对于提高《铸造设备》课程教学质量的思考

张 琳

（山东大学材料科学与工程学院，山东济南 250061）

铸造设备、合金、工艺是铸造学科最重要、最基础的专业内容。国内工科院校中绝大多数铸造专业均开设此三门课程。近年来，由于更加注重对本科院校学生素质培养和基础课的学习，专业课课时量得到了很大压缩，以铸造设备课为例，由五年前的50多课时减少到现在的30课时。但是工科专业课大多具有内容庞杂、抽象、枯燥的特点，给老师的教学工作和学生的学习带来了较大的难度，如何在更有限的时间内提高专业课的教学质量已成为高等院校培养卓越工程师人才面临的重大挑战。因此，本文以《铸造设备》课程的教学为例，结合作者多年来的教学经验进行思考，浅谈对大学工科专业课的教学改革的一些见解。

1 加强实践环节，实现情景教学

工科院校本科期间的课程安排中，大多会设置金工实习、生产实习、社会实践、课程设计、毕业设计等实践环节。其中，生产实习和社会实践等为学生进入企业生产一线提供了机会，能够参观企业车间的生产线，认识到各种各样的设备。如果将生产实习安排在专业课学习之前，会为学生在学习抽象的设备机构原理之前提供感官认识；如果安排在专业课学习之后，将为学生提供一个理论联系实际的机会，也是对专业课的复习巩固。例如，在指导学生参观某生产发动机的大型铸造企业时，参观了KW静压造型线，HWS静压造型线，FRITZHG射压造型线，以及树脂砂造型线，从中即可见识到《铸造设备》课程中会学到的造型机、翻箱机、合型机、浇注机、落砂机等造型线的主辅机设备，了解到气流实砂法、射砂法、压实实砂法等造型方法，并通过参观熔炼工区和砂处理车间认识冲天炉、感应炉的工作原理及磁选、筛分、冷却、混砂等砂处理工艺设备，这样学生在接触到课本上相关知识的学习时就会产生联系，不会感到抽象乏味。再如，参观了某活塞厂的整个制造流程后，基本熟悉了电解铝—活塞合金材料配置及变质处理—重力铸造—机械加工—热处理—精加工—表面处理—性能检测—包装入库等环节。这些参观实习基本已让学生认识了黑色与有色金属的铸造的全过程，这些极大地有利于课堂教学。因此，实践环节对于提高《铸造设备》课的教学质量非常重要，该课程的教学与实践是密不可分的，两者是互为补充的。在课时量被缩减的情况下，实践环节完全可以成为课程学习的一部分，有铸造专业的工科院校应进一步重视实践实习的安排[3]。在参观过程中，为了保障质量，要求带队老师应该自身具有过硬的专业知识储备，完全胜任现场讲授的重责，能够真正实现情景教学，甚至组织学生进行力所能及的科技攻关，这样才能对提高《铸造设备》的教学质量起到事半功倍的效果。

2 建设优秀的师资队伍，改进教学方法

《铸造设备》课程由于专业性较强，对教师现场经验要求较高，一般需要专业知识过硬，现场经验丰富的教师授课。对于青年教师来说，为了弥补这方面的不足，除了多向经验丰富的老教师学习（可采用旁听－助讲－主讲的方式熟悉课程）以外，非常有必要多参加全国铸造学会及其铸造装备技术委员会等单位组织的活动或展览，多参观现代化的大型铸造企业的生产一线，交流或解决现场问题，丰富现场经验。另外，如果条件允许，课堂教学中最好能够邀请企业技术人员、专家为学生做1～2次前沿报告，介绍与铸造设备相关的发展情况、企业概况、先进的铸造技术，既可以提高学生的学习兴趣，又可以进一步开拓学生视野，让学生从专业技术人员的视角来了解铸造行业。

《铸造设备》课程中设备图纸多且抽象，机器运动过程复杂难以理解，为授课带来较大难度，这就对教师的语言表达能力提出了更高的要求，授课老师应多花时间多下功夫思考如何调动同学们的学习兴趣、如何能深入潜出地描述明白一个复杂的机械运动。例如在介绍翻转方式(顺辊道对中翻转、绕辊道对中翻转、顺辊道差高翻转、绕辊道差高翻转)时，教师可以利用手中道具向同学们表演一下，更能加深同学们的印象；又如在讲述铸造设备的牌号时(如Z145B震压造型机)，可以引导同学们发现教材中“Z145”与附图中“Z145B”牌号的差别，引起同学们对字母B的兴趣，接着提出问题让同学们思考其它字母和数字的含义，以激发大家的求知欲望，之后还可以留下余地让同学们思考该章中出现的其它牌号含义，自行查找除造型设备外其它的铸造设备的牌号字母，这样可以取得一举多得的效果，这比一开始就主动向同学们介绍各个数字字母代表含义要好一些；再如在介绍垂直分型无箱射压造型机之前，可先从这类造型方法的发明及DISA公司专利的收购、发展情况这些故事情节入手，激发同学们的学习兴趣，让同学们迫切想知道垂直分型无箱射压的高生产率的原因，然后再介绍设备造型原理，教学效果更好；还如在“几种典型的造型生产线介绍”一节中，教师可以先介绍其中一种进行总体的引导，然后让学生分组讨论分析其它造型线的工作流程，之后请各组代表上台描述。这一教学方法的改变不仅调动了学生的学习兴趣，而且让大家在讨论的过程中全面复习了造型线主、辅机的作用，起到了一举两得的效果。在讲授中还可以采用启发式教学、小组讨论、案例分析等授课方式，鼓励学生参与教学，由单纯的灌入式讲授转变为启发式引导，激发学生的学习动机。总之，老师要充分利用现代教学设施，以极大的工作热情满怀信心地投入到每堂课的讲授，把每一次课都当成一次演讲、一次演出，带动课堂气氛，提高教学效果[4]。

