《金屬液態精密成形技術》課程教學改革研究與實踐

蘆剛 嚴青松 盧百平 晏玉平

摘要：金屬液態精密成形技術是一門知識面非常廣的專業方向必修課，對課程進行教學改革和實踐，目的是培養和提高學生創新意識，幫助學生樹立正確的就業觀與創業觀，提高學生就業和創業的成功率。

關鍵詞：金屬液態精密成形技術;課程內容;教學改革

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）15-0127-02

金屬液態精密成形技術是一門知識面非常廣的專業方向必修課，主要包括熔模精鑄、反重力鑄造、快速鑄造等十多種金屬液態精密成形技術，針對鑄造企業技術需求和學生就業要求，對金屬液態精密成形技術課程進行教學改革和實踐，著重培養和提高學生創新意識，幫助學生樹立正確的就業觀與創業觀，提高學生就業和創業的成功率。

一、課程改革的具體內容和重點解決的問題

根據課程培養目標，根據航空企業金屬液態精密成形技術特點，將課程內容分成三個模塊，模塊一：改變鑄型材料的金屬液態精密成形技術，在教學實驗室易于實現現場教學法和實驗法;模塊二：改變充型加壓方式的金屬液態精密成形技術，易于實現案例法，部分鑄造技術可以借助科研平臺實現現場教學;模塊三：先進的金屬液態精密成形技術，易于實現課堂討論法。根據不同模塊進行課程改革，課程改革的具體內容和重點問題具體如下：

模塊一：改變鑄型材料的金屬液態精密成形技術，在教學實驗室易于實現現場教學法和實驗法;（1）以航空企業為主，闡明金屬液態精密成形技術應用現狀及發展趨勢，培養學生創業意識;（2）將最具航空特色的熔模鑄造成形技術作為授課重點，結合現場教學法和實驗教學法，在實驗室觀察航空零件熔模精密鑄造成形過程。（3）增加典型航空發動機葉片金屬液態精密成形考核環節，通過實驗過程中的親手操作，在傳授知識的同時注意發展學生的能力。（4）基于知行合一的教學方法，可以有效地提高學生學習效率和效果。

模塊二：改變充型加壓方式的金屬液態精密成形技術，易于實現案例法，部分鑄造技術可以借助科研平臺實現現場教學;（1）著重以案例法講述該模塊內容，將生產實踐結合課堂內容，形成具有多元素表征的潛在價值案例，引導學生進入科學探索和反思的學習過程，培養學生創新創業能力;（2）重點講授最具航空特色的液態金屬精密成形技術——反重力鑄造成形技術，以復雜航空發動機機匣體零件反重力鑄造成形為案例，讓學生掌握反重力鑄造工藝原理和航空企業實際產品生產流程;（3）以企業實際產品和往屆大學生鑄造工藝設計大賽題目為案例，聘請企業技術人員為兼職教師，講授金屬液態精密成形工藝方案設計，學生必須掌握中等復雜零件金屬液態精密成形工藝方案和參數的選擇。

模塊三：先進的金屬液態精密成形技術，易于實現課堂討論法。（1）將科研成果引入授課內容，例如增加3D打印模樣/具先進技術及其應用，擴大學生視野，激發學生的學習積極性，提高學生知識水平和思維能力;（2）此部分內容以討論法為主要形式，課堂僅對書本知識內容進行簡單的介紹，要求學生具備一定的知識基礎、理解能力和獨立思考能力。

二、多模式教學方法，提高教學效率和效果

金屬液態精密成形技術作為材料成形及控制工程專業（鑄造方向）一門主要專業課，因為內容特殊性，學生在掌握的過程中，無論從學習的方法上還是理解的難度上，都對授課教師的理論知識和實踐經驗提出了一定的要求。例如鑄型的材料的改變或充型方式的改變，進而改變了液體金屬充填鑄型的過程及隨后冷卻凝固的條件，使得鑄件無論在凝固時間上還是成形質量上，都有了大幅度提高。

模塊一：改變鑄型材料的金屬液態精密成形技術，在課堂講授的時候，攜帶一些航空企業實際生產產品和模具，例如熔模精鑄型殼，在課堂上展示給學生;同時，輔助采用現場教學和實驗法，將課堂上展示的熔模精鑄型殼在實驗室完成其制作，這種基于知行合一的教學方法，利于提高學生學習興趣和效率。

