材料成型學科（鑄造）專業實驗教學方法

史秋月　楊偉　馬東威　趙玉梅

摘 要：針對該院鑄造專業實驗目前存在的問題，驗證性和演示性實驗較多，而綜合性、研究性和設計性實驗比例較少，造成學生對實驗課興趣不夠、不重視實驗的情況，為此，對鑄造專業實驗從教學內容、教學手段及考核辦法進行了改革，并取得了顯著的成效。

關鍵詞：實驗教學 鑄造實驗改革 教學手段 實驗考核辦法

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（a）-0219-03

Abstract：For the problems of casting professional experiment in our institute，the amount of confirmatory and demonstrative experiments was more， and the proportion of comprehensive，research and design experiments was lower，this resulted in that students were uninterested in the experiments， so the experiment teaching contents， teaching means and assessment methods were reformed， and achieved remarkable results.

Key Words：Experiment teaching； Casting experiment reform； Teaching means； Experiment assessment method

隨著科學技術的迅猛發展，極大地推動了高等教育課程體系和人才培養模式的改革。在這種發展趨勢下，高校對實驗教學體系提出了更高的要求。高等教育如何適應時代和社會的需要，培養創造性人才，是每位高等教育工作者必須思考和解答的時代命題。實驗教學是高等學校教學工作的重要組成部分，是鞏固課堂所學知識、培養學生基本技能和實踐能力的主要途徑。而實驗能力又是現代化建設人才必備的基本要求。據我校對工科類大學畢業生工作情況的調查結果， 用人單位普遍反映， 大學畢業生創造能力和動手能力不足、綜合分析問題的能力欠缺等問題較為突出。專業課實驗教學與生產實踐和社會結合緊密，是培養學生理論聯系實際的重要環節，它既能幫助學生加深對理論知識的理解和應用，又可啟迪思維，培養學生處理實際問題的能力，這是其他任何教學形式都不能替代的。因此開展好專業實驗課是培養高質量人才，培養學生的創造能力、綜合分析和解決問題能力方面起著舉足輕重的作用。

1 目前實驗存在的問題

該院材料成型學科包括鑄造、焊接、模具3個小的方向，目前3個方向都是從大三開始學習專業課，并附帶開展專業實驗課，這里就以鑄造專業為例說明目前存在的問題，該院鑄造專業開展的專業實驗課程如表1。

從表1可以看出實驗課程的安排，驗證性很多，綜合性很少，研究性沒有，而這個年級段的學生已初步具備比較全面的專業基礎知識和較強的實驗動手能力。所以會引起一系列的問題。

（1）學生實驗動手能力的訓練不夠，特別在設計性、綜合性和創造性實驗方面的訓練與培養上力度不夠，未能給學生一個寬闊的實驗學習與訓練的空間。

（2）實驗內容的更新存在很大問題，使專業課實驗教學與當今高新科技相距較遠，缺乏時代感。

（3）在實驗教學過程中缺乏層次或層次梯度不夠明顯，未能充分體現因材施教。

（4）專業課實驗教學手段、技術與設備普遍落后。電腦化、網絡化在實驗教學中的應用程度還很低，CAI教學作用發揮的不是很充分。

（5）對實驗教學的重視不夠，由于上述（1）～（4）的原因和學生自身的原因使得學生學習興趣不夠濃厚，尤其是驗證性和演示性實驗很多學生以打醬油的方式蒙混過關。

從上述因素可見，我院專業實驗教學亟待進行改革，否則長期下去，培養學生的素質會更低，無法和該校的人才培養方案中培養“應用形人才”掛鉤。學生的就業質量也就毋庸置疑了。