由于《铸造设备》课程介绍的设备及生产线较多，如果在授课中配以动画或现场视频将会是锦上添花。课件中可配合使用Flash、Solidworks等软件或Powerpoint动画功能等手段，自行制作动画。例如震击造型中的震击气缸工作过程示意图、垂直分型无箱射压造型的六大工序等均可做成动画，既提高了课件水平，又便于学生理解。

除此以外，授课过程中穿插上设备工作的视频也可起到事半功倍的效果。教师可以利用企业网站的宣传或通过参加各种铸造相关的学术会议、活动来搜寻其产品或生产现场的视频，也可通过一些参观实践活动在企业中现场录制。例如，在介绍完气冲造型原理后，可放映GEORGFISCHER(GF)公司的产品宣传材料，内有设备的工作原理示意图和生产现场视频，对理论知识进行巩固；又如，目前有关脱箱造型的设备产品较多，在讲授完“水平分型脱箱造型机”一节后，可以配以东久(TOKYU)株式会社AMF系列垂直造型水平分型自动造型线、亨特(HUNTER)公司HMP双面模板无箱造型生产线以及我国的无锡华佩XZ42系列水平分型脱箱射压造型线的视频，同学们在了解了不同企业的代表设备工作原理和过程后，还可请同学们分析它们的特点和区别以加深印象；再如，在实习过程中，学生在工厂里接触到的消失模铸造较少，但消失模铸造的原理比较简单，介绍完后可让同学们通过观看Vulcan EngineeringCompany或MercuryMarine这些消失模设备大型的生产或使用企业以加深印象，老师也可自行录制视频，增加学生对泡沫塑料模样的发泡成型及组装这些白区环节的认识。

3 提升教材质量

提高《铸造设备》课程的教学质量，有一本合适的好教材是必不可少的。据笔者了解，目前大多数的院校选择的铸造设备的教材是上世纪末出版的《铸造机械化》（陈士梁编，机械工业出版社），非常经典实用，基础性较强、原理介绍详细，但是有些内容已经过时。进入21世纪以后，铸造生产环境发生了翻天覆地的变化，铸造设备更为现代化，因此与时俱进地更新教材是非常重要的。近年来有关铸造设备的出版教材种类比较有限，仅有的几本中侧重点不同，有的偏重于砂型设备及企业产品的介绍，缺乏树脂砂造型及特种铸造涉及的设备，有的教材内容面虽广，但深度不够，课时量不足，不适于作为本科教材。因此寻找或编撰出一套适合本科铸造专业内部使用的或正式出版的图文并茂、与时俱进的教材是迫在眉睫的任务。笔者利用一年的时间，搜集了目前国内外比较先进的铸造设备，更新、扩充了原有教材，形成了新的教材《铸造机械》即将正式出版，其中将造型原理与造型机放在同一章节中介绍，让学生学习完原理之后接着学习设备结构、工作过程，更好地实现知识的衔接；另外，新教材中增加了水玻璃砂、树脂砂和特种铸造等相关的装备，以期更好地扩大学生知识面，同时希望该教材出版后能够得到同仁们的批评指正。

考虑到目前高等院校的教学等各方面都在寻求与国际接轨，许多课程都实现了双语化、全英语化。笔者认为，《铸造设备》课程也具有实现双语教学的可能性，可首先尝试在教材或课件中列出设备原理、主要结构及运动等专业名词供学生学习，或寻找国外的相关教材或资料进行讲授，而且许多现场视频也是国外产品居多，这为实现双语提供了便利条件。当然，考虑到这门课程的特点，实现《铸造设备》课程的双语教学尚需要一个漫长的过程，需要大家的共同努力。

4 结 语

工科院校的专业课教学有其特殊的特点，对学生实践环节、教师的专业底蕴、授课方式等都有较高的要求，为了培养出高水平的工程师技术人才，必须进行教学改革，加强方方面面的建设。国家各教育部门也需增加教学经费的投入，适当提高教学经费的比重，增强为教学服务的意识。

[1]夏雄，先礼琼.从科学方法论谈高校工科教学改革[J］.四川教育学院学报，2005，21（1）：11-15.

[2]王志兴，陈宁，郭华军，等.大学工科教学的几点思考[J］.湖南医科大学学报，2004，6（4）：191.

[3]杨为中，周大利，尹光福，等.在工科教学实习中融入社会实践模式探索[J］.理工高教研究，2009，28（3）：125-127.

[4]叶军君.工科教学工作质量的提高[J］.洛阳工业高等专科学校学报，2004，14（1）：84-85.

[5]陈志兵，陈美谦.论高校工科教学的育人责任[J］.集美大学学报，2010，11（3）：88-91.