民办高校非机类专业铸造金工实习教学改革探索

摘 要：针对民办高校及非机类专业金工实习的特点，结合厦门工学院的实际情况，从硬件设施和课堂教学两大方面对非机类专业铸造金工实习进行教学改革，采用U形铸造工作台、优化课堂教学方法、引入多媒体教学手段来提高教学效果，实践表明上述改革措施使非机类专业学生更好地掌握了铸造的基础知识及操作方法，学生的动手能力和对铸造的兴趣也得到了提高。

关键词：民办高校;非机类专业;铸造金工实习;教学改革

金工实习是高等院校理工科专业必修的实践课程之一，对培养学生的工程思维、动手能力、创造能力等方面起着重要作用。开设金工实习课程，需要高校投入大量的人力物力财力，运行保障费用也较高。与公办高校甚至一些独立学院相比，民办高校的办学经费少，教学场地、仪器设备、师资数量有限，金工实习上课时间与公共课冲突多，因而导致金工实习的课时量受到一定的限制。近年来，随着3D打印技术的快速发展，3D打印已经取代了铸造的一些功能，另一方面铸造劳动条件差、劳动强度大，导致越来越多的高校减少铸造金工实习的课时，甚至不开设铸造金工实习课程。厦门工学院作为一所民办高校也同样面临着上述的问题。但铸造作为工业基础产业，依然有着不可替代的作用[1]。因此，厦门工学院仍坚持开设铸造金工实习课程。

金工实习按专业大类可分为机类、近机类、非机类三大类别[2]，非机类的实习时间比机类及近机类短。针对民办高校及非机类专业的特点，如何能在有限的经费、场地、课时中使非机类专业学生掌握铸造的基础知识及基本的操作方法，同时增加对铸造的兴趣，成为大多数民办高校开设铸造金工实习课时急需解决的问题。结合厦门工学院的实际情况，对非机类专业铸造金工实习的教学改革主要从硬件设施和课堂教学两大方面进行。

1 硬件设施的改革

1.1 铸造工作台的设计制作

砂型铸造与其他铸造方法比，具有成本低、相对安全、过程简单等优点，一直是各大高校沿用的铸造实训教学模式[3]，厦门工学院也采用砂型铸造的教学模式。目前大多数高校的铸造实训室仍没有制作专用的工作台，通常把砂型铸造用的型砂放置在教室的某个位置，或者将型砂置于用砖头砌的方形槽里，学生围绕着型砂或方形槽坐在工具箱上。即使有专用工作台，也很少会配备专用的凳子，学生站立听课或看教师演示，时间长了身体感到疲惫注意力容易分散。对于站或坐在离教师距离远的学生，因为身高或被型砂挡住部分视线，这不利于学生观察教师演示的细节，且铸造实训室面积有限，为解决上述问题，我校设计制作了铸造专用的U形工作台，并在实训室配备了多媒体设备，如图1所示，可以把有限的空间最大化地利用起来。

厦门工学院设计制作的U形铸造工作台总共设计有28个工位，每个工位配有一个柜子和一张凳子，其中柜子有两层，分别用于放置砂箱、底板和工具箱。非机类学生的金工实习，每个小组的学生人数控制在28人以下，充足的工位及工具保证每个学生都能动手操作。

1.2 教学用具及材料的改进

目前大多数高校都采用木制箱子用于放置手工造型的工具，木制工具箱重易磨损且搬运费力，对此的改进是采用塑料工具盒代替木制工具箱，耐磨美观重量轻;型砂的配制和破碎（松砂）是砂型铸造中的重要环节之一，由于非机类金工实习的课时较短，若再让学生们在课堂上进行配砂和松砂时间不够，因此直接买配好的型砂，在课堂上学生们只需松砂;砂型铸造用的模具，若用木制模具，易破损，要经常更换，我校砂型铸造用的模具全部采用铝合金制，坚固耐用，使用寿命长。

2 课堂教学的改革

厦门工学院非机类金工实习总时间为一周，共30学时，其中铸造项目安排3个学时，实操安排整模造型训练。结合厦门工学院的特点，对非机类专业设计了如图2所示的课堂教学流程。

2.1 讲解铸造基础知识

非机类专业的学生在金工实习之前，完全没有接触铸造相关的专业知识，若直接讲授理论知识，很难激发学生的学习兴趣，因此选择合适的课程导入方法显得尤为重要。本文在导入新课时，先让学生看古代典型的青铜器（如战国初期的曾侯尊盘）和香港紫金花雕塑、发动机涡轮叶片等物品的图片，然后询问学生这些物品能否用车、铣、钳等工种加工制造出来，学生们普遍回答不能，指导老师顺势导入铸造知识。讲授新课时，适当运用多媒体设备，如播放整模造型动画，生动形象，使学生更易理解整模造型过程。

