“鑄造工藝與工裝設計”課程教學做方案設計與實施

◎ 高宗為

“鑄造工藝與工裝設計”課程是鑄造專業學生一門核心專業課程，內容包含鑄造工藝整體方案設計、鑄造工藝參數指定、砂芯設計、澆注系統設計、補縮系統設計以及鑄造工藝裝備設計等設計理論，囊括各種鑄鋼、鑄鐵及門類繁多的有色金屬鑄件的鑄造工藝知識，課程具有知識量大和綜合性強的特點，課程教學難度大。依據現代職業教育理念，遵循的職業教育規律，構建高職教學課程內容和教學體系，探討和創新高職教學方法，培養高素質的鑄造專業技術人才是“鑄造工藝與工裝設計”課程在高職教學中急需解決的迫切問題。

一、高職鑄造專業學生特征

美國心理學家霍華德·加德納在20世紀80年代提出多元智能理論（見圖1），將人的智能分為8種類型。根據多元智能理論，每個個體的智能結構不同，表現出的智力類型也不同，有些人傾向于數理、邏輯，有些人則傾向動覺、視覺智能。傾向于數理邏輯智能的人，其學習追求知識的推理性、邏輯性、系統性和完整性，這類學生教學需要根據知識結構類型漸進講授，適合于傳統的課堂教學法。而動覺、視覺智能型學生則喜歡通過觀察別人的動作或通過自己操作的感覺來獲取知識與能力。

圖1 多元智能理論分布圖

高職鑄造專業學生大多基礎知識差，不愛學習，但他們喜歡動手操作，社交、溝通與合作能力強，他們的智力類型歸屬在動覺、視覺及人際交往智能類型。其智能類型與心理特點決定了高職教學不同于傳統的灌輸式教學，他們更適合于在某些活動中獲得知識與能力。

二、基于行動導向的“教學做一體化”職業教育方法內涵

現代構建主義認為，直正有意義的學習是根據個體已有的經驗和現存的文本與理念，由個體主動地從周圍的環境中獲取信息，使之與本來具有的信息發生聯系，從而構建其屬于個體自我革新的知識結構，即知識的自我構建。現代構建主義心理學的基本理論為職業教育的教學方法改革提供了理念支撐，確定職業教育必須使學生處于一個真實的有意義的工作環境中，依靠學生自我行動來構建其工作領域的生成性理解，從而獲得知識與能力的提升。

行動導向是一種以能力為本位的教學方法，它與傳統的教學方法不同，教學中追求的不是知識體系的完整性，而是以學生的行動能力為目標，在教師行為引導下，通過以項目為類型的活動形式，激發學生的學習熱忱和興趣，使學生做到腦、心、手并舉。“教學做一體”是行動導向教學方法的一種主要表現形式。

三、“鑄造工藝與工裝設計”教學做一體教學體系構建

1.課改思路

基于行動導向教學理念，一切教學活動都應以學生為主體，讓學生在完成具體的工作任務中構建知識體系，成就職業核心能力。為了基于工作過程對“鑄造工藝與工裝設計”課程的知識體系進行重新設計，我們調研了杭州杭氧鑄造廠、杭州佳力風能鑄造有限公司、杭州汽輪鑄鍛有限公司、杭州寶鼎鑄造、寧波匯力機電鑄造、寧波永祥鑄造等十余家大型鑄造企業。調查這些企業的鑄造技術人員的主要工作崗位以及這些崗位對能力的要求，得出鑄造企業對高職學生的迫切需求為鑄造工藝員、現場鑄造技術人員、鑄件檢驗與質量管理員、鑄造企業營銷技術支持人員。同時邀請了部分企業的老總及總工程師來學校進行座談，探討“鑄造工藝與工裝設計”課程的教學內容構建及教學方法改進，確立了“教學做”為主體的基于工作過程的教學方法。

2.“教學做一體”課程體系構建

在深入調研與分析鑄造企業對高職學生崗位與能力需求的基礎上，我們以鑄造工藝員、現場鑄造技術管理人員、鑄造質量管理與檢驗人員、鑄造營銷人員四個崗位進行工作任務分析，提練出7個典型工作任務。分析7個工作任務所需要的崗位能力，轉化為10個主要的教學任務，10個教學任務的完成是通過5個教學情景做為載體來實現，其構建過程如圖2所示。

圖2 課程內容構建

3.教學情景設計依據

鑄件合金與種類繁多，將每一種鑄件在課堂進行教學既不現實也無必要，鑄鐵、鑄鋼、鋁、銅合金鑄件占鑄件總產量的80%以上，掌握這幾種鑄件的工藝技術足以適應大部分鑄造企業所要求的崗位職業能力。鑄件工藝技術的基本原理與方法是通用的，具有可遷移性。在掌握幾種鑄件的工藝技術能力的同時，學生已具備了鑄件工藝技術的知識構架與職業核心能力，為其它合金鑄件生產技術準備了必要的基本知識與工作方法，有利于學生的可持續發展。學生完全可以在以后工作中，開拓性地開展工作和繼續學習。

