《金属工艺学》课程教学设计

　　摘 要： 教学设计是教员教学准备工作的重要组成部分，也是课程建设的重要内容之一。作者根据《金属工艺学》课程的特点及其在人才培养方案中的地位，并结合课程设计“四个要素”的内容要求，对该课程进行教学设计，对提高课程建设质量，深化教学改革，提高课程教学质量，增强效果，提升学员部队岗位任职能力有很大的促进作用。
　　关键词： 《金属工艺学》课程 教学设计 基本要素
　　
　　教学设计是运用系统科学的方法，对教学目标、教学内容、教学策略、教学评价等教学要素和教学环节进行分析、计划并作出具体安排的过程。它是教员备课的重要内容，是提高教学效率，满足岗位任职需要的重要基础。依据系统的教学构成观点，我们根据教学设计的四个基本要素，即教学目标、教学内容、教学策略和教学评价对《金属工艺学》课程进行教学设计。
　　1.教学目标
　　教学目标是指教学所要达到的预期目标，是课程教学的根本所在，所以教学目标必须下大工夫全盘统筹。课程标准对课程教学提出了“三维目标”，即知识与能力，过程与方法，以及情感、态度和价值观。
　　三维目标是一体的，是不可分割的，但是它们在总目标中的地位是不相同的。知识与能力目标有时称为“显性”目标，该目标在教学过程中很容易体现，对学习者有立竿见影的效果。其余两维目标有时称为“隐性”目标，在学员身上的反映是内（潜）在的，不容易直接反映出来，但是该目标对学员的成长和发展是极其重要的。知识与能力是教学目标的核心，它通过过程与方法，情感、态度与价值观目标的实现过程而最终实现；过程与方法是教学目标的组成部分和课程教学的操作系统，它渗透在知识与能力目标的实现中而实现；情感、态度与价值观是教学目标的组成部分和课堂教学的动力系统，它伴随知识与能力、过程与方法目标的实现而实现。
　　对教学目标的设计我们依据课程总体、知识单元、单堂教学提出不同的目标要求。对《金属工艺学》课程总体目标提出明确的三维目标要求，对知识单元、单堂教学重点提出知识和能力目标要求，在知识与能力目标实现的过程中达到其他两维目标的实现，实现三维目标的有机结合。
　　2.教学内容
　　教学内容是教学的核心，教学内容是由课程标准所规定的，而不是教材规定的，教材只是内容的载体。无论是课程标准还是教材均具有相对的稳定性，同时教材内容具有相对滞后性。因此在向学员传授教学内容时不能“教教材”，而是要“用教材教”，正确处理好教学内容和教材的关系。
　　我们根据《金属工艺学》课程的特点，根据部队装备和科学技术的发展进行知识更新，对教学内容进行了整合，使教学内容动态化。经过对教学内容的讨论和研究，坚持经典与现代的结合，在保留传统经典工艺内容的同时，增加了关于新材料、新工艺和新技术的比重，并结合我们对航空修理的最新研究成果，使学员了解相关知识的科学前沿动态。在整合过程中破除传统的惯性思维定势，删去课程中的边缘性、陈旧性内容，不讲简单易懂的介绍性内容，并将实践性、应用性、扩展性等教材中没有的内容比较详细地写入课件或补充讲义。将课程内容以“工艺”为主线，按照认知和掌握事物的规律，以“工艺理论知识—加工装备知识—工艺操作技能—先进制造技术知识”组织课程内容，使教学内容“活”起来，体现“用教材教”的作用。
　　3.教学策略
　　教学策略是指在教学过程中，为完成特定的目标，依据教学的主客观条件，特别是学员的实际，对所选用的教学顺序、教学活动程序、教学组织形式，教学方法和教学媒体等的总体考虑。它是教学设计的重点，我们从教学组织形式、教学方法和手段，以及教学媒体等方面对其进行教学策略设计。
　　3.1教学组织形式
　　依据《金属工艺学》课程标准的总体实施方案要求，根据课程内容，并结合我院的实际，将整个教学分为理论教学和实践教学两部分。铸造和锻造，以及先进制造技术，根据部队航空修理现状，结合我院实际教学条件，主要安排课堂理论教学，教学场所在教学楼内的理论教室；其他部分的内容理论与实践并重，采用理论和实践的一体化教学，教学场所全部在实习室。
