《金属工艺学》课程教学体系改革与课程群的构建

姜 英，陈宗民，高 军，王友林

（山东理工大学机械工程学院，山东淄博 255049）

金属工艺学（以下简称金工）课程群由《金属工艺学》、《金属材料及工艺》、《工程材料》）、《金工实习》和《机械制造工艺学》五门课程组成。金工课程群在机械类专业和非机械类专业中承担着专业人才培养和机械制造基础知识普及教育的双重任务。对机械类和近机械类专业，金工课程群是使学生牢固掌握本专业领域基础理论，系统进行机械工程师基本训练的重要课程；对非械类专业学生，《金工》课程群使学生全面地了解机械制造的全过程，有利于提高学生的综合素质，为拓宽就业渠道打基础。单一金工课程教学模式存在偏重单学科系统性教学，忽视多学科综合性教学；偏重课堂传授，忽略学生实践能力、自主学习能力培养的现象，有待进一步完善。

1 课程的发展历程

《金工》课程体系的建设历史悠久。我校在较长的时间里，将金工系列课程相关内容分散在《金属材料及热处理》、《材料成型》、《机械制造基础》、《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》与《金工实习》等课程中讲授。直到上世纪90年代中期，随着教学改革的开展，将机械类专业涉及的工程材料、热加工工艺基础、冷加工工艺基础、机械加工技术、机床夹具设计等内容集中在《金属工艺学》、《工程材料》、《机械制造工艺学》三门课中，对机械制造的全过程及专业技术进行全面、系统地介绍；并组建全校统一的金工实训中心，针对不同专业开设2-4周的《金工实习》课程。

随着学校规模扩大，院系及专业调整，工学在院系设置中占有2/3比例。《金属工艺学》、《工程材料》作为工学机械制造类的技术基础课，每年开课的头数及授课学生人数成倍增加；同时随着教学改革的深入和科学技术的发展，各专业培养方案中学时缩减，以适应培养“厚基础、宽口径、重实践、显个性、高素质的复合型人才”的总体方案要求。为解决学时缩减与新材料、新技术、新工艺以及其他相关知识呈爆炸性增长的矛盾，2000年之后，将《金属工艺学》、《工程材料》中部分知识模块整合为《金属材料及工艺》课程，该课程主要包括金属材料、热加工工艺两大部分内容，涵盖了《金属工艺学》中的热加工部分和《工程材料》中的金属材料部分。因为机械类和近机械类专业在后续课程中，将开设《机械制造工艺学》课程，与冷加工工艺基础的内容重叠；删除冷加工部分，并适当提高金属材料部分、热加工工艺部分的授课学时，有助于发挥其先行课程的作用，使机械类和近机械类专业学生全面、系统地掌握金属材料及热加工工艺知识，为以后在工程实践中，具有较强的选材及选择热加工工艺方法的能力奠定基础。

2 课程群的构建与实施

金工课程群教学体系庞大、教学内容繁杂，知识点涵盖了机械加工工艺技术涉及的基本材料、基本原理、基本工艺及新材料、新工艺、新技术和其他相关知识的介绍。根据教学对象的不同，课程教学大纲的编制注重教学内容与人才培养模式相呼应、与多媒体技术相融合、与后续课程整体优化相一致。在教学计划安排上，根据机械类、近机械类及非机械类不同的专业特点，选择不同的知识模块、授课学时和授课形式。教学进度安排的原则是：知识传递循序渐进，教学内容避免重复，理论课与实践课穿插结合，多种教学手段灵活兼用。

对机械类专业，金工课程群作为显示培养目标核心的专业主干基础课和专业课，在教学环节的安排上，侧重于培养学生全面的工程知识和能力。课程设置为：《金属材料及工艺》（56学时）-《金工实习》（4周）-《机械制造工艺学》（64学时）。对近机械类专业，金工课程群作为专业基础课，为学生学习后续课程及解决生产实际问题奠定基础。不同专业课程设置为：《金属材料及工艺》（48学时）-《金工实习》（4周）-《机械制造工艺学》（48学时）或《金属工艺学》（48学时）-《金工实习》（4周）-《工程材料》（32学时）。对非机械类专业，金工课程群使学生全面地了解机械制造的全过程，有利于提高学生的综合素质，为拓宽就业渠道打基础。在教学环节的安排上，侧重于扩展学生的视野和知识面，以了解机械制造工艺的基本原理并熟悉加工现场的设备、刀具和生产工艺过程为主。课程设置为：《金属工艺学》（48学时或32学时）-《金工实习》（2周）。

在金工课程群教学体系构建过程中，课题组遵循以学生为主体，以教师为主导的教育理念，根据金工课程群应用性、实践性较强的特点，将学生的学习方式从基于点、面学习为主的知识接受型，升华到与社会需求、技术发展、学科综合相结合，并做到举一反三和创新能力的素质培养型。我们将课堂教学与实践教学有机结合，循序渐进安排教学活动，具体做法为：

