《铸件形成理论》课程教学改革探索与实践

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1、《铸件形成理论》课程教学改革探索与实践　　摘要：根据铸件形成理论课程的特点，考虑到学生学习课程中与金属直接相关较少的现状，采取了一系列措施进行课程教学改革的探索与实践。实践证明，这些措施不仅取得了良好的教学效果，提高了学生学习本课程的积极性和能动性，而且提高了学生的实践动手能力，达到了培养高素质优秀人才的目的。　　关键词：铸件形成理论；教学改革；考核方式　　中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）02-0078-02　　一、引言　　《铸件形成理论》课程是我院

2、材料科学与工程专业金属材料方向一门重要的专业选修课。学习本课程的主要目的是使学生学习并掌握液态金属成型过程的基本原理，重点掌握液态金属的性质及充填铸型的基本规律；阐述液态金属结晶、铸造组织形成及铸件凝固的基本规律；阐述铸件形成过程中，各种铸造缺陷的形成机理，并针对铸造缺陷的预防和铸件质量的改善等方面提出有效的解决措施和途径，最终能够运用所学知识制定并控制铸件的生产工艺。6　　我院材料科学与工程专业学生学习的课程中与金属直接相关的并不多，其中《材料工程基础》仅涉及铸造的概念、铸造方法等内容，《材料

3、科学基础》（以无机非金属材料为主）主要涉及材料的结构、组织和性能之间的关系，《结晶学》主要涉及结晶学的基本知识。这样一来，学生学习本课程势必具有一定的难度，如果学生长时间不能深入理解和掌握学习的内容，久而久之就会失去学习本课程的兴趣，况且本课程的学时为48学时（其中8学时为实验学时），所以必须采取有效措施，提高学生学习本课程的积极性。为此，积极开展教学方法的改革，推行多媒体教学和课堂互动式教学，拓宽教学内容，改革考核方式，加强实践培养，　　提高学生的动手能力，注重学生素质和能力的培养，具有十分重

4、要的现实意义。　　二、改革措施　　1.前期预习、企业调研。首先，要提前告诉学生本课程的教学大纲和参考教材（如大野笃美编著的《金属的凝固：理论实践及应用》），让学生了解本课程的基本知识点，重点是什么，难点在哪里。　　其次，学生要充分利用暑假时间，进行课前预习。要提前给学生提供与本课程密切相关的先修课程，如《金属学与热处理》、《铸造工艺学》、《铸造合金及熔炼》等，学生可以利用暑假学习相关知识，为本课程的学习打下良好的基础。　　再次，要求学生利用暑假走访至少5个与铸造相关的企业，在每个企业要深入生产一

5、线进行调研，时间不少于2天。开学后要上交一份不少于5000字的企业调研报告，调研报告在最终的课程考核中占有一定的分数，这样可以调动学生学习本课程的积极性。6　　最后，积极创造条件利用周末，带领学生到相关企业进行调研，了解企业铸件生产的具体工艺，生产过程中会出现何种质量问题，以及应采取何种解决措施，提高学生对铸件生产的感性认识。　　2.丰富和更新教学内容。《铸件形成理论》是一门内容丰富、理论和实践性都很强的课程，在讲课过程中为了让学生更容易理解和掌握知识点，需要列举大量的典型事例来进行分析和讲解，

6、但是以前所举事例主要以铸铁为主。随着科学技术的快速发展，对材料性能和使用环境的要求越来越高，许多新型合金，特别是镁、铝、钛等轻合金[1-3]受到越来越多的重视，在授课过程中就可以增加这部分的比重，阐述最新的理论研究和实践进展，引导和启发学生去思考相关问题。比如，在“铸件结晶组织的控制”的具体措施中，孕育处理是一种有效措施，以前仅简单举例Al合金的常用生核剂为Ti、Zr、V等，现在可以详细讲述Al-Ti-B中间合金的细化机理，如包晶理论、碳化物-硼化物理论、复相生核理论、晶体分离与增殖理论、界面过

7、渡区理论等[4]。　　再如，在“动态晶粒细化”部分中，以前仅简单举例振动、搅拌、旋转振荡等方法可以细化晶粒，现在增加超声波处理、交、直流磁场、脉冲磁场、连续电流、脉冲电流等对镁合金、铝合金组织和性能的影响[5]。这样，既拓展了学生的知识面，又提高了学生学习本课程的兴趣。　　3.改变教学方法和手段。《铸件形成理论》课程内容丰富，学时又少，如果仍然采取满堂灌、填鸭式教学，就会出现教师讲课累、学生不愿学的局面，学生的学习效果就会大打折扣，势必采取有效的教学方法和手段，提高教学质量，比如引入动画、视频、

8、计算机模拟、充分利用网络教学综合平台等。　　比如在讲授“液态金属的停止流动机理”6中，可以先阐述具体机理，然后用动画展示纯金属、共晶成分合金、结晶温度范围很窄的合金的停止流动机理示意图以及结晶温度范围很宽的合金的停止流动机理示意图，并向学生提出问题：哪些合金属于共晶成分合金、结晶温度范围很窄的合金、结晶温度范围很宽的合金等，学生课后可以充分利用学校图书馆的资源，如超星数字图书馆、中国知网CNKI、万方数据库等资源，进行检索和总结，这一方面为学生后续学习金属的凝固方式与铸件质量的关系奠定基础，另一