項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的“金屬工藝學(xué)”教學(xué)實(shí)踐研究

楊敏 李長(zhǎng)河 劉永紅 劉新 張彥彬

[摘 要] “金屬工藝學(xué)”在機(jī)械專業(yè)中占有重要的地位，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力及動(dòng)手能力方面具有舉足輕重的作用。但是，由于“金屬工藝學(xué)”課程“壓力加工”一章重點(diǎn)和難點(diǎn)繁多且概念抽象，傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)模式以教學(xué)為主，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致學(xué)生缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力，作為培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的教學(xué)模式，項(xiàng)目教學(xué)法在國(guó)內(nèi)外工程教育中受到廣泛關(guān)注。通過結(jié)合“金屬工藝學(xué)”的教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)行了基于項(xiàng)目教學(xué)法的教學(xué)改革與實(shí)踐。開展項(xiàng)目教學(xué)法后，與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，學(xué)生成績(jī)的最低分和及格率得到了顯著提升，項(xiàng)目成績(jī)及其占總評(píng)成績(jī)的比重逐年遞增。同時(shí)，學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)意識(shí)有所增強(qiáng)，教師的專業(yè)素質(zhì)得到了大幅提升。

[關(guān)鍵詞] 金屬工藝學(xué);項(xiàng)目教學(xué)法;壓力加工;自主學(xué)習(xí)能力

[基金項(xiàng)目] 2017年度山東省專業(yè)學(xué)位研究生教學(xué)案例庫(kù)建設(shè)項(xiàng)目“‘磨削加工理論與技術(shù)案例庫(kù)”（SDYAL17045）;2016年度山東省高等學(xué)校教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目“‘三三三卓越工程人才培養(yǎng)模式構(gòu)建與實(shí)施”（Z2016Z011）

[作者簡(jiǎn)介] 楊 敏（1990—），女，山東泰安人，博士，青島理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院副教授，主要從事智能與潔凈精密制造;李長(zhǎng)河（1966—），男，內(nèi)蒙古通遼人，博士，青島理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院二級(jí)教授（通信作者），主要從事智能與潔凈精密制造研究。

[中圖分類號(hào)] G642.0? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2021）39-0140-04? ? [收稿日期] 2021-04-28

一、引言

“金屬工藝學(xué)”是工科院校各類機(jī)械和精密機(jī)械的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，是聯(lián)系基礎(chǔ)課、專業(yè)課和實(shí)踐教學(xué)課的紐帶，研究產(chǎn)品從原材料—毛坯—合格零件的全部生產(chǎn)過程，是后續(xù)機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制造等機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)核心課程的基礎(chǔ)，從事機(jī)械制造、材料成型加工、汽車設(shè)計(jì)、汽車服務(wù)工程等相關(guān)行業(yè)所需的專業(yè)能力[1]，為實(shí)踐“金屬工藝學(xué)”課程奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。它與實(shí)際生產(chǎn)和生活有著密不可分的關(guān)系，它對(duì)學(xué)生是否具有理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力有著較高的要求。學(xué)生在學(xué)習(xí)“金屬工藝學(xué)”課程后能否運(yùn)用理論知識(shí)解決生產(chǎn)生活中的問題，并根據(jù)材料的使用性能和工藝性能，結(jié)合環(huán)境和經(jīng)濟(jì)因素，合理選擇材料，制定合理的工藝順序并動(dòng)手加工完成金工實(shí)驗(yàn)。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備零件毛坯制造及機(jī)械加工的知識(shí)，為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)提供理論支持。

“金屬工藝學(xué)”課程具有兩個(gè)重要特性：一是綜合性強(qiáng)，涉及冷熱加工工藝，新概念、專業(yè)術(shù)語多，學(xué)習(xí)內(nèi)容較為復(fù)雜，學(xué)習(xí)知識(shí)面也比較廣泛，學(xué)習(xí)時(shí)間有限[2];二是與生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系緊密，課堂理論教學(xué)與金工實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，兩者相輔相成。課程開展之前，相關(guān)專業(yè)的學(xué)生需要進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)數(shù)周的金工實(shí)習(xí)，主要包括車工、鉗工、銑工、砂型鑄造等。通過金工實(shí)習(xí)，學(xué)生可以把所學(xué)的理論知識(shí)與機(jī)械加工現(xiàn)場(chǎng)操作有效地結(jié)合起來，熟悉并了解機(jī)械制造的簡(jiǎn)單流程，掌握一些簡(jiǎn)單零件加工方法的選擇和加工工藝的分析，從而有效提高學(xué)生的整體綜合素質(zhì)，為“金屬工藝學(xué)”課程的學(xué)習(xí)提供一定的輔助作用[3]。