1）理论教学与实践教学相结合。在教学进度安排上，充分发挥我校机械厂加工设备齐全、先进的优势，课堂教学和实践教学适当交叉，提高了学生的学习兴趣和效果。实习中强调动手能力，实习报告要有专题性。在生产现场，通过指导教师的讲解和演示，让学生掌握基本的操作技术知识，在实际动手和实践中巩固所学知识，提高自己的操作水平和能力，并通过实践考核和检验进一步保证有关内容的掌握。

随着实习学生数的增多，每个批次有时达到近300人，全年参加金工实习的学生超过4000人。对于抽象、难以理解或展示的内容，利用Authorware等开发平台，设计制作了多媒体教学课件，让学生了解和掌握相关的理论和技术基础知识，为本课程的学习打下了坚实基础。与传统的实习教学方法相比，课件使用后起到了形象、直观、信息容量大的教学效果，极大地激发与调动了学生学习的兴趣。

2）传统教学与CAI教学相结合。课堂教学以教师讲授为主，包括习题课，必要时进行课堂讨论及教师指导下的课外自学。讲授基本概念、基本原理等内容以传统教学方法为主，多媒体课件为辅，结合板书、讲解、课后练习等使学生透彻理解、熟练掌握；金工系列课程中有大量内容是对制造技术的现状与前景做宏观的介绍，使学生对制造业的概貌有全面的了解。因此我们在详细讲解各种主要加工方法的基础上，采用以多媒体课件为主，传统教学方法为辅的方式，简要介绍其他加工方法（包括发展中的先进制造技术）。同时采取课上讨论，学生课下通过资料查阅撰写小论文的方式，使教学相长，调动了学生学习的积极性，扩展了教学内容，并使学生掌握了专业技术的学习方法。

3）自学与网络平台教学相结合。充分利用网上平台，教学大纲、教案、习题、网络课件、动画等教学资源上载。可以做到网上适时交互式教学。学生随时可以点击学习内容中认识较模糊的概念，得到清晰的解释，并能方便地利用概念及难点模块查询自己理解不透彻的问题。通过图片、实物照片、模拟动画、生产加工过程视频和教学文字内容的完美结合，这种交互性好，操作简单，界面美观又不受授课学时限制的模式正在成为一种新的教学形式。

4）实训教学与生产相结合。在校工程实训中心和校外实习基地的实习过程中，实训教学结合产品生产的结构形式，让学生感受到了真实的现代工业生产环境，开阔了眼界，巩固了知识，真正通过实习能够体会和形成大生产、大工程的意识。

5）笔试与操作考核相结合。金工课程群知识点零碎、推理的内容少而叙述的内容多，学生往往采取机械记忆的方式应付考试。为解决这一问题，笔试试题中加大客观题比重。学生只有对基本概念、基本原理有了深入的理解和认真的探讨后，才能做出正确答案。近年随着教学改革的深入，教学组鼓励考核方法的多样化。因用人市场更看中学生分析问题和解决问题的实际能力，在考核方法上教学组成员尝试增加应用题的比例，同时加强课堂提问，作业考核等，力求变学生的死记硬背为积极思考，使学生的思维能力和解决问题的能力大大提高。金工实习采取了成绩累计的方法，将每日技能考核、训练综合评价、实习小结、实习报告、创新思维报告、理论考核等成绩，各按一定比例，计入考核成绩，使考核更加符合实际。

6）教研与科研相结合。课题组的任课教师积极申报校及校级以上教改教研项目和省、国家自然科学基金项目。近5年来与多家企业合作完成多项设备改造及技术革新项目。课题组教师在“晶界工程”、“液态成形”和“机械设计与制造“等领域的研究已达到国内或国际先进水平。在教学实践中，科研内容与教学研究相结合。吸收本科生参加科研团队；课题组成员指导的本科毕业设计题目，60%以上是指导教师的科研题目；在课堂教学中，课题组教师注意结合自己的科研体会、科研思路、科研成果进行分析讲解，使学生感受科研情境，掌握发现问题及解决问题的方法，在潜移默化中提高了综合素质。

3 结束语

本文阐述了金工课程群的发展历程，分析了金工课程群的教学内容与特点，介绍了金工课程群教学体系的构建及实施过程，包括课程设置、教学计划、教学进度及教学方法的改革。金工课程群教学体系构建后达到了预期效果。目前金工课程群面向全校机械类、近机类及管理类等专业的学生，每年约有20多个专业、4000多学生学习此课程。课题组的任课教师已形成老中青相结合，学历、职称较高、教研与科研能力较强的教学梯队，教学质量显著提高，课程教学与教研项目评比中，课程组有多位教师获多项奖励。本科毕业生和研究生深受招生单位和指导教师的欢迎与好评。以金工课程群为主干课程的机械制造与自动化专业近3年平均就业率达91%，考研率达40%左右。2011年金工课程群被评为山东省省级精品课程。

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