民辦高校非機(jī)類專業(yè)鑄造金工實(shí)習(xí)教學(xué)改革探索

摘?要：針對(duì)民辦高校及非機(jī)類專業(yè)金工實(shí)習(xí)的特點(diǎn)，結(jié)合廈門工學(xué)院的實(shí)際情況，從硬件設(shè)施和課堂教學(xué)兩大方面對(duì)非機(jī)類專業(yè)鑄造金工實(shí)習(xí)進(jìn)行教學(xué)改革，采用U形鑄造工作臺(tái)、優(yōu)化課堂教學(xué)方法、引入多媒體教學(xué)手段來提高教學(xué)效果，實(shí)踐表明上述改革措施使非機(jī)類專業(yè)學(xué)生更好地掌握了鑄造的基礎(chǔ)知識(shí)及操作方法，學(xué)生的動(dòng)手能力和對(duì)鑄造的興趣也得到了提高。

關(guān)鍵詞：民辦高校;非機(jī)類專業(yè);鑄造金工實(shí)習(xí);教學(xué)改革

金工實(shí)習(xí)是高等院校理工科專業(yè)必修的實(shí)踐課程之一，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程思維、動(dòng)手能力、創(chuàng)造能力等方面起著重要作用。開設(shè)金工實(shí)習(xí)課程，需要高校投入大量的人力物力財(cái)力，運(yùn)行保障費(fèi)用也較高。與公辦高校甚至一些獨(dú)立學(xué)院相比，民辦高校的辦學(xué)經(jīng)費(fèi)少，教學(xué)場(chǎng)地、儀器設(shè)備、師資數(shù)量有限，金工實(shí)習(xí)上課時(shí)間與公共課沖突多，因而導(dǎo)致金工實(shí)習(xí)的課時(shí)量受到一定的限制。近年來，隨著3D打印技術(shù)的快速發(fā)展，3D打印已經(jīng)取代了鑄造的一些功能，另一方面鑄造勞動(dòng)條件差、勞動(dòng)強(qiáng)度大，導(dǎo)致越來越多的高校減少鑄造金工實(shí)習(xí)的課時(shí)，甚至不開設(shè)鑄造金工實(shí)習(xí)課程。廈門工學(xué)院作為一所民辦高校也同樣面臨著上述的問題。但鑄造作為工業(yè)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，依然有著不可替代的作用[1]。因此，廈門工學(xué)院仍堅(jiān)持開設(shè)鑄造金工實(shí)習(xí)課程。

金工實(shí)習(xí)按專業(yè)大類可分為機(jī)類、近機(jī)類、非機(jī)類三大類別[2]，非機(jī)類的實(shí)習(xí)時(shí)間比機(jī)類及近機(jī)類短。針對(duì)民辦高校及非機(jī)類專業(yè)的特點(diǎn)，如何能在有限的經(jīng)費(fèi)、場(chǎng)地、課時(shí)中使非機(jī)類專業(yè)學(xué)生掌握鑄造的基礎(chǔ)知識(shí)及基本的操作方法，同時(shí)增加對(duì)鑄造的興趣，成為大多數(shù)民辦高校開設(shè)鑄造金工實(shí)習(xí)課時(shí)急需解決的問題。結(jié)合廈門工學(xué)院的實(shí)際情況，對(duì)非機(jī)類專業(yè)鑄造金工實(shí)習(xí)的教學(xué)改革主要從硬件設(shè)施和課堂教學(xué)兩大方面進(jìn)行。

1?硬件設(shè)施的改革

1.1?鑄造工作臺(tái)的設(shè)計(jì)制作

砂型鑄造與其他鑄造方法比，具有成本低、相對(duì)安全、過程簡單等優(yōu)點(diǎn)，一直是各大高校沿用的鑄造實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式[3]，廈門工學(xué)院也采用砂型鑄造的教學(xué)模式。目前大多數(shù)高校的鑄造實(shí)訓(xùn)室仍沒有制作專用的工作臺(tái)，通常把砂型鑄造用的型砂放置在教室的某個(gè)位置，或者將型砂置于用磚頭砌的方形槽里，學(xué)生圍繞著型砂或方形槽坐在工具箱上。即使有專用工作臺(tái)，也很少會(huì)配備專用的凳子，學(xué)生站立聽課或看教師演示，時(shí)間長了身體感到疲憊注意力容易分散。對(duì)于站或坐在離教師距離遠(yuǎn)的學(xué)生，因?yàn)樯砀呋虮恍蜕皳踝〔糠忠暰€，這不利于學(xué)生觀察教師演示的細(xì)節(jié)，且鑄造實(shí)訓(xùn)室面積有限，為解決上述問題，我校設(shè)計(jì)制作了鑄造專用的U形工作臺(tái)，并在實(shí)訓(xùn)室配備了多媒體設(shè)備，如圖1所示，可以把有限的空間最大化地利用起來。

