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基于CDIO教育模式的金属工艺学教学改革与实践_教学改革模式

实习总结 时间:2024-05-14

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  摘要:结合课程教学现状和金工实习实践教学环节,分析了教学中存在的问题。以CDIO工程教育模式为基础,对“金属工艺学”课程教学进行了改革与创新,理论教学与实践环节有机融合为一整体,改进了教学方法,取得了良好的效果。
  关键词:CDIO;教育模式;金属工艺学;教学改革
  作者简介:郭国林(1976-),男,山西晋城人,常熟理工学院机械工程学院,讲师;徐正亚(1973-),男,江苏常熟人,常熟理工学院机械工程学院,副教授。(江苏常熟215500)
  基金项目:本文系常熟理工学院教改项目(项目编号:JG2011022)的研究成果。
  中图分类号:G642.0     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)13-0090-02
  我国大多数高校的课程设置采用传统的课程教学模式,该模式的主要特点是由浅入深,循序渐进地使学生掌握专业知识和技能,但无法解决课程间交叉、理论与实践脱节的问题;同一专业课程设置缺乏系统性,造成了一些课程中知识重复讲授,浪费了宝贵的课时,使学生知识面狭窄、综合创新能力弱。为了适应现代工程教育的需要,我国许多高校吸收欧美先进的CDIO工程教育理念,结合一般工科院校应用型本科人才培养的特点,开展以CDIO为特色的工程教育模式的研究与实践。
  CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO作为当今世界高等工程教育的一种新型人才培养模式,正在各工科院校进行试点和推广。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),它以产品研发到运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程的理论、技术与经验。
  一、课程教学现状
  “金属工艺学”是工科类院校的一门专业技术基础课。课程内容涉及金属材料及热处理、铸造、锻造、焊接、切削加工、特种加工的特点、工艺过程和零件结构设计的工艺原则等,其特点是既有系统的理论又有较强的实践性。目前该教学包括两个阶段:第一个阶段先进行金工实习(3~4周);第二个阶段理论授课(一般32学时左右)。金工实习安排在理论授课的前一个学期进行。
  1.理论教学
  由于高校教学改革,理论教学课时被压缩,如何在较短的时间内使学生掌握所学知识、提高教学效果是目前工科教学普遍遇到的课题。如果删除或略讲一些章节内容,学生很难系统地学习和了解课程内容,教师也很难完成大纲要求的教学任务,实现教学目的,因此传统的教学模式已经不能适应目前的教学改革要求。由于工科课程本身的特点,理论内容枯燥乏味,且学生没有实践经验。即使经过第一阶段的金工实习,由于理论教学和实践教学放在不同时间段,因此两个教学过程被分割开,很难使理论和实践相结合,理论教学收不到应有的效果。
  2.实践教学
  “金属工艺学”的实践教学主要是金工实习,一般安排在理论教学的前一学期进行,时间为3~4周。通过实习,学生熟悉金属材料主要加工方法及其所用的各种设备和工具,对主要的工种具有一定的操作能力,并对零件和毛坯的加工工艺过程有一定的了解,以利于后续理论课程的学习,这是开展课堂理论教学的必要前提。实习过程包括冷加工、热加工和热处理等工艺,各种加工方法较多、工艺复杂。实习时主要是实训中心的工人师傅进行实践指导,他们缺乏相应的理论知识,学生很难在较短的实习期间理清各种工艺方法的头绪,把理论知识融入到实践中。在后面的课堂理论教学中,学生回忆实习细节还存在一些困难,从而影响他们对知识的认识深度和综合能力的提高,不利于他们对知识的巩固和记忆。实践教学和课堂教学有机结合,提高学生对知识的理解程度和接受能力,是教学改革研究的主要任务。
  二、基于CDIO教育模式的教学改革与实践
  1.金工实习与理论教学相结合,把理论知识贯穿于工程实践中
  传统的“金属工艺学”课程教学模式是理论教学和实践教学独立安排,虽然课程设置较为系统,但是理论与实践联系不紧密,学生较难深入地学习和掌握工程知识。因此,基于CDIO教育模式,本着“做中学”原则和“基于项目的教育和学习方式”,让学生自觉地、主动地在实践中学习课程内容,通过自身思考和请教师傅,解决遇到的问题和难题,使知识和技术综合提高,记忆深刻,且永久难忘。
