《鑄造工藝課程設計》翻轉課堂研究及其教學設計

李莉+詹肇麟

摘要：在分析和探討翻轉課堂內涵的基礎上，提出了《鑄造工藝課程設計》翻轉課堂教學改革的內容，闡述了《鑄造工藝課程設計》翻轉課堂教學設計及實施方法。以期為實踐性課程改革及將翻轉課堂教學模式用于實踐教學環節提供一些借鑒。

關鍵詞：鑄造工藝課程設計；翻轉課堂；教育信息化

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）02-0177-02

《鑄造工藝課程設計》是我校材料加工工程系的一門主干課程的實踐環節。其主要目的在于培養學生綜合運用《鑄造工藝學》課程中所學理論知識，對具體的零件進行鑄造工藝設計的能力，以提高學生的工程實踐能力。

學生在進行課程設計時，每個學生要完成一個中等復雜鑄件的鑄造工藝方案設計，包括對零件進行鑄造工藝性分析，擬定零件鑄造方法、造型方法、確定分型面和澆注位置，設計砂芯，選擇合理的鑄造工藝參數（機械加工余量、取模斜度、鑄造圓角等），設計計算澆注系統、冒口和冷鐵，繪制鑄造工藝圖和鑄件圖，填寫鑄造工藝卡，確定熱處理方案，撰寫設計說明書等內容。一方面學生要在兩個星期內完成以上任務需要較好地掌握鑄造工藝設計知識及技能，另一方面每個教師面對輔導20人以上的學生而常常疲于奔命。

一、翻轉課堂的內涵

翻轉課堂是相對傳統課堂的教學而言的。傳統課堂的教學過程，是以老師為主角，課堂被老師一個人占用來進行“傳授知識”，課堂上缺乏師生互動和同學之間的交流和協作，并且把知識的內化過程留給學生課下獨立完成[1]。而翻轉課堂與傳統課堂的區別在于，翻轉課堂的教學過程，是以學生為主角，學生可以根據自己的基礎和時間來安排和控制自己的學習，學生知識的內化過程在課堂上通過師生互動和學生討論等形式完成。在《鑄造工藝課程設計》翻轉課堂中，學生可以在課外利用《鑄造工藝課程設計》教學軟件和教學視頻進行學習，學習時間、地點及快慢全在自己掌控之中，簡單易懂的知識可快進或跳過，重點或沒學懂的知識可將教學視頻倒退進行反復觀看，也可停下來進行仔細思考或做筆記。另外，還可以通過在線答疑和教學論壇等形式與老師和同學進行交流和尋求幫助。

在《鑄造工藝課程設計》翻轉課堂中，增加了師生之間和同學之間的互動，教師可以和學生進行一對一的交流和答疑，也可以把具有相同問題或疑惑的學生聚集在一起進行討論和輔導。同時，在老師忙于與其他同學進行互動和交流時，學生們在鑄造工藝方案的確定、參數的查詢及澆、冒系統的設計計算等問題進行小組討論，以及發展自己的合作小組進行互相幫助學習。因此，老師并不是知識唯一的傳播者[2]。

在《鑄造工藝課程設計》翻轉課堂中按“以學生自主學習”教學模式為主創建教學軟件系統或教學視頻，由學生在老師幫助下主要在計算機上，使用該教學軟件系統或教學視頻完成課程設計任務，這是對傳統鑄造工藝設計（從查手冊到趴圖板）的大膽改革和有意義的探索。《鑄造工藝課程設計》教學軟件系統及教學視頻中，介紹了零件結構、材料的鑄造工藝性，以及先進的鑄造方法和新工藝，并將鑄造工藝設計過程用動畫形式呈現給學生，使學生對抽象難以理解的工藝流程，能夠在動態的三維視覺中輕松地學習、理解、掌握和應用。通過具體零件的鑄造工藝設計實例導學，使學生對鑄造工藝設計不再畏懼，從而使學生增加了學習積極性，并提高了工藝設計效果[3]。

二、《鑄造工藝課程設計》翻轉課堂改革內容

1.建立《鑄造工藝課程設計》教學系統。通過《鑄造工藝課程設計》教學系統，學生可快速獲得鑄造工藝符號及其表示方法、鑄造工藝圖、鑄件圖的畫法標準、鑄造工藝設計所需參數等知識。而且，教學系統中還提供了多種鑄造工藝方案的比較，可為學生節約大量的設計時間，并提高了工藝設計質量，從而激發學生對鑄造工藝設計的興趣，達到寓教于樂的效果。

2.錄制《鑄造工藝課程設計》教學視頻。通過《鑄造工藝課程設計》教學視頻，學生可了解鑄造工藝設計的任務、基本知識和一般程序。并且，掌握零件結構及其技術條件的審查；造型、造芯方法和澆注位置的確定；澆注系統設計計算；砂芯設計；冒口、冷鐵設計計算等知識。另一方面，掌握鑄件圖、鑄造工藝圖的繪制方法和步驟，鑄造及熱處理工藝卡的正確填寫，以及鑄造工藝設計說明書的編寫。