廈門工學(xué)院設(shè)計(jì)制作的U形鑄造工作臺(tái)總共設(shè)計(jì)有28個(gè)工位，每個(gè)工位配有一個(gè)柜子和一張凳子，其中柜子有兩層，分別用于放置砂箱、底板和工具箱。非機(jī)類學(xué)生的金工實(shí)習(xí)，每個(gè)小組的學(xué)生人數(shù)控制在28人以下，充足的工位及工具保證每個(gè)學(xué)生都能動(dòng)手操作。

1.2?教學(xué)用具及材料的改進(jìn)

目前大多數(shù)高校都采用木制箱子用于放置手工造型的工具，木制工具箱重易磨損且搬運(yùn)費(fèi)力，對(duì)此的改進(jìn)是采用塑料工具盒代替木制工具箱，耐磨美觀重量輕;型砂的配制和破碎（松砂）是砂型鑄造中的重要環(huán)節(jié)之一，由于非機(jī)類金工實(shí)習(xí)的課時(shí)較短，若再讓學(xué)生們?cè)谡n堂上進(jìn)行配砂和松砂時(shí)間不夠，因此直接買配好的型砂，在課堂上學(xué)生們只需松砂;砂型鑄造用的模具，若用木制模具，易破損，要經(jīng)常更換，我校砂型鑄造用的模具全部采用鋁合金制，堅(jiān)固耐用，使用壽命長。

2?課堂教學(xué)的改革

廈門工學(xué)院非機(jī)類金工實(shí)習(xí)總時(shí)間為一周，共30學(xué)時(shí)，其中鑄造項(xiàng)目安排3個(gè)學(xué)時(shí)，實(shí)操安排整模造型訓(xùn)練。結(jié)合廈門工學(xué)院的特點(diǎn)，對(duì)非機(jī)類專業(yè)設(shè)計(jì)了如圖2所示的課堂教學(xué)流程。

2.1?講解鑄造基礎(chǔ)知識(shí)

非機(jī)類專業(yè)的學(xué)生在金工實(shí)習(xí)之前，完全沒有接觸鑄造相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，若直接講授理論知識(shí)，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因此選擇合適的課程導(dǎo)入方法顯得尤為重要。本文在導(dǎo)入新課時(shí)，先讓學(xué)生看古代典型的青銅器（如戰(zhàn)國初期的曾侯尊盤）和香港紫金花雕塑、發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片等物品的圖片，然后詢問學(xué)生這些物品能否用車、銑、鉗等工種加工制造出來，學(xué)生們普遍回答不能，指導(dǎo)老師順勢(shì)導(dǎo)入鑄造知識(shí)。講授新課時(shí)，適當(dāng)運(yùn)用多媒體設(shè)備，如播放整模造型動(dòng)畫，生動(dòng)形象，使學(xué)生更易理解整模造型過程。

2.2?介紹手工造型用的工具

講授完鑄造基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)入介紹手工造型工具階段，學(xué)生們搬出工具箱看到各種手工造型工具時(shí)，好奇心強(qiáng)，指導(dǎo)教師趁勢(shì)逐一介紹手工造型用的工具，并結(jié)合非機(jī)類各專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的講解，進(jìn)一步增強(qiáng)非機(jī)類專業(yè)學(xué)生們對(duì)鑄造的興趣。

2.3?松砂

型砂的破碎即松砂是手工造型操作的前道工序，型砂顆粒度的大小、是否均勻?qū)﹁T件質(zhì)量有重要的影響。大多數(shù)高校都是讓學(xué)生用大鐵鍬和網(wǎng)篩在地板上進(jìn)行松砂，一般由男生負(fù)責(zé)操作，廈門工學(xué)院設(shè)計(jì)的U形鑄造工作臺(tái)，把型砂放置于工作臺(tái)凹槽內(nèi)（如圖1所示），因此松砂是在工作臺(tái)凹槽內(nèi)進(jìn)行，鑄造實(shí)訓(xùn)室為學(xué)生配備了小、中、大三種型號(hào)的鐵鍬用于松砂，如圖3所示，學(xué)生可以選擇與自己身高及工作臺(tái)尺寸相匹配的鐵鍬。在松砂前，讓學(xué)生觀看學(xué)長學(xué)姐們松砂的視頻，看到學(xué)長學(xué)姐們認(rèn)真賣力的松砂，學(xué)生們對(duì)鑄造的興趣又進(jìn)一步提高。隨后每個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)破碎各自工位前部的型砂，每位學(xué)生都參與松砂過程，即在有限時(shí)間內(nèi)增加了學(xué)生們的動(dòng)手機(jī)會(huì)，又讓學(xué)生對(duì)鑄造勞動(dòng)強(qiáng)度大的特點(diǎn)有了深刻的體會(huì)。