  有了理论的实践才可以掌握真正的工程技术,为了体现理论来自于实践并且对实践有指导作用,将理论教学与金工实习进行整合,使二者穿插进行,有机结合,可以提高教学质量,发挥出工科教育的最大潜能。在车、铣、刨、磨、钳、钻、镗等冷加工实习时,先到机床上操作,然后进行理论学习,再返回到机床上运用理论知识进行操作,通过实践―理论―实践的教学模式,学生可以掌握专业知识的精髓,加深内容理解的深度。在热加工工艺实习时,先集中讲解铸造、锻造、焊接工艺,暂停理论教学,让学生到现场操作,熟悉设备和工艺,要求学生操作时思考问题。例如,教师提出“砂型铸造时,分型面的选择原则”、“浇注系统为什么要设置冒口”等问题让学生思考,学生也可以自己提出问题,通过自学或者请教老师解决这些问题和疑虑。学生在完成工艺操作(项目)的同时,也有目的地学到了知识,并解决了难题,为以后的工作奠定了基础,这就是CDIO教育理念要达到的目标。
  2.合理整合教学内容
  “金属工艺学”内容较多,任课教师可以根据自身学校课程设置和相关课程开课次序,对本课程教学内容进行合理整合与调整。要精选教学内容,剔除陈旧、老化的知识,如删除一些陈旧的加工工艺和设备的教学内容,做到少而精。要尽可能选用新教材,补充、丰富教学内容,注重知识的更新;适当增加一些新技术、新工艺以及一些特种加工知识,使教学内容处于学科发展前沿,增强学生毕业后对工作的适应能力。
  3.教学方法的改革与创新
  该课程内容庞杂,知识面广,概念多且抽象复杂,学生学起来感到枯燥无味,由此产生厌学和惧学情绪。因此在多年教学经验的基础上,对教学理念和教学方法进行改革和创新。
  (1)采用类比法教学。对于不容易理解的抽象理论,通过一个贴切的比方,变成形象、具体、易掌握的知识,使学生看得见、学得快、记得牢,易于正确理解教学难点和重点。一门枯燥的课程会因一个生动的例子而使学生感兴趣,采用生动有趣的生活实例类比讲授内容,会大大降低理论学习的难度,使学生在娱乐之中掌握学习内容。例如讲到金属材料在淬火过程中容易变形和开裂时,教师以冬天向一个玻璃杯里倒开水为例,当玻璃杯中倒入开水时,由于杯壁内外温差过大,膨胀率不同,有可能造成杯子破裂。在教学过程中,把每堂课讲授的内容尽量变为浅显易懂的生活实例,学生更容易理解和接受。
  (2)采用启发式教学。教学既要注重传授知识,又要启发学生的思维和培养学生分析问题的能力。启发式教学是在教师的提示引导下,学生独立思考,自我发现,分析和解决问题,获得知识和发展能力的一种教学方法。在课堂教学中,经常提出一些日常生活中碰到的有趣的问题,激发学生去独立思考,获取知识,以提高其学习兴趣。例如讲授热处理方法内容时,首先引入一个学生感兴趣的话题,古代的兵器棠溪宝剑为什么具有弹、韧、强、硬四大性能,斩铁不卷刃,弯曲不折断?学生一下子兴趣高涨,集中注意力听完这堂课,讲完课后,留出几分钟时间让学生就这个问题进行讨论。这样不仅调动了学生思维的积极性,还提高了获取知识的能力,收到了良好的教学效果。
  (3)采用讨论式教学。讨论式教学法,就是将“讨论”作为一种方法运用于教学,通过教师预先的设计与组织,学生课前的预习与思考,课堂上学生就某一问题各抒己见,从而使师生之间、学生之间处于相互探讨、相互辩驳的教学互动状态,将学生从被动接受知识变为主动探寻的一种教学方法。在讨论教学过程中师生之间、学生之间可就问题进行平等的对话,学生的自主性、创造性得到激发,学生的思维产生碰撞,潜能得到发挥。在问题的相互质疑、共同探讨的过程中,学生的心理素质、学习技巧、研究能力和表达能力均可得到培养和提高,在讨论的同时也有利于参与者相互理解及沟通。可让部分学生上讲台发言,活跃课堂气氛,变教师一言堂为师生互动堂,教学效果相当好。
  在课堂教学中,除了采用上面几种教学方法外,还有很多教学方法有助于学生接受知识和理解教学内容,例如利用教具使教学形象化;运用现代化教学手段;善于总结,融会贯通,运用学过的知识分析问题等。尽量避免采用“教师讲,学生听”填鸭式教学,这很难激起学生听课的兴趣和积极性,收不到良好的教学效果,也无法提高教学质量。
  三、结论
  “金属工艺学”是一门实践性和应用性很强的课程。在CDIO教育模式的指导下,提出了实践教学和理论教学同时进行,相互促进,有机结合的方法,在课堂教学中,要不断创新教学方法,改变教学理念,培养符合社会需求的高素质工程技术人才。
  
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  (责任编辑:宋秀丽)

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