“金屬工藝學(xué)”的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容包括“緒論”“鑄造”“壓力加工”“焊接”“切削加工”等五章，每章包含多個(gè)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。其中，“壓力加工”一章主要分為鍛造和沖壓兩種工藝[4] （P50-87）。本章內(nèi)容不僅重點(diǎn)和難點(diǎn)繁多，而且涉及的專業(yè)術(shù)語多，且概念抽象，如果采用傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方法，教師獨(dú)白式地講述眾多的專業(yè)術(shù)語和抽象的專業(yè)概念，學(xué)生很難理解，容易導(dǎo)致學(xué)習(xí)乏味枯燥，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。此外，隨著教育教學(xué)體制的改革，每門學(xué)科也都在壓縮相關(guān)理論課，這導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的難度更大了，在總學(xué)時(shí)數(shù)和教學(xué)內(nèi)容變化不大的情況下，如何才能在課堂上把學(xué)生的積極性調(diào)動(dòng)起來，同時(shí)激發(fā)學(xué)生在課外學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，需要教師改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，探索其他教學(xué)模式。

近年來，項(xiàng)目教學(xué)法作為新時(shí)期的一項(xiàng)重大變革逐步得到推廣[5]。項(xiàng)目教學(xué)法是一種基于學(xué)生自主性和探究性學(xué)習(xí)的新型教學(xué)方法，這種教學(xué)法是需要教師和學(xué)生通過共同實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目來開展的教學(xué)活動(dòng)。學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中理解和掌握“金屬工藝學(xué)”課程所需的知識(shí)和技能，培養(yǎng)分析和解決問題的能力，以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和能力[6]。師生圍繞完整項(xiàng)目開展教學(xué)的活動(dòng)就是項(xiàng)目教學(xué)法。高校教育教學(xué)活動(dòng)中，針對(duì)一件具體且具備應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)，這一任務(wù)可以稱之為項(xiàng)目[7]。項(xiàng)目教學(xué)法通過組織學(xué)生真正參與具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、實(shí)施和管理，讓其切身體會(huì)并獲得相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)技能，從而達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的實(shí)施。

項(xiàng)目教學(xué)是以學(xué)生和項(xiàng)目為中心，在項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施的過程中，教師是作為指導(dǎo)者、組織者存在的，是該項(xiàng)教學(xué)的“主持人”，主要任務(wù)是督促學(xué)生自主進(jìn)行技術(shù)分析，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考、團(tuán)隊(duì)討論并相互交流，從而達(dá)到少走彎路或不走彎路的可能性[5]。在完成該項(xiàng)目的過程中，讓學(xué)生理解并熟練掌握所學(xué)知識(shí)與技能，培養(yǎng)分析和解決問題的能力、合作與溝通的能力等，充分發(fā)揮每個(gè)學(xué)生在團(tuán)隊(duì)合作中的主動(dòng)性和積極性[8]。有明確的目標(biāo)，從淺到深，通過項(xiàng)目設(shè)置到項(xiàng)目動(dòng)員、制訂計(jì)劃、項(xiàng)目實(shí)施過程監(jiān)控、項(xiàng)目實(shí)施過程展示，以及知識(shí)和項(xiàng)目的綜合解決方案。這是一種符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)則和學(xué)習(xí)特點(diǎn)的教學(xué)方法，可以有效地保證學(xué)生對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的深入理解和準(zhǔn)確把握。

二、項(xiàng)目教學(xué)法的設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐

根據(jù)“金屬工藝學(xué)”課程“壓力加工”一章本科教學(xué)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)該課程項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法方案。項(xiàng)目化教學(xué)一般包括項(xiàng)目設(shè)置、項(xiàng)目動(dòng)員、制訂計(jì)劃、項(xiàng)目實(shí)施、過程監(jiān)控、項(xiàng)目展示與答辯、項(xiàng)目評(píng)價(jià)等幾個(gè)模塊。

1.項(xiàng)目設(shè)置。項(xiàng)目開始前，由教師擬定項(xiàng)目題目，并做好項(xiàng)目組的分組。本研究以“金屬工藝學(xué)”課程“壓力加工”一章中針對(duì)模鍛、連續(xù)沖模（又稱級(jí)進(jìn)模）、復(fù)合沖模各設(shè)置三個(gè)項(xiàng)目題目，如傘齒輪摩擦壓力機(jī)模鍛工藝及模具設(shè)計(jì)、沖孔切斷彎曲級(jí)進(jìn)模、落料拉深沖孔復(fù)合模等。每個(gè)項(xiàng)目組由5～6名學(xué)生組成，并由小組成員推選小組長(zhǎng)主持項(xiàng)目工作。