應(yīng)用型本科高校金屬材料工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)

【摘要】專(zhuān)業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)是金屬材料工程專(zhuān)業(yè)必不可少的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)思想和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力等具有重要作用。本文分析了當(dāng)前專(zhuān)業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，介紹了我校在設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)手段、指導(dǎo)方法等方面的改革措施。

【關(guān)鍵詞】應(yīng)用型;本科高校;金屬材料工程;課程設(shè)計(jì)

1.引言

《簡(jiǎn)明國(guó)際教育百科全書(shū) 課程》一書(shū)定義課程設(shè)計(jì)為“擬訂一門(mén)課程的組織形式和組織結(jié)構(gòu)”，既是根據(jù)教學(xué)計(jì)劃的要求，在教師指導(dǎo)下對(duì)學(xué)生進(jìn)行的階段性基礎(chǔ)或?qū)I(yè)技術(shù)訓(xùn)練。“專(zhuān)業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)”是我校金屬材料工程專(zhuān)業(yè)本科學(xué)生必修的實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容，是安排在修完工程制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、電工電子技術(shù)、熱處理工藝與設(shè)備等相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程之后的一次綜合性演練，是對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的一次全面訓(xùn)練。在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要求學(xué)生能綜合應(yīng)用先修課程的理論知識(shí)、原理和方法獨(dú)立完成常用熱處理設(shè)備的設(shè)計(jì)。通過(guò)這一教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施，使學(xué)生掌握設(shè)計(jì)熱處理設(shè)備的基本方法和步驟，能結(jié)合工程實(shí)際，選擇并設(shè)計(jì)出符合實(shí)際要求的熱處理設(shè)備，培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想與方法、對(duì)工程技術(shù)問(wèn)題的嚴(yán)肅認(rèn)真和負(fù)責(zé)的科學(xué)態(tài)度、理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想、分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。本文針對(duì)金屬材料工程專(zhuān)業(yè)當(dāng)前專(zhuān)業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，提出我校在設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)手段、指導(dǎo)方法及考核機(jī)制等方面的具體做法和經(jīng)驗(yàn)。

2.存在的主要問(wèn)題

傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)只是針對(duì)某一門(mén)課程獨(dú)立進(jìn)行，使得課程設(shè)計(jì)之間的銜接性較差，學(xué)生難以掌握完整的知識(shí)體系[1]。為克服傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的不足，綜合性課程設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生，它是在學(xué)生修完主要專(zhuān)業(yè)課程之后，對(duì)學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一次系統(tǒng)化、綜合應(yīng)用的實(shí)踐鍛煉。目前金屬材料工程專(zhuān)業(yè)的綜合課程設(shè)計(jì)主要以熱處理設(shè)備的設(shè)計(jì)為主。作為典型熱處理加熱設(shè)備的熱處理電阻爐，基本上涵蓋了金屬材料工程專(zhuān)業(yè)所學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，有利于學(xué)生全面地掌握有關(guān)知識(shí)，所以熱處理電阻爐設(shè)計(jì)這個(gè)設(shè)計(jì)題目被許多高校采用。然而，由于課程設(shè)計(jì)題目單一，而且現(xiàn)有的圖書(shū)資料中與熱處理電阻爐設(shè)計(jì)有關(guān)的設(shè)計(jì)過(guò)程千篇一律，學(xué)生在做課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，只要按照資料上的步驟，按部就班的做，就能輕松地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的設(shè)計(jì)興趣和創(chuàng)造能力，導(dǎo)致大部分學(xué)生的設(shè)計(jì)過(guò)程只是機(jī)械式的模仿而非主動(dòng)積極思考，從而使學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力無(wú)法得到有效提高，具體表現(xiàn)在專(zhuān)業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)對(duì)先修課程所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力要求較高，學(xué)生不僅要了解掌握以前學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)知識(shí)，還要能夠靈活運(yùn)用。然而，大部分學(xué)生對(duì)爐體材料進(jìn)行選擇時(shí)不能靈活運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，往往都是照搬教材上的例題選擇材料;在爐體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算時(shí)，不能根據(jù)熱處理工藝及產(chǎn)能要求，利用經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法和理論計(jì)算法核算電阻爐加熱功率、爐子熱效率、空載功率、空載升溫時(shí)間等參數(shù);在繪制電阻爐總圖時(shí)，未能樹(shù)立邊畫(huà)、邊算、邊修改的總體設(shè)計(jì)思想。此外，部分學(xué)生基于完成任務(wù)的觀點(diǎn)，對(duì)熱處理電阻爐課程設(shè)計(jì)重要性的認(rèn)識(shí)不夠，設(shè)計(jì)過(guò)程中不注重獨(dú)立設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，出現(xiàn)照抄教科書(shū)中熱處理電阻爐的計(jì)算公示和爐體結(jié)構(gòu)，而不能綜合考慮熱處理電阻爐的技術(shù)要求、工作條件和安裝環(huán)境等問(wèn)題。再者，受限于目前的教學(xué)模式和實(shí)踐條件，設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)生對(duì)熱處理電阻爐的設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、使用和維護(hù)等工藝過(guò)程缺乏實(shí)際的感性認(rèn)識(shí)，致使對(duì)大量的工藝問(wèn)題缺乏認(rèn)真的考慮，不能把熱處理爐必須具備的良好工藝要求貫穿于設(shè)計(jì)過(guò)程。

