“铸造工艺与工装设计”课程教学做方案设计与实施

◎ 高宗为

“铸造工艺与工装设计”课程是铸造专业学生一门核心专业课程，内容包含铸造工艺整体方案设计、铸造工艺参数指定、砂芯设计、浇注系统设计、补缩系统设计以及铸造工艺装备设计等设计理论，囊括各种铸钢、铸铁及门类繁多的有色金属铸件的铸造工艺知识，课程具有知识量大和综合性强的特点，课程教学难度大。依据现代职业教育理念，遵循的职业教育规律，构建高职教学课程内容和教学体系，探讨和创新高职教学方法，培养高素质的铸造专业技术人才是“铸造工艺与工装设计”课程在高职教学中急需解决的迫切问题。

一、高职铸造专业学生特征

美国心理学家霍华德·加德纳在20世纪80年代提出多元智能理论（见图1），将人的智能分为8种类型。根据多元智能理论，每个个体的智能结构不同，表现出的智力类型也不同，有些人倾向于数理、逻辑，有些人则倾向动觉、视觉智能。倾向于数理逻辑智能的人，其学习追求知识的推理性、逻辑性、系统性和完整性，这类学生教学需要根据知识结构类型渐进讲授，适合于传统的课堂教学法。而动觉、视觉智能型学生则喜欢通过观察别人的动作或通过自己操作的感觉来获取知识与能力。

图1 多元智能理论分布图

高职铸造专业学生大多基础知识差，不爱学习，但他们喜欢动手操作，社交、沟通与合作能力强，他们的智力类型归属在动觉、视觉及人际交往智能类型。其智能类型与心理特点决定了高职教学不同于传统的灌输式教学，他们更适合于在某些活动中获得知识与能力。

二、基于行动导向的“教学做一体化”职业教育方法内涵

现代构建主义认为，直正有意义的学习是根据个体已有的经验和现存的文本与理念，由个体主动地从周围的环境中获取信息，使之与本来具有的信息发生联系，从而构建其属于个体自我革新的知识结构，即知识的自我构建。现代构建主义心理学的基本理论为职业教育的教学方法改革提供了理念支撑，确定职业教育必须使学生处于一个真实的有意义的工作环境中，依靠学生自我行动来构建其工作领域的生成性理解，从而获得知识与能力的提升。

行动导向是一种以能力为本位的教学方法，它与传统的教学方法不同，教学中追求的不是知识体系的完整性，而是以学生的行动能力为目标，在教师行为引导下，通过以项目为类型的活动形式，激发学生的学习热忱和兴趣，使学生做到脑、心、手并举。“教学做一体”是行动导向教学方法的一种主要表现形式。

三、“铸造工艺与工装设计”教学做一体教学体系构建

1.课改思路

基于行动导向教学理念，一切教学活动都应以学生为主体，让学生在完成具体的工作任务中构建知识体系，成就职业核心能力。为了基于工作过程对“铸造工艺与工装设计”课程的知识体系进行重新设计，我们调研了杭州杭氧铸造厂、杭州佳力风能铸造有限公司、杭州汽轮铸锻有限公司、杭州宝鼎铸造、宁波汇力机电铸造、宁波永祥铸造等十余家大型铸造企业。调查这些企业的铸造技术人员的主要工作岗位以及这些岗位对能力的要求，得出铸造企业对高职学生的迫切需求为铸造工艺员、现场铸造技术人员、铸件检验与质量管理员、铸造企业营销技术支持人员。同时邀请了部分企业的老总及总工程师来学校进行座谈，探讨“铸造工艺与工装设计”课程的教学内容构建及教学方法改进，确立了“教学做”为主体的基于工作过程的教学方法。

2.“教学做一体”课程体系构建

在深入调研与分析铸造企业对高职学生岗位与能力需求的基础上，我们以铸造工艺员、现场铸造技术管理人员、铸造质量管理与检验人员、铸造营销人员四个岗位进行工作任务分析，提练出7个典型工作任务。分析7个工作任务所需要的岗位能力，转化为10个主要的教学任务，10个教学任务的完成是通过5个教学情景做为载体来实现，其构建过程如图2所示。

图2 课程内容构建

3.教学情景设计依据

铸件合金与种类繁多，将每一种铸件在课堂进行教学既不现实也无必要，铸铁、铸钢、铝、铜合金铸件占铸件总产量的80%以上，掌握这几种铸件的工艺技术足以适应大部分铸造企业所要求的岗位职业能力。铸件工艺技术的基本原理与方法是通用的，具有可迁移性。在掌握几种铸件的工艺技术能力的同时，学生已具备了铸件工艺技术的知识构架与职业核心能力，为其它合金铸件生产技术准备了必要的基本知识与工作方法，有利于学生的可持续发展。学生完全可以在以后工作中，开拓性地开展工作和继续学习。