四、“教學做一體”實施方法

1.教學時段安排

“教學做”一體化教學的實施要求教學時間安排上相對集中，但目前由于整體課程教學不可能全部采用“教學做一體”教學模式，集中安排本課程教學與其它課程教學有沖突，為此采取相對集中的方法。與教務協調，將一個星期的課（一般為4～6節課）全部安排在一個教學時間段內，并安排在同一間教室進行，有條件的話安排在電腦教室里進行。電腦教室裝有CAD、三維畫圖、鑄件工藝仿真等軟件，教室內有必要的工藝設計手冊，以供教師與學生進行工藝數據查詢。

2.教學實施過程

將班上的學生分組，一般每組6個人左右，按學習能力及學習態度將學生劃成好、中、差三種類型，每個組各種類型學生基本上各2人。教師指定一個好學生為組長，同時指定一個差學生為副組長，并說明組長及副組長對該組的任務完成負有領導責任。每個組分配灰口鑄件、鑄鋼件、球墨鑄鐵件、鑄鋁件、鑄銅件5張圖紙，圖紙結構由簡單件、中等復雜件、復雜件三種類型搭配，圖紙上應有明確的技術要求及工藝背景。課程教學實施前，要求每位組長組織本組學生畫出5個鑄件的三維零件圖及CAD三視圖，為課堂上實施“教學做”做準備。并明確告訴學生本課程的教學需要每個組完成5個鑄件的工藝技術設計，其設計成果的完善性與優劣將作為這門課成績評價的主要依據。

每一個情景的工作量很大，在一個時間段內完成一個教學情景不現實，因此將每個教學情景分為10個教學階段，如圖2所示。

圖2 教學情景階段劃分

其中前面7個階段是重點，后面3個階段有其它課程支撐，可以適當涉及，但學生在工藝設計內容上要有體現。

教師根據圖2教學階段實施教學組織。教學過程中，教師以1個或幾個典型案例的階段工藝過程結合該工藝段知識點進行講解，然后由學生在小組內根據分配的5個教學情景任務完成該階段的技術工作。教師根據小組完成的工作進行評定和總結，并要求學生在課后進行完善與提高。一般要求在一個時間段內完成全部5個情景的階段工藝設計工作，課內沒完成的要求學生在課外進行。

選取階段5“澆注系統設計”為例來展示課程教學做一的教學過程，其教學流程為圖3所示。

學生工作前，教師應進行知識點的引入與操作方法演示，教師講解規范如圖4所示。

圖3 教學做流程

圖4 教學做教師講解規范

學生完成作業后，及時對學生作品進行點評。點評形式可以多種多樣，可以由學生自己點評，教師點評，學生互評，還可以請工廠技術人員進行工藝適合性評定。對能進行工藝仿真的工序過程，可以在計算機上進行模擬操作，根據模擬數據對工藝進行科學量化評估。

教師點評時，應以鼓勵為主，這樣可以提高學生的工作積極性與熱情。

3.教學手段與方法

在實際鑄造企業中，鑄造工藝技術是以鑄造工藝工程圖和鑄造工藝工序卡的形式來體現的，但工程圖和工藝卡在教學上不直觀，不便于組織教學。教師在教學過程中，首先應以三維畫圖的方法進行工藝設計，再依據三維工藝圖畫出二維工程圖及工藝卡，同時也要求學生這么做。這樣使鑄造工藝設計過程直觀、形象、有趣，并降低了學生空間能力的要求，對復雜鑄件工藝來說，也不容易出錯。多年的工藝教學表明，高職學生適合于這種形象直觀三維工藝描述形式。

“鑄造工藝與工裝設計”課程通過“教學做合一”教改方案實施，取得了明顯的教學效果，使教學過程成為全體學生人人參與的創造實踐活動，充分調動了學生的積極性與創造潛能，提高了學生分析問題與解決問題的能力，為提高教學效果提供了情境保證。教改方案實施后，浙江機電職業技術學院首次參與了全國大學生鑄造工藝設計大賽，在與名牌本科大學生的工藝設計較量中，不落下風，兩組參與競賽，都取得了三等獎的較好成績。2013屆多名畢業生，因其良好的職業能力與工作態度，獲得眾多使用單位的好評。

[項目名稱：浙江機電職業技術學院重點教改課題（A-0152-12-302）]

[1]上海信息職業技術學院組織編.職業教育教學方法研究與實踐[M].化學工業出版社，2009.

[2]童加斌.高職教學改革—探索與實踐[M].東南大學出版社，2010.