上，新型教学模式的总体实施流程如图1所示。

3实施效果

在新型教学模式下，学生参与课程设计的主动性得到显著提高，铸造工艺设计的完成度也明显改善。学生普遍反映在铸造工艺学课程设计的教学过程中不仅巩固和深化了铸造工艺学知识，而且丰富了自身的实践经验，培养了理论结合实际的工程意识。图2所示为某小组3名成员在指导教师指导下通过团队合作完成的某铸钢件产品的砂型铸造工艺设计，三名成员分别主要负责计算、绘图、模拟各环节的工作并合作完成报告的撰写，工艺设计中包含了浇注系统、补缩系统等必要内容，并且通过数值模拟手段对铸造工艺设计的合理性进行了验证，整个工艺设计的流程基本与铸造厂的铸造工艺设计流程一致。由此，学生能真正体会到在工程实践中完成一项工艺设计的流程，并且能够培养学生良好的团队意识，对于学生毕业以后踏入相关工作岗位起到了很好的锻炼效果。

4结语

针对铸造工艺学课程设计教学过程中存在的弊端，采取了以分组策略为基础的新型铸造工艺学课程设计教学模式。在新型的分组教学模式下，课程设计题目的难度和复杂程度更接近工程实践，工艺设计的流程更完整，学生能够充分体验到工厂进行铸造工艺设计的整个过程，从而有助于锻炼学生的工程实践能力。而学生在课程设计过程中主要以团队合作的形式完成工艺设计，能够充分发挥其主观能动性，并培养学生的团队合作意识。新型教学模式还有助于指导教师更高效、更有针对性地为学生提供指导和帮助，达到提高工艺设计完成度、改善工艺设计质量的目的。

参考文献：

［1］张文达，杨晶，叶云，毛红奎.案例教学法在铸造工艺学课程中的应用［J］.中北大学学报（社会科学版），2007（S1）:184-186.

［2］李晶，王丽阁，王恩泽，曾敏.项目式教学在课程《铸造工艺学》中的应用［J］.广州化工，2017，45（08）:176-177.

［3］王荣峰.《铸造工艺学》知识体系结构和教学方法探讨［J］.铸造设备与工艺，2015，（05）:64-66.

［4］傅骏，方辉，蔺虹宾.ANSYS在高职《铸造工艺学》教学中的应用［J］.铸造技术，2013，34（01）:92-94.

［5］丘有永.浅谈《机械制造技术》的课程设计［J］.科技信息（科学教研），2007（11）:402+413.

作者:李吉林 冯俊宁 张小丽 李涌泉 蒋亮 单位:北方民族大学