“互聯網+”環境下以解決復雜工程問題為目標的金屬工藝學教學改革

李 睿 劉德全 高天一 馬慶龍

（大連民族大學 機電工程學院 遼寧大連 116600）

一、金屬工藝學課程現狀分析

《金屬工藝學》是一門實踐性、應用性和綜合性很強的課程，其敘述性的內容較多，學生感到枯燥乏味，普遍表現出厭學情緒，教學效果不是很理想。與該課程密切相關的金工實習以了解加工工藝為主，包括車、銑、磨、鉗、焊等多個工種，學生的興趣不高，參與性不夠[1]。并且課程的安排，一般在第二學期，此時學校幾乎沒有開設機械類型的基礎課程，學生缺乏理論知識的指導，整個實習過程中，教師演示，學生機械式重復照做，學生不感興趣積極性不高。

二、互聯網+下金屬工藝學教學模式改革的形式和價值

隨著互聯網各行業的興起，傳統的金屬工藝學課程已經落后于時代發展要求，大多數學校都是片面注重金工實習與金屬工藝學課程的銜接，卻忽略了教學內容要更新和不能調動學生興趣的問題。普遍存在教學手段的單一和教學內容的落后的缺點[2-3]。本文提出將與金屬工藝學課程密切相關的又非常受學生歡迎的“互聯網+”大學生創新創業大賽項目相結合，通過研討制作大創項目的模型或者實物，分析其加工制作過程中涉及的金屬工藝學知識，以及如何利用金屬工學知識解決相對復雜的工程問題讓學生完成教學要求。授課教師可以利用此改革引導并鼓勵學生參與金屬工藝學課程相關的科技生產及大學生創新創業項目。

通過大創項目模型或者實物的加工制作、實際工程案例的分析可以引導學生如何在生產實踐中運用課堂所學的基礎理論知識，增強工程實戰能力，培養學生會運用課堂學習的基本原理知識分析生產技術問題，并能夠提出有效的解決方案。尤其是培養滲透了解決復雜工程問題的能力，同時為后續相關專業課程（如機械制造技術基礎和機械加工工藝方法）的學習及未來的工作打下良好的基礎。

三、課程內容優化的具體形式

（一）教學方法的優化

案例啟發式教學方法。教學過程中，有針對性的根據課堂講解內容的關鍵點和重點與學生自己完成的大創項目制造工藝相結合來設計并提出問題，讓學生分析問題，最后教師總結學生的解決方案并給予指導和補充。該方法實施的關鍵在于教師要篩選出與課堂所學的理論知識相關的大創項目涉及的實際問題。在教學實踐過程中和課后考察中我們發現，學生的大創作品基本都是與生活和生產實踐緊密結合的項目，對這些項目相關制造工藝和方案的討論能夠調動學生學習本課程的積極性，還能潛移默化的提高學生解決實際工程問題的能力，進而能夠明顯提高教學效果，達到本門課程的教學目的。

（二）教學模式的優化

理論學習與大創實踐項目相結合。教師給學生講解金屬材料成型技術與制造工藝基本理論與知識要點，然后組織學生討論典型的大創項目模型部件的加工制作中涉及的鑄造、鍛造、焊接、機械加工等工藝知識的應用，并進行課后討論，從而提供理論與實踐項目相結合的契機。在此過程中，教師應通過設置思考題并為學生提供充分的思考時間和空間，強化學生對抽象理論教學內容的理解能力，充分激發其學習的主動性，并提升理論學習興趣，從而達到提高教學效果的目的。

（三）教學內容的優化

1.與互聯網緊密結合

為了使學生更多地了解互聯網+時代金屬成形工藝發展動態，教師可將目前先進的制造工藝，如增材制造技術、電火花加工技術、激光加工等新技術與新工藝添加到授課內容中[4]。這樣能夠極大的激發學習興趣，讓學生知道本課程的重要性，知道學什么和如何學。

2.引入虛擬現實教學

在我校金屬工藝學教學中前都要安排3周的金工實習，鍛煉學生實際動手能力、培養感性認識。但是教學與實習間隔一學期，學生把以前實習內容幾乎全忘記了，理論學習仍然比較費力。另外，在實習過程中，學生動手操作機會并不多，主要是看老師表演的方式讓學生學習，是一種被動的實習。多媒體教學通過把與金屬工藝學相關的動畫、視頻和生產錄像帶入課堂，使得復雜的金屬加工變得直觀。虛擬現實可以模擬出逼真的實際環境，人可以與這種虛擬環境交互，實現學習和技能培訓，交互性和沉浸感都很強，能夠提高學習的靈活性[5]。因此，將傳統教學模式與虛擬現實結合起來，可實現金屬工藝學教學模式的突破。

3.加強實踐環節

金工實習是《金屬工藝學》課程的最重要實踐環節。由于學生沒有預備專業知識，無法準確把握實習的重點，部分同學看熱鬧，還有學生怕苦累，不愿意動手，實習僅僅是停留在表面上[6]。為了解決上述問題，由任課教師篩選出本校近2年涉及到典型的金屬工藝學方面知識的大創項目，并指導加工出實物或模型，從設計到制作工藝方面向學生講解如何利用金屬工藝學的知識完成該項目的加工，即是如何利用所學知識解決工程問題。

四、改革的預期效果

將金屬工藝學課程與大創項目相結合，并且利用該項目分析其加工制作過程涉及的金屬工藝學知識，以及如何利用知識解決相對復雜的工程問題。在此基礎上引導并鼓勵學生參與金屬加工工藝密切相關的實際工程項目及大學生創新創業項目。

這種學習方法和分析問題的形式不僅能夠提升學生對原本枯燥無味的金屬工藝學課程的學習興趣，還可以提升學生分析工程中遇到的常見問題和解決問題的能力，并提高動手能力，鞏固加深對所學知識的理解。并為應用所學的知識解決復雜工程問題奠定基礎。

五、結束語

通過對本教學模式的改革主要將與金屬工藝學課程密切相關的“互聯網+”大學生創新創業大賽項目相結合，并出資制作模型或者實物，并且利用該項目分析其加工制作過程涉及的金屬工藝學知識，以培養學生如何利用知識解決相對復雜的工程問題為目標進行了一系列教學模式優化和改革。這種學習和分析問題的形式不僅能夠有效地提升學生對該課程的學習興趣，還可增強提高學生的動手能力，鞏固加深對所學知識的理解。并為應用所學的知識解決復雜工程問題奠定基礎。