　　课堂理论教学采用班级集体教学形式，以课堂讲授为主。为了增强学员的感性认识，我们购买了相应的实训光盘，并且到地方工厂的加工车间录制了大量的视频，同时制作了相应的平面和三维动画，以提高学员的学习兴趣，增强教学时效，提高教学质量。
　　具有实践及需要操作示范内容的教学，借助于计算机辅助教学将理论和实践内容的讲授安排在实习室内进行，实现理论和实践教学的一体化。具体的实施方式是采用项目教学方式，即将一个知识单元作为一个教学项目，实行工艺理论—操作示范—操作实习（实践）的一体化单元式教学。每个单元教学都以应用该项技术或技能完成一个科目来结束，并进行下一个项目的教学。
　　3.2教学方法
　　教学方法是指教员和学员为了实现共同的教学目标，完成共同的教学任务，在教学过程中运用的方式和手段的总称。不管使用什么教学方法，都离不开教学手段的支持和对教学手段的运用。
　　我们在《金属工艺学》的教学过程中，根据教学内容和课程特点，以及不同的教学对象，等等，加强对传统教学方法的挖掘，同时积极研究探索适合本课程教学的新的教学方法，发挥教员的主导和学员的主体作用，增强教学活力，提高教学质量，强化教学效果，充分实现“三维目标”的一体化。采用的主要教法有讲授法、“四模块”教学法、现地教学法、设误纠误教学法、口诀式教学法、探究讨论教学法等。
　　3.2.1讲授法
　　讲授法是教员通过口头语言向学员描绘情景、叙述事实、讲解概念、论证原理和阐明规律的教学方法。在我院的课堂理论教学中是最基本、最常用的教学方法。我们在应用讲授法时注意讲授与启发并重，摈弃课堂教学的注入式或填鸭式。因此教员要深入理解教材，抓注重点，突破关键，不是平铺直叙，照本宣科，而是不断提出问题和解决问题，激发学员的积极思维，将讲授法变成启发式、互动式的教学方法。例如对于锻造、铸造部分的教学，由于我院没有铸造、锻造设备，我们采用的教学方法是讲授法，采用的教学手段是利用铸锻件实物，以及铸造、锻造课件和生产工艺过程视频进行讲解，在教学过程中穿插启发、互动等教法，教学效果很好。
　　3.2.2“四模块”教学法
　　“四模块”教学法是我们根据《金属工艺学》课程内容的特点，探索出的一种教学方法。其基本内容是遵循知识学习的一般过程，将教学内容归纳为感知、理论、运用和总结等四个不同的模块，其关系是：
　　
　　
　　
　　“感知”模块是指利用直观教学法，采用现场加工，以及录像和3D模拟动画等方式，展示有关的加工实例，培养学员的感性认识，激发学习兴趣；“理论”模块是指由感性认识深入到基本理论的学习，进一步理解工艺理论知识；“应用”模块是指用工艺理论知识分析讨论经典零件的加工工艺，做到能用工艺理论解决实际问题；“总结”模块是指在理解的基础上对工艺理论知识进行提炼和概括，形成对工艺理论知识的再认识、再提高，以能更好地做到理论与实践相结合，学会举一反三。例如在车削工艺和铣刨磨工艺的教学中，利用该教法收到了很好的效果。
　　3.2.3设误纠误教学法
　　设误纠误教学法是指通过演示或者模拟演示学员容易出现错误的操作方法和操作步骤，展现出显而易见的错误结果，并通过对导致这一错误结果的原因进行分析，帮助学员从感性和理性上接受并正确记忆知识的教学方法。该教学方法主要用在操作示范教学中，例如直流电弧焊时将正负极接反，车削外圆操作时的进刀深度为外圆直径的减少量，钳工钻孔时麻花钻头的后角刃磨过大或过小，等等，这些问题在理论讲解时教员都会加以强调，但不一定会引起学员的重视，在操作示范时教员故意按照错误的方法操作，对出现的加工质量问题引导学员进行分析，找出原因，这样学员就能从理性上理解和掌握相关知识，从而引导学员掌握分析问题和解决问题的方法，对学员的能力提高有很大的促进作用。