模塊二：改變充型加壓方式的金屬液態精密成形技術，案例法作為教學的主要方法，以某型零件的實際生產作為教學案例，主要包括展示案例、提出問題、啟發引導、自主探究、歸納總結和應用遷移，案例討論結束后，輔助分析題考核學生學習效果。

模塊三：先進的金屬液態精密成形技術，以課堂講授和討論法為主要教學方法。課堂討論是教學中的一個重要環節。把學生分成不同的討論小組，通過對講課中的一些重點和難點的討論，進一步掌握本課程的重點、基本概念和基本理論，培養和鍛煉學生分析問題和解決問題的能力，從而提高學生的綜合應用能力。

三、完善考核方式

考核是檢查和評價教學效果的重要手段。課程擬采取“總成績=平時成績（占50%）+開卷考試成績（25%）+閉卷考試成績（占25%）”的考核方式。其中，平時成績中不僅考慮到學生出勤、平時作業、討論課等情況（20%），更重要的是設置具有探索研究性綜合性大作業——典型航空發動機葉片金屬液態精密成形（要求針對企業真實產品，開展金屬液態精密成形技術工藝設計、計算機數值模擬驗證、金屬液態精密成形技術工藝優化等環節）（30%）。這種考核方式將大大調動學生學習的積極性，也將提高了學生的應用創新能力和知識綜合運用能力，極大地提高學習效果。

四、課程體系建設達到的目標

（一）明確課程培養目標

通過航空企業調研，結合2015版培養方案，明確課程培養目標。本課程是液態成形及模具專業方向的一門重要的專業必修課，它的主要任務是系統地向學生講授鑄造生產尤其是航空工業中應用最廣泛的幾種金屬液態精密成形技術的工藝原理，講述在幾種鑄造生產方法中，鑄型材料、鑄型工藝及設計對鑄件質量的影響，從鑄造工藝角度分析有關鑄件缺陷的形成機理及防止途徑。

（二）確定課程教學內容

根據本課程的特點、培養目標和定位設計教學內容，明確每一章授課重點、難點。在選用優秀教材基礎上，并把本學科最新發展成果和教改教研成果引入教學實踐，豐富教學資源。

（三）形成具有特色的教學方法和教學評價體系

根據課程內容和學生特點，改進教學方法，針對金屬液態精密成形技術課程特點，從課程與現實社會生產生活的關聯入手，引導學生掌握項目研究路徑與方法，參與基于專業的創新創業實踐，提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。通過本課程的學習和典型鑄件金屬液態精密成形工藝實訓，使學生達到下列要求：（1）掌握熔模鑄造、低壓鑄造、消失模鑄造等三種主要的金屬液態精密成形方法的工藝過程，能正確選擇或配制鑄型材料和其他輔助材料，能合理擬定有關工藝規程;（2）掌握熔模鑄造、低壓鑄造、消失模等金屬液態精密成形工藝設計方法，能夠設計中等復雜鑄型工藝及有關工裝模具;（3）掌握有關試驗技能和測試技術。

根據課程內容和學生特點，完善考核方式，有效調動學生學習的積極性，引導學生積極思考、樂于實踐，提高自主學習效果。

（四）形成合理教學隊伍

結合金屬液態精密成形技術課程的建設目標，針對目前教師工程實踐能力弱的問題，擬采取以下措施，強化實踐教學。（1）提高校內教師的實踐能力。通過各種措施培養出既有理論知識又有工程實踐知識，既有工程科學知識又懂教育理論與方法的“雙師型”教師隊伍。（2）聘請兼職企業工程師授課。學校可以從企業中聘請有豐富工程經歷的、有扎實理論基礎的、有工程師以上職稱的技術人員擔任兼職教師，負責學生的實踐課培訓。

總之，通過金屬液態精密成形技術課程體系的建設，激發教師教書育人的積極性和創造性，推動教學與科研良性互動，培育學生的創新意識和能力，促進材料成形及控制工程人才培養質量不斷提升。

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