2.4?整模造型操作方法示范講解及實(shí)踐操作

對(duì)于示范講解手工造型的操作方法上，大部分高校還是純現(xiàn)場(chǎng)演示，由于場(chǎng)地、視線、聲音等原因，學(xué)生們無法全面了解造型細(xì)節(jié)，且演示時(shí)間較長，學(xué)生的注意力不易集中，導(dǎo)致教學(xué)效果大打折扣[4]，為改變這些不足，越來越多的學(xué)校將多媒體引入教學(xué)中。本文采用與上海理工大學(xué)黎明[4]相同的教學(xué)方法，將多媒體與現(xiàn)場(chǎng)講解演示相結(jié)合，且廈門工學(xué)院將理論與實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)地集中于一個(gè)教室，節(jié)省了在理論與實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)地來回行走的時(shí)間，增加學(xué)生實(shí)踐操作時(shí)間。在實(shí)操前，學(xué)生們觀看老師操作的視頻短片，對(duì)于重點(diǎn)及難點(diǎn)動(dòng)作，老師會(huì)再進(jìn)行講解演示。很多老師都是一次性將整模造型過程講解演示完，因?yàn)橛^看視頻或講解演示時(shí)間較長，學(xué)生在操作過程中容易忘記某些步驟，因此我們將整模造型視頻及講解演示分為兩部分，先觀看講解下型操作視頻，然后學(xué)生制作下型，完成下型的制作后再觀看講解上型操作視頻，最后進(jìn)行上型的操作，這樣可以讓學(xué)生更好地掌握整模造型的操作方法。

2.5?澆鑄

大多數(shù)高校在非機(jī)類學(xué)生進(jìn)行鑄造金工實(shí)習(xí)時(shí)，由于課時(shí)少，一般沒有澆鑄環(huán)節(jié)。為了讓非機(jī)類學(xué)生更全面深刻了解鑄造生產(chǎn)全過程，對(duì)每組來實(shí)習(xí)的非機(jī)類學(xué)生選擇若干個(gè)學(xué)生的作品進(jìn)行澆鑄;因?yàn)檎n時(shí)少，若采用金屬進(jìn)行澆鑄，時(shí)間不夠，因此我們采用石蠟進(jìn)行澆鑄。待全部學(xué)生做完鑄型后，組織學(xué)生查看各個(gè)同學(xué)的作品，讓學(xué)生們選出他們覺得做得較好的鑄型，指導(dǎo)老師根據(jù)鑄型評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)再結(jié)合學(xué)生們的意見，選擇幾個(gè)較好的鑄型進(jìn)行澆注，雖然沒有把每個(gè)學(xué)生的作品進(jìn)行澆鑄，但與完全沒有澆鑄之前相比，學(xué)生們的積極性和成就感明顯提高。

3?結(jié)語

通過設(shè)計(jì)制作U形鑄造工作臺(tái)，改進(jìn)教學(xué)用具及材料，引入多媒體教學(xué)手段，以及對(duì)課堂教學(xué)方法的優(yōu)化改善，使有限的實(shí)習(xí)場(chǎng)地和時(shí)間得到了最大化的利用，激發(fā)了非機(jī)類學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，經(jīng)過近三年實(shí)際教學(xué)檢驗(yàn)取得了良好的效果。我校非機(jī)類學(xué)生的動(dòng)手能力和對(duì)鑄造的興趣都得到了提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬濤，李哲，程勤，等.3D打印技術(shù)在砂型鑄造領(lǐng)域的應(yīng)用前景淺析[J].現(xiàn)代鑄鐵，2019（02）：3840+5051.

[2]李君，黃紹服.非機(jī)類專業(yè)《金工實(shí)習(xí)》教學(xué)探索[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2015，14（5）：187188.

[3]李艷輝，于如信，劉佳會(huì).小型重力澆鑄裝置在鑄造實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用[J].科技視界，2019（09）：195196.

[4]黎明，周亦敏，朱震，等.提升鑄造工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2018，16（1）：9193.

項(xiàng)目：2018年福建省本科高校教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（重大教改）——現(xiàn)代工程教育理念下的工程坊實(shí)踐教育體系建設(shè)與運(yùn)行研究

作者簡介：蔡祖鵬（1987—?），男，漢族，碩士，工程師，研究方向：焊接、鑄造等熱加工類教學(xué)與技術(shù)。