　　
　　3.2.4现地教学法
　　现地教学是指将课堂搬到装备现场，以实装进行教学的一种教学方法。该方法的特点是以现场实物为对象，借助于实装，使学员认识和理解装备及构造原理，掌握操作方法，简单直观，教学效率高。根据课程教学内容和学员的特点，对于需要现场设备操作演示、某些复杂结构在课堂上难以讲授的内容实施现地教学，将课堂搬入到实习室，以现场为中心，利用实物及多媒体三维动画辅助教学，边讲边做，使理论与实践相结合，师生互动，生生互动。例如在焊接、钳工、车削、铣刨磨章节部分的教学，我们采用现地教学，改变传统单一的“学完了再做”的方式，变为“边学边做”、“边做边学”等多种教学方式，以利于理论与实践的融合，对学员任职能力提高帮助很大。
　　以上教法是在《金属工艺学》课程教学中常用的比较成熟的教法，除此之外还用到口诀教学法、探究讨论教学法等。不管哪种教学法均要根据教学内容和教学对象合理选用。在教学过程中不能单独使用一种教学方法，要以一种教学方法为主，多种教学方法并用，才能真正发挥教学方法的作用，获得好的教学效果。
　　3.2.5教学媒体
　　教学媒体是指在传播知识、技能和情感的过程中，储存和传递教学信息的载体和工具。应根据教学目标、教学内容、学员特点、教学策略等选择不同的教学媒体。
　　我们在课程教学中充分挖掘传统教学媒体优势，有效利用实物与模型教具、挂图、图片、幻灯、投影等，为学员提供感性材料，为进一步学习理性知识打下基础，从而加快教学的进程，提高教学的效率。例如将机床的传动系统原理做成挂图，对于无法打开观察内部结构的设备如分度头的分度原理等，做出模型，对于切削刀具的几何角度做出刀具的坐标几何模型，非常直观明了。
　　集中优势，加大现代化教学媒体的建设和开发，并与先进的现代化教育技术结合，提高教学的时效性。我们开发了各类金属切削机床的多媒体教学软件，利用网络技术又开发了《金属工艺学》网络课程，实现多种教学媒体在教学过程中的并用和互补，为教员的教和学员的学提供了大量的资源。
　　4.教学评价
　　教学评价主要是指课程考核评价方式，它是教学组织与实施的重要一环，不但可以用来测评教学效果，而且可以促进学员学习。为了体现课程的实践性，本课程采用平时考核、实做考核与课终考核相结合的方法实施考核评价。平时考核重点考查学员学习态度和积极性、课堂发言质量、实习表现情况等。实做考核的目的是考核学员对操作技能的掌握情况、实际操作的规范性及机务维修工作作风。每一个知识单元实习完成后均要进行考核，考核科目从实做考核题库中随机抽取并采用普考的形式进行，根据实做情况参照评分标准给出该科目的成绩，并作为该实习单元的实做成绩；实做的总成绩根据各知识单元的实做成绩进行加权计算，各部分的权值为该知识单元实习时数与总实习时数的比值；理论考核是指课终考核，采用闭卷笔试方式进行，重点考查学员对基本工艺理论、基本工艺操作要领知识的掌握情况，以及对新技术新工艺的了解程度。课程考核总成绩由上述三项考核成绩分别乘相应的权值（权值之和为1）之后求和而得。
　　教学设计为课程建设的重要一环，对课程建设质量和教学质量起着至关重要的作用。《金属工艺学》课程教学设计是在多年的教学实践基础上，认真总结教学经验、加强理论研究所形成的基本教学设计模式，是理论和实践结合的结晶。随着新技术、新工艺、新理论和新装备的不断发展，随着教学理论研究的不断深入和教学改革的不断深化，教学设计也将不断完善，进一步处理知识增长的无限性和教学时数的有限性矛盾，使教学设计动态化，是需要不断深入研究的课题。
　　
　　参考文献：
　　［1］盛群力等.教学设计［M］.北京：高等教育出版社，2005.
　　［2］于勇昌.教学其实很简单［M］.长沙：岳麓书社，2009.
　　［3］乔军.教学法［M］.北京：蓝天出版社，1992.