三、《鑄造工藝課程設計》翻轉課堂教學設計研究

1.課程設計。（1）課前設計。教師負責在教育在線網絡平臺上發布提前開發研制好的《鑄造工藝課程設計》教學系統和錄制好的教學視頻，以及與《鑄造工藝課程設計》內容相關的優秀開放資源，供學生下載學習。學生觀看教學軟件或教師的視頻講解。學生通過《鑄造工藝課程設計》教學系統和教學視頻的觀看和學習，如果尋找到與鑄造工藝設計有關的信息資源，經教師審核后，也可以上傳到教育在線網絡平臺中，與其他同學共享。（2）課堂活動設計。確定問題：怎樣進行零件結構的鑄造工藝性分析；鑄造工藝方案及工藝參數的確定；澆、冒系統設計計算。獨立探索：每個學生根據零件圖的要求，探索零件的鑄造工藝性，初步擬定零件鑄造方法、造型方法及分型面和澆注位置，設計砂芯，選擇合理的鑄造工藝參數，設計計算澆注系統、冒口和冷鐵，繪制鑄造工藝圖，填寫鑄造工藝卡，確定熱處理方案，撰寫設計說明書等。協作學習：將設計同類零件（軸類零件、輪盤類零件、套類零件、箱體類零件等）的學生組成互動小組，采用對話、商討、爭論等形式充分論證零件的鑄造工藝性，分析鑄造工藝方案，查詢工藝參數，設計計算澆、冒系統。為學生提供與同學之間進行知識交流的機會，并可檢查鑄造工藝設計方案的正確性，進行多種方案的比較，以達到集思廣益的目的。成果交流：學生經過對鑄造工藝設計的獨立探索及與同學之間進行協作學習之后，完成零件的鑄造工藝設計。學生將設計的鑄造工藝圖、鑄件圖及工藝卡等內容，在課堂上進行匯報和交流學習體驗，分享鑄造工藝設計作品的成功和喜悅。同時，該學習過程也可以進行翻轉匯報，即學生將設計成果的匯報過程進行錄像，將視頻上傳至教育在線網絡平臺。當老師和同學觀看完匯報視頻后，可在課堂上進行討論和評價。

2.課程實施。（1）合作討論。學生就觀看《鑄造工藝課程設計》教學系統、教學視頻和在工藝設計中遇到的問題在小組內討論解決；組內沒解決的問題提交老師解決。（2）互動釋疑。教師把必須掌握的鑄造工藝設計的知識點以問題提出；讓學生在小組討論并派代表回答；其他組或教師給予點評或補充。（3）拓展。根據課前接收到的反饋，教師把學生難以理解的，又是必須掌握的鑄造工藝設計知識點以實例的形式提出。（4）探究。教師把一些基礎規律之外的特殊情況，結合實際零件，以真實復雜問題提出，這部分屬于學了會更好的內容。（5）練習鞏固。學生獨立完成零件的鑄造工藝設計；教師在教室巡視發現學生難于下手的地方；如果個別學生有簡單問題及時指點，幫助設計過程中有困難的學生。

3.課程評價。將翻轉課堂教學后學生設計的鑄造工藝圖、鑄件圖、工藝卡及工藝設計說明書等與往界學生的設計結果進行比較分析，評價學生的知識和技能的掌握程度；通過采用調查問卷方式，調查翻轉課堂教學中的教師和學生對翻轉課堂教學過程的評價。

四、結語

《鑄造工藝課程設計》是我校材料成型與控制專業的一門必修的實踐教學環節。《鑄造工藝課程設計》翻轉課堂的研究，對高校課程評估、專業認證及實現信息技術與課程整合等課程建設具有積極促進作用。而且，該研究對于實踐性課程改革具有探索意義和借鑒價值。這對改善教學資源，為學生提供靈活寬松的學習環境，讓學生自己掌控學習，全面提升學生課堂互動，促進學生自主學習和合作學習、探究學生學習的新模式等具有重要意義。

參考文獻：

[1]丁建英，黃煙波，趙輝.翻轉課堂研究及其教學設計[J].中國教育技術裝備，2013，（21）：88-91.

[2]王凱，孟然，段海云.對“翻轉課堂”實施過程中的認識和思考[J].教育教學論壇，2015，（51）：181-182.

[3]李莉，詹肇麟.“材料成形基礎課程設計”自主學習平臺研究及應用[J].教育教學論壇，2015，（30）：188-189.

Flipped Classroom Research and Teaching Design of "Casting Technique Course Design"

LI Li，ZHAN Zhao-lin

（School of Materials Science and Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming，Yunnan 650093，China）

Abstract：Based on the analysis and investigation of the flipped classroom connotations，the content of the teaching reform for a "Casting Technique Course Design" flipped classroom is proposed，and the teaching design and implementation method of the "Casting Technology Curriculum Design" flipped classroom are described. It is to provide some reference for the practical curriculum reform and employing the flipped classroom teaching model in the teaching practice.

Key words："Casting Technique Course Design"；flipped classroom；education informationization