2.2 介绍手工造型用的工具

讲授完铸造基础知识，进入介绍手工造型工具阶段，学生们搬出工具箱看到各种手工造型工具时，好奇心强，指导教师趁势逐一介绍手工造型用的工具，并结合非机类各专业特点进行有针对性的讲解，进一步增强非机类专业学生们对铸造的兴趣。

2.3 松砂

型砂的破碎即松砂是手工造型操作的前道工序，型砂颗粒度的大小、是否均匀对铸件质量有重要的影响。大多数高校都是让学生用大铁锹和网筛在地板上进行松砂，一般由男生负责操作，厦门工学院设计的U形铸造工作台，把型砂放置于工作台凹槽内（如图1所示），因此松砂是在工作台凹槽内进行，铸造实训室为学生配备了小、中、大三种型号的铁锹用于松砂，如图3所示，学生可以选择与自己身高及工作台尺寸相匹配的铁锹。在松砂前，让学生观看学长学姐们松砂的视频，看到学长学姐们认真卖力的松砂，学生们对铸造的兴趣又进一步提高。随后每个学生负责破碎各自工位前部的型砂，每位学生都参与松砂过程，即在有限时间内增加了学生们的动手机会，又让学生对铸造劳动强度大的特点有了深刻的体会。

2.4 整模造型操作方法示范讲解及实践操作

对于示范讲解手工造型的操作方法上，大部分高校还是纯现场演示，由于场地、视线、声音等原因，学生们无法全面了解造型细节，且演示时间较长，学生的注意力不易集中，导致教学效果大打折扣[4]，为改变这些不足，越来越多的学校将多媒体引入教学中。本文采用与上海理工大学黎明[4]相同的教学方法，将多媒体与现场讲解演示相结合，且厦门工学院将理论与实践教学场地集中于一个教室，节省了在理论与实践教学场地来回行走的时间，增加学生实践操作时间。在实操前，学生们观看老师操作的视频短片，对于重点及难点动作，老师会再进行讲解演示。很多老师都是一次性将整模造型过程讲解演示完，因为观看视频或讲解演示时间较长，学生在操作过程中容易忘记某些步骤，因此我们将整模造型视频及讲解演示分为两部分，先观看讲解下型操作视频，然后学生制作下型，完成下型的制作后再观看讲解上型操作视频，最后进行上型的操作，这样可以让学生更好地掌握整模造型的操作方法。

2.5 浇铸

大多数高校在非机类学生进行铸造金工实习时，由于课时少，一般没有浇铸环节。为了让非机类學生更全面深刻了解铸造生产全过程，对每组来实习的非机类学生选择若干个学生的作品进行浇铸;因为课时少，若采用金属进行浇铸，时间不够，因此我们采用石蜡进行浇铸。待全部学生做完铸型后，组织学生查看各个同学的作品，让学生们选出他们觉得做得较好的铸型，指导老师根据铸型评分标准再结合学生们的意见，选择几个较好的铸型进行浇注，虽然没有把每个学生的作品进行浇铸，但与完全没有浇铸之前相比，学生们的积极性和成就感明显提高。

3 结语

通过设计制作U形铸造工作台，改进教学用具及材料，引入多媒体教学手段，以及对课堂教学方法的优化改善，使有限的实习场地和时间得到了最大化的利用，激发了非机类学生学习的主动性和积极性，经过近三年实际教学检验取得了良好的效果。我校非机类学生的动手能力和对铸造的兴趣都得到了提高。

参考文献：

[1]马涛，李哲，程勤，等.3D打印技术在砂型铸造领域的应用前景浅析[J].现代铸铁，2019（02）：3840+5051.

[2]李君，黄绍服.非机类专业《金工实习》教学探索[J].产业与科技论坛，2015，14（5）：187188.

[3]李艳辉，于如信，刘佳会.小型重力浇铸装置在铸造实训中的应用[J].科技视界，2019（09）：195196.

[4]黎明，周亦敏，朱震，等.提升铸造工程实训教学效果的探索与实践[J].实验科学与技术，2018，16（1）：9193.

项目：2018年福建省本科高校教育教学改革研究项目（重大教改）——现代工程教育理念下的工程坊实践教育体系建设与运行研究

作者简介：蔡祖鹏（1987— ），男，汉族，硕士，工程师，研究方向：焊接、铸造等热加工类教学与技术。