2 改革思路

2.1 教學內容改革

為保證實驗教學質量，為使鑄造專業實驗內容能夠體現課程中新知識、新技術、新方法的應用，再根據社會實際需求及學科發展的最新動態，開展出讓學生既感興趣又能使所學理論在實驗中得以體現的實驗。老師下廠調研實際生產現狀，并積極參與學術交流借鑒好的經驗。對我校實驗內容進行更新，合并一些驗證性實驗項目，并增設開放性綜合實驗項目及設計性實驗項目。如我們把現代分析方法中的兩個實驗項目合并到《材料成型原理》課程中的球鐵熔煉實驗項目中，把材料性能學的兩個實驗項目融入到《鑄造合金及其熔煉》課程中的鋁合金熔煉實驗項目中，這樣學生做實驗就有一定的系統性，不經掌握了儀器的使用，明白了實驗的真正目的及所學知識在實踐中的應用，更重要的是培養了學生綜合、系統的分析問題的能力、改善了學生對實驗教學的認識及提高了對實驗教學的興趣。另外我們把課設的一些項目拿出來作為開放性綜合性或設計性實驗項目，實驗室每周周一到周五全天開放，學生可以利用課余時間將課設設計的某個零件的鑄造工藝在實驗室通過造型、熔煉金屬液、澆注、分析其各項性能并根據分析改進原來的工藝，另外我們把一些有價值的大學生創新性實驗項目也列入開放性實驗中，這樣可以大大提高學生的學習熱情。

2.2 教學手段改革

為了提高教學效果我們還充分利用CAI教學及虛實結合的教學手段。實驗教學中， 利用多媒體CAI實驗課件圖文并茂、動靜結合、視聽并用的效果，使一些用傳統的實驗教材難于描述清楚的某些設備內部結構或比較抽象的實驗現象，通過實驗課件使之形象化了，便于學生理解和記憶。如講解掃描電鏡的結構及使用時，我們通過多媒體給學生展示電鏡光學系統的剖視圖、及電子發射的動畫，學生很快就掌握了此實驗的重點和難點。對于一些開放性和難實現的實驗采用虛實結合的手段進行，如增設的課設轉型的開放性實驗項目，學生先用專業CAE軟件模擬分析澆注過程，然后進行實體澆鑄、結果分析并應用實驗數據撰寫小論文，如圖1所示。此教學手段改革，使原來由實驗教師準備好實驗過程的一切再由學生做實驗的狀況，徹底轉變為學生自己參與設計實驗方案，自己動手準備實驗并完成實驗，學會利用所學知識分析實驗結果及實驗過程中的現象。通過虛實結合的實驗過程，加深了學生對實驗過程及現象的理解，更提高了學習知識的興趣。另外在實驗課中增加了學生獨立設計實驗方案環節，促使學生積極思考，由被動變為主動，有利于培養學生對未知領域主動探索的進取精神。新的教學手段充分培養了學生的思維和創造能力、知識的探索應用能力及綜合分析問題的能力。

2.3 考核制度改革

原來的實驗教學考核方式單一，缺少綜合性、設計性的實驗考核內容，學生只要按部就班完成實驗任務，便可得到不錯的實驗成績，學生對實驗是否真正理解，在實驗過程中學到了什么沒辦法得到檢驗，很可能出現成績誤判的情況，從而使學生積極性和主動性得不到發揮，不利于學生綜合能力和創新意識的培養。因此需要多元實驗考核模式，該實驗考核模式以考核學生設計和動手能力為主，實驗過程考核與答辯相結合，充分考核學生對實驗的理解及所學知識的應用情況。學生實驗前預習，除了上交預習報告之外，必須口頭答辯檢驗預習效果，杜絕預習隨便抄襲和走過場的現象，實驗過程中當班教師巡視，考核學生的動手能力及問題解決的能力，實驗結束之后學生根據實驗數據撰寫實驗報告或小論文并提交。為了加深對實驗的理解，防止學生應付差事，提交資料時隨即抽查學生進行實驗答辯。這樣新的考核制度：預習（紙質資料10%+答辯10%）20%+操作40%+報告或論文30%+實驗后答辯10%。這樣就克服了學生輕視實驗、應付實驗、只為拿到學分而實驗的現象。從而也給了一些雖知識掌握不突出、但動手能力很強、創造潛力很強的學生拿到高分的機會，此實驗考核制度的改革能夠全面地評價學生的實驗能力。

3 結語

為了提高學生的整體實驗素質，作為實驗教師，不僅僅是知識的傳授者，更重要的是學生動手能力、獨立思維能力、綜合設計能力及分析問題能力的開拓者。為提高學生的綜合能力，我們對鑄造專業實驗的實驗內容、教學手段、考核方式等一系列進行了改革，充分調動了學生的學習熱情，使學生明確了學習的方向，為今后的學習和工作也打下了堅實的基礎。

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