“互联网+”环境下以解决复杂工程问题为目标的金属工艺学教学改革

李 睿 刘德全 高天一 马庆龙

（大连民族大学 机电工程学院 辽宁大连 116600）

一、金属工艺学课程现状分析

《金属工艺学》是一门实践性、应用性和综合性很强的课程，其叙述性的内容较多，学生感到枯燥乏味，普遍表现出厌学情绪，教学效果不是很理想。与该课程密切相关的金工实习以了解加工工艺为主，包括车、铣、磨、钳、焊等多个工种，学生的兴趣不高，参与性不够[1]。并且课程的安排，一般在第二学期，此时学校几乎没有开设机械类型的基础课程，学生缺乏理论知识的指导，整个实习过程中，教师演示，学生机械式重复照做，学生不感兴趣积极性不高。

二、互联网+下金属工艺学教学模式改革的形式和价值

随着互联网各行业的兴起，传统的金属工艺学课程已经落后于时代发展要求，大多数学校都是片面注重金工实习与金属工艺学课程的衔接，却忽略了教学内容要更新和不能调动学生兴趣的问题。普遍存在教学手段的单一和教学内容的落后的缺点[2-3]。本文提出将与金属工艺学课程密切相关的又非常受学生欢迎的“互联网+”大学生创新创业大赛项目相结合，通过研讨制作大创项目的模型或者实物，分析其加工制作过程中涉及的金属工艺学知识，以及如何利用金属工学知识解决相对复杂的工程问题让学生完成教学要求。授课教师可以利用此改革引导并鼓励学生参与金属工艺学课程相关的科技生产及大学生创新创业项目。

通过大创项目模型或者实物的加工制作、实际工程案例的分析可以引导学生如何在生产实践中运用课堂所学的基础理论知识，增强工程实战能力，培养学生会运用课堂学习的基本原理知识分析生产技术问题，并能够提出有效的解决方案。尤其是培养渗透了解决复杂工程问题的能力，同时为后续相关专业课程（如机械制造技术基础和机械加工工艺方法）的学习及未来的工作打下良好的基础。

三、课程内容优化的具体形式

（一）教学方法的优化

案例启发式教学方法。教学过程中，有针对性的根据课堂讲解内容的关键点和重点与学生自己完成的大创项目制造工艺相结合来设计并提出问题，让学生分析问题，最后教师总结学生的解决方案并给予指导和补充。该方法实施的关键在于教师要筛选出与课堂所学的理论知识相关的大创项目涉及的实际问题。在教学实践过程中和课后考察中我们发现，学生的大创作品基本都是与生活和生产实践紧密结合的项目，对这些项目相关制造工艺和方案的讨论能够调动学生学习本课程的积极性，还能潜移默化的提高学生解决实际工程问题的能力，进而能够明显提高教学效果，达到本门课程的教学目的。

（二）教学模式的优化

理论学习与大创实践项目相结合。教师给学生讲解金属材料成型技术与制造工艺基本理论与知识要点，然后组织学生讨论典型的大创项目模型部件的加工制作中涉及的铸造、锻造、焊接、机械加工等工艺知识的应用，并进行课后讨论，从而提供理论与实践项目相结合的契机。在此过程中，教师应通过设置思考题并为学生提供充分的思考时间和空间，强化学生对抽象理论教学内容的理解能力，充分激发其学习的主动性，并提升理论学习兴趣，从而达到提高教学效果的目的。

（三）教学内容的优化

1.与互联网紧密结合

为了使学生更多地了解互联网+时代金属成形工艺发展动态，教师可将目前先进的制造工艺，如增材制造技术、电火花加工技术、激光加工等新技术与新工艺添加到授课内容中[4]。这样能够极大的激发学习兴趣，让学生知道本课程的重要性，知道学什么和如何学。

2.引入虚拟现实教学

在我校金属工艺学教学中前都要安排3周的金工实习，锻炼学生实际动手能力、培养感性认识。但是教学与实习间隔一学期，学生把以前实习内容几乎全忘记了，理论学习仍然比较费力。另外，在实习过程中，学生动手操作机会并不多，主要是看老师表演的方式让学生学习，是一种被动的实习。多媒体教学通过把与金属工艺学相关的动画、视频和生产录像带入课堂，使得复杂的金属加工变得直观。虚拟现实可以模拟出逼真的实际环境，人可以与这种虚拟环境交互，实现学习和技能培训，交互性和沉浸感都很强，能够提高学习的灵活性[5]。因此，将传统教学模式与虚拟现实结合起来，可实现金属工艺学教学模式的突破。

3.加强实践环节

金工实习是《金属工艺学》课程的最重要实践环节。由于学生没有预备专业知识，无法准确把握实习的重点，部分同学看热闹，还有学生怕苦累，不愿意动手，实习仅仅是停留在表面上[6]。为了解决上述问题，由任课教师筛选出本校近2年涉及到典型的金属工艺学方面知识的大创项目，并指导加工出实物或模型，从设计到制作工艺方面向学生讲解如何利用金属工艺学的知识完成该项目的加工，即是如何利用所学知识解决工程问题。

四、改革的预期效果

将金属工艺学课程与大创项目相结合，并且利用该项目分析其加工制作过程涉及的金属工艺学知识，以及如何利用知识解决相对复杂的工程问题。在此基础上引导并鼓励学生参与金属加工工艺密切相关的实际工程项目及大学生创新创业项目。

这种学习方法和分析问题的形式不仅能够提升学生对原本枯燥无味的金属工艺学课程的学习兴趣，还可以提升学生分析工程中遇到的常见问题和解决问题的能力，并提高动手能力，巩固加深对所学知识的理解。并为应用所学的知识解决复杂工程问题奠定基础。

五、结束语

通过对本教学模式的改革主要将与金属工艺学课程密切相关的“互联网+”大学生创新创业大赛项目相结合，并出资制作模型或者实物，并且利用该项目分析其加工制作过程涉及的金属工艺学知识，以培养学生如何利用知识解决相对复杂的工程问题为目标进行了一系列教学模式优化和改革。这种学习和分析问题的形式不仅能够有效地提升学生对该课程的学习兴趣，还可增强提高学生的动手能力，巩固加深对所学知识的理解。并为应用所学的知识解决复杂工程问题奠定基础。