3.具體措施

3.1 改革設(shè)計(jì)內(nèi)容

為了避免現(xiàn)有課程設(shè)計(jì)內(nèi)容中存在的不足，提高學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的興趣，加強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行熱處理電阻爐設(shè)計(jì)的能力。首先，充分考慮學(xué)生間的個(gè)體差異，在現(xiàn)有課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，調(diào)整題目的廣度、深度和難易程度，使學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)既有飽滿(mǎn)的工作量，又能經(jīng)自身努力圓滿(mǎn)完成設(shè)計(jì)任務(wù);其次，在課程設(shè)計(jì)選題上要做到理論與實(shí)際相結(jié)合，優(yōu)先選擇生產(chǎn)中廣泛使用的具有代表性的熱處理設(shè)備作為設(shè)計(jì)題目;第三，在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，指導(dǎo)教師要擺正自己的位置，不能學(xué)生眼中的“拐杖”，對(duì)學(xué)生提出的疑難問(wèn)題，只需點(diǎn)到為止，要給學(xué)生留出足夠的想象空間，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。此外，對(duì)獨(dú)立思考、深入鉆研的學(xué)生要積極鼓勵(lì)，對(duì)學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生要多從方法上進(jìn)行啟發(fā)，對(duì)采用新材料、新結(jié)構(gòu)的特色設(shè)計(jì)在給予充分肯定的同時(shí)，應(yīng)在考評(píng)成績(jī)上予以?xún)A斜，以激勵(lì)更多的學(xué)生，從而更好的實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)的目的。

3.2 提高檢索能力

設(shè)計(jì)出“優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活”的熱處理電阻爐，絕非易事，這其中既涉及各種筑爐材料的選擇，也涉及到爐體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，需要查閱大量的文獻(xiàn)資料。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，讓學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)的教材、參考書(shū)和手冊(cè)找到所需要的數(shù)據(jù)資料，并從中受到啟發(fā)，有利于激發(fā)學(xué)生的興趣與自信，提升學(xué)生的辯證思維能力和邏輯推理能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，但圖書(shū)館的紙質(zhì)圖書(shū)資料中與熱處理電阻爐設(shè)計(jì)有關(guān)的內(nèi)容千篇一律[2]。在這個(gè)信息化日新月異、網(wǎng)絡(luò)化迅速發(fā)展的時(shí)代，敲一下鍵盤(pán)、點(diǎn)一下手機(jī)屏幕，大量的信息就會(huì)展示在我們面前，如何通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在海量的信息中檢索到所需要的相關(guān)文獻(xiàn)資料，也是學(xué)生應(yīng)該具備的基本技能之一。鼓勵(lì)學(xué)生從網(wǎng)上收集相關(guān)信息，多方面比較各種筑爐材料的適用性、爐體結(jié)構(gòu)的實(shí)用性，挑選有代表性的學(xué)生講解他們的觀點(diǎn)，激發(fā)其他學(xué)生的參與熱情。

3.3 改進(jìn)設(shè)計(jì)手段

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用。在熱處理電阻爐課程設(shè)計(jì)中，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用CAD三維造型技術(shù)進(jìn)行熱處理電阻爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，運(yùn)用CAE軟件進(jìn)行爐墻、爐底、爐頂?shù)牧W(xué)性能的分析計(jì)算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于整個(gè)熱處理電阻爐的設(shè)計(jì)過(guò)程處于三維空間，與真實(shí)砌筑過(guò)程十分吻合，因而能為學(xué)生創(chuàng)新潛力的發(fā)揮提供廣闊的活動(dòng)空間。此外，熱處理電阻爐課程設(shè)計(jì)與CAD/CAE應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合，也為學(xué)生提供了一個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的實(shí)踐機(jī)會(huì)，克服了學(xué)生單純學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)，而忽視對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的傾向。

3.4 強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)

讓學(xué)生深入生產(chǎn)一線，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察、實(shí)際操作了解熱處理爐的性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及生產(chǎn)過(guò)程，使學(xué)生懂得熱處理電阻爐設(shè)計(jì)與熱處理工藝是緊密不可分割的。為了切實(shí)提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力，在課程設(shè)計(jì)之前的幾周，先安排學(xué)生在多媒體上觀看相關(guān)熱處理設(shè)備的生產(chǎn)案例然后再到工廠參觀實(shí)習(xí)，以此來(lái)開(kāi)闊學(xué)生的視野，擴(kuò)展設(shè)計(jì)思路，使設(shè)計(jì)與工程實(shí)際接軌。

4.結(jié)論

在金屬材料工程專(zhuān)業(yè)的綜合課程設(shè)計(jì)改革中，通過(guò)改革設(shè)計(jì)內(nèi)容，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課程設(shè)計(jì)的積極性，培養(yǎng)整體設(shè)計(jì)意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí);通過(guò)改進(jìn)檢索手段，提高學(xué)生網(wǎng)絡(luò)查閱資料的能力;通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，加強(qiáng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行熱處理設(shè)備設(shè)計(jì)和仿真分析的能力;通過(guò)讓學(xué)生接觸工程實(shí)際，增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。

參考文獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目：本文為淮陰工學(xué)院教育教學(xué)研究重點(diǎn)課題項(xiàng)目階段成果（項(xiàng)目編號(hào)：JYB201101）。

作者簡(jiǎn)介：劉愛(ài)輝（1976—），女，博士，副教授，主要從事金屬材料方面的教學(xué)與科研工作。