四、“教学做一体”实施方法

1.教学时段安排

“教学做”一体化教学的实施要求教学时间安排上相对集中，但目前由于整体课程教学不可能全部采用“教学做一体”教学模式，集中安排本课程教学与其它课程教学有冲突，为此采取相对集中的方法。与教务协调，将一个星期的课（一般为4～6节课）全部安排在一个教学时间段内，并安排在同一间教室进行，有条件的话安排在电脑教室里进行。电脑教室装有CAD、三维画图、铸件工艺仿真等软件，教室内有必要的工艺设计手册，以供教师与学生进行工艺数据查询。

2.教学实施过程

将班上的学生分组，一般每组6个人左右，按学习能力及学习态度将学生划成好、中、差三种类型，每个组各种类型学生基本上各2人。教师指定一个好学生为组长，同时指定一个差学生为副组长，并说明组长及副组长对该组的任务完成负有领导责任。每个组分配灰口铸件、铸钢件、球墨铸铁件、铸铝件、铸铜件5张图纸，图纸结构由简单件、中等复杂件、复杂件三种类型搭配，图纸上应有明确的技术要求及工艺背景。课程教学实施前，要求每位组长组织本组学生画出5个铸件的三维零件图及CAD三视图，为课堂上实施“教学做”做准备。并明确告诉学生本课程的教学需要每个组完成5个铸件的工艺技术设计，其设计成果的完善性与优劣将作为这门课成绩评价的主要依据。

每一个情景的工作量很大，在一个时间段内完成一个教学情景不现实，因此将每个教学情景分为10个教学阶段，如图2所示。

图2 教学情景阶段划分

其中前面7个阶段是重点，后面3个阶段有其它课程支撑，可以适当涉及，但学生在工艺设计内容上要有体现。

教师根据图2教学阶段实施教学组织。教学过程中，教师以1个或几个典型案例的阶段工艺过程结合该工艺段知识点进行讲解，然后由学生在小组内根据分配的5个教学情景任务完成该阶段的技术工作。教师根据小组完成的工作进行评定和总结，并要求学生在课后进行完善与提高。一般要求在一个时间段内完成全部5个情景的阶段工艺设计工作，课内没完成的要求学生在课外进行。

选取阶段5“浇注系统设计”为例来展示课程教学做一的教学过程，其教学流程为图3所示。

学生工作前，教师应进行知识点的引入与操作方法演示，教师讲解规范如图4所示。

图3 教学做流程

图4 教学做教师讲解规范

学生完成作业后，及时对学生作品进行点评。点评形式可以多种多样，可以由学生自己点评，教师点评，学生互评，还可以请工厂技术人员进行工艺适合性评定。对能进行工艺仿真的工序过程，可以在计算机上进行模拟操作，根据模拟数据对工艺进行科学量化评估。

教师点评时，应以鼓励为主，这样可以提高学生的工作积极性与热情。

3.教学手段与方法

在实际铸造企业中，铸造工艺技术是以铸造工艺工程图和铸造工艺工序卡的形式来体现的，但工程图和工艺卡在教学上不直观，不便于组织教学。教师在教学过程中，首先应以三维画图的方法进行工艺设计，再依据三维工艺图画出二维工程图及工艺卡，同时也要求学生这么做。这样使铸造工艺设计过程直观、形象、有趣，并降低了学生空间能力的要求，对复杂铸件工艺来说，也不容易出错。多年的工艺教学表明，高职学生适合于这种形象直观三维工艺描述形式。

“铸造工艺与工装设计”课程通过“教学做合一”教改方案实施，取得了明显的教学效果，使教学过程成为全体学生人人参与的创造实践活动，充分调动了学生的积极性与创造潜能，提高了学生分析问题与解决问题的能力，为提高教学效果提供了情境保证。教改方案实施后，浙江机电职业技术学院首次参与了全国大学生铸造工艺设计大赛，在与名牌本科大学生的工艺设计较量中，不落下风，两组参与竞赛，都取得了三等奖的较好成绩。2013届多名毕业生，因其良好的职业能力与工作态度，获得众多使用单位的好评。

[项目名称：浙江机电职业技术学院重点教改课题（A-0152-12-302）]

[1]上海信息职业技术学院组织编.职业教育教学方法研究与实践[M].化学工业出版社，2009.

[2]童加斌.高职教学改革—探索与实践[M].东南大学出版社，2010.