鑄造專業課程設計

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1鑄造工藝課程設計概述

鑄造工藝課程設計是學生綜合運用理論知識，根據鑄造零件的結構特點、技術要求、生產批量和生產條件等，確定鑄造方案和工藝參數，繪制鑄造工藝圖，編制工藝卡等技術文件的過程。通過鑄造工藝課程設計可以使學生完成鑄件工藝設計能力方面的基本訓練。鑄造工藝課程設計所涉及的課程知識包括鑄造工藝、造型材料、鑄造設備、工程制圖、AutoCAD、三維繪圖等知識，是一次綜合性工程設計實踐課。

2鑄造工藝課程設計存在的問題

鑄造工藝課程設計目前在教學中存在以下主要問題:

(1)學生學習興趣較低。由于傳統鑄造工藝課程設計通常采用試錯法進行確定，設計者要憑借經驗及理論知識確定較合理的方案、選用鑄造工藝參數，故往往需要反復選擇方可獲得滿意的結果。且傳統的設計模式不能直觀地通過改變設計參數進行方案比較進行設計性訓練，這造成了學生主動獲取知識的興趣較低。

(2)鑄造工藝課程設計要求學生具有較強的識圖、繪圖能力。但由于目前工程制圖學時的縮減以及學生學習興趣的降低，致使學生在三周的課程設計時間里有一周的時間是用來識圖的，這嚴重影響了課程設計的進度。

(3)鑄造工藝課程設計需要學生對型板、砂箱、芯盒等工裝進行設計，學生對這些工裝的認識往往通過書本得來，即便學生在實習時見過部分工裝，但由于條件限制，這些工裝的結構、工作原理等均未搞清楚。而且課程設計工作量很大，學生學習的自主性差別很大，因此部分學生只是機械的照貓畫虎，從而無法訓練和提高學生分析和解決工程問題的能力。

4)我校鑄造工藝課程設計一般集中安排在秋季學期第18～20周，由于此時學生面臨著期末考試、考研等，加之師資不足，造成師生及時溝通存在困難，一般在教師集中將任務書發給學生后，有一部分學生就很少到設計室了，當課程設計快要結束時才開始設計，其中不乏抄襲現象，使課程設計失去了原有的意義。

(5)傳統的鑄造工藝課程設計題目都已沿用了很多年，很少與現在的工廠有關，使課程設計與工程實踐脫離了銜接。

3鑄造工藝課程設計改革與實踐

針對課程設計目前存在的主要問題，筆者對課程設計流程、內容、考核方式等進行了改革與實踐，使鑄造工藝課程設計作為“三維一體”能力應用型人才培養計劃中重要的實踐性教學環節充分發揮作用。

(1)提高學生的學習興趣，改革課程設計的內容和流程，重點培養學生分析、解決實際工程問題的能力。課程設計內容是課程設計的基礎，內容的好壞直接關系到教學目的能否實現。為了達到培養目的，一方面讓學生通過實習建立對工藝及裝備的感性認識，另一方面拋棄傳統的設計題目，選擇多個工廠里實際生產的典型零件作為課程設計的題目，實現課程設計與工程實踐的銜接。為了防止抄襲現象，學生4～5人一組做同樣的零件，但每個學生的設計參數不同。為了提高學生主動獲取知識的興趣，對傳統的鑄造課程設計流程進行了改革。新的課程設計流程中增加了AutoCAD、三維繪圖、計算機模擬等，通過改變設計參數進行方案比較的設計性訓練能夠直觀地體現，這在很大程度上提高了學生的學習興趣。同時學生的識圖、繪圖能力得到了充分的鍛煉和提高，為以后參加工作奠定了堅實的基礎。圖2為大學生采用Pro/E軟件完成的鑄件三維設計。

(2)課程設計與大學生競賽相結合，促進實踐教學改革。大學實踐教學的根本真諦在于它能夠培養學生未來從事研究、探索活動的一種思維品質和習慣［3－4］。學科競賽可以鍛煉學生提出問題、設計方案、探索解決問題方法的能力。整個競賽從組織隊員開始，就是學生的主動思維、發散思維、直覺思維、批判性思維，甚至是“夢想”的過程，是學生利用多年學習的知識進行分析、組合與判斷的過程，也是培養學生創新思維和應用實驗基本技能、發揮創造性的過程。通過學科競賽使學生的創新活動成為了學業的一部分。蘭州理工大學在實踐中出臺了一系列相關配套政策，例如創新學分實施辦法中規定每位學生必須獲得1個創新學分;參加校級及以上學科競賽的同學可以獲得創新學分，競賽作品可以替代課程設計等。在一系列制度的支持下，大學生踴躍報名參加，利用寒暑假時間參加競賽，通過校內競賽選拔推薦參加國家級競賽的人員。通過參加鑄造工藝大賽，學生成為了學習過程的主體，激發了學生自主學習的積極性。從2009－2014年，我校學生連續六年參加了“永冠杯”全國大學生鑄造工藝大賽，獲一等獎3項，二等獎2項，三等獎18項。同時通過競賽，提高了學生解決實際工程問題的能力，培養了學生科學研究的基本素質、動手能力和勇于創新的精神。雖然參加全國鑄造工藝大賽的是學生，但同時比的是創意以及學校的教學方法和教學手段。許多企業工程師、研究人員作為競賽評委，這些都增加了高校教師的壓力，促使教師對實踐教學方法和手段進行改革，有利于提高學生的綜合素質。

(3)規范化管理模式，改革考核方式，將過程考核和能力考核相結合。在課程管理方面，我們通過任務書明確了以下時間點:開題，中期檢查，課程設計答辯，提交設計報告。通過規范化的管理，學生可以清楚地知道各個階段的內容，并能合理安排時間。開題時要讓學生知道課程設計的目的、內容及意義。這個階段要求學生充分利用圖書館紙質及電子資源，積累大量的原始資料，并充分了解鑄件的結構特點;中期檢查主要解決設計中出現的問題;課程設計答辯環節是對整個鑄造工藝設計進行的總結。通過答辯環節可以提高學生口頭表達能力以及臨場應變能力。根據課程設計的流程，在開題、中期檢查以及課程設計答辯三個環節分別進行考核。開題占整個課程設計考核的10%;中期檢查占70%，包括以下內容:合理選定鑄造工藝參數，占15%;澆冒口等的設計，占25%;工藝圖、型板圖、合箱圖的繪制，占30%;課程設計答辯占20%。

4結語

基于培養學生“三維一體”能力的鑄造工藝課程設計模式，使學生受到了必要的工程意識、工程思維和工程方法的訓練，提高了學生的綜合素質，實現了本科生培養與社會需求的接軌。我校基于“三維一體”能力培養的鑄造專業課程設計堅持數年，形成了特色教學，受到了學生歡迎，可在工科高等院校中借鑒推廣。

作者:李亞敏 劉洪軍 單位:蘭州理工大學材料工程國家級實驗教學示范中心