2023年基于卓越计划背景下《金属液态精密成形技术》课程模块化改革研究.docx

基于卓越方案背景下金属液态精密成形技术课程模块化改革研究 芦刚　卢百平　严青松　万红　张守银 摘   要：为适应卓越方案，金属液态精密成形技术课程针对铸造企业技术需求和学生就业要求，将该课程分成三个模块，结合我校毕业学生就业特点，重点突出航空特色，结合实验室实验教学、案例讨论和企业导师参与等相结合方法，完成课程授课内容，提高学生学习积极性，为学生步入企业实习奠定根底，保证课程教学质量。 关键词：卓工方案  金属液态精密成形技术  企业导师  模块化 中图分类号：G712                                   文献标识码：A                       文章编号：1674-098X〔2023〕02〔a〕-0197-02 “卓越方案〞是国家教育部贯彻落实国家中长期教育改革和开展规划纲要〔2023-2023年〕和国家中长期人才开展规划纲要〔2023-2023年〕的重大改革工程，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会开展需要的高质量各类型工程技术人才。1906年辛辛那提大学工学院院长赫尔曼·施奈德〔Her-manSchneider〕首次提出了产学合作教育，培养雇主需要的人才，使毕业生在人才市场上具有更大的竞争优势，能直接进入工作市场。迄今为止，美国实行产学合作教育的高校已有900多所，约占全美高校的1/3，近百年来的实践证明，产学合作教育方式具有强大的生命力。 “卓越方案〞实施以来，全国已有200多所高校参与其中，围绕工程人才培养展开探索与实践。金属液态精密成形技术课程是南昌航空大学铸造工程系大三学生一门专业方向必修课，课程内容知识面非常广，包含了熔模铸造、金属型铸造、低压铸造、压力铸造和离心铸造等多种铸造成形方法和原理，学生普遍感到难理解和难掌握，“卓工方案〞学生进入企业学习，大多面向的内容都是本课程所讲述的特种铸造技术。采用“满堂灌〞、“填鸭式〞等传统的教学方法，不但理论与实际别离较为严重，更不能训练学生解决实际问题和灵活运用知识方面能力，阻碍了学生工程素质和创新能力的提高，严重限制了学生创新能力的培养。因此，必须针对学生企业学习需求和学生就业要求，对金属液态精密成形技术课程进行教学改革和实践，着重培养学生对金属液态精密成形工艺和理论的认识，提高学生创新意识，帮助学生树立正确的就业观与创业观，提高学生就业和创业的成功率。结合金属液态精密成形技术授课内容和授课方法，将课程分解成三个模块，具体包括铸型材料、充型加压方式、先进的金属液态精密成形技术三个模块。 1  铸型材料模块 改变铸型材料的金属液态精密成形技术，该局部内容主要包括熔模精密铸造技术、石膏型熔模精密铸造技术、陶瓷型铸造成形和消失模铸造成形等相关内容，涉及到多种模料、耐火材料和粘结剂等，每种金属液态精密成形技术有各自的工艺流程和特点，学生在学习过程中普遍感觉知识点太多，难以掌握。南昌航空大学铸造工程系学生卓工方案实习单位以航空企业为主，说明金属液态精密成形技术应用现状及开展趋势，培养学生创业意识。将最具航空特色的熔模铸造成形技术作为授课重点，结合铸造工程系现有叶片熔模精密铸造实验室，采用现场教学法和实验教学法，在实验室观察航空零件熔模精密铸造成形过程，将课程内的教学内容展示在实验室中，直接观察和接触专用铸造设备，以获得新知识或稳固已有知识，为理论知识教学提供感性认识根底;学生进入实验室直接接触各种模料、耐火材料和粘结剂，提高了学生学习积极性。增加典型航空发动机叶片金属液态精密成形考核环节，通过实验过程中的亲手操作，在传授知识的同时注意开展学生的能力，加强学习方法与研究方法的指导，提高学生实践能力和创新能力;最后，邀请企业导师跟学生讲学，并对所学知识讨论，改良工科人才培养方式，提高工程教育的内涵质量。这种基于知行合一的教学方法，可以有效的提高学生学习效率和效果，特别是对于学习困难的学生，为后续章节的学习奠定良好的根底。 2  充型加压方式模块 案例教学法指将学校教学资源与生产实践经过典型化处理，形成具有多元表征的潜在价值的案例，引导学生進入科学探索和反思的学习过程。改变充型加压方式的金属液态精密成形技术，主要包括金属型铸造、压铸、反重力铸造和挤压铸造等相关技术，这些工艺对设备依赖度较高，采用案例法来学习各种工艺原理和流程，可以有效提高学生对该技术的理解。在授课过程中，将生产实践结合课堂内容，形成具有多元素表征的潜在价值案例，引导学生进入科学探索和反思的学习过程，培养学生创新创业能力。重点讲授最具航空特色的液态金属精密成形技术——反重力铸造成形技术，以复杂航空发动机机匣体零件反重力铸造成形为案例，针对成形原理和工艺设计讨论环节，在讨论过程中让学生了解反重力铸造工艺原理和航空企业实际产品生产流程，掌握中等复杂零件金属液态精密成形工艺方案和参数的选择，为卓工方案学生进入企业学习奠定理论根底，大大提高企业学习效果。 3  先进金属液态精密成形技术模块 先进的金属液态精密成形技术，包括半固态铸造成形、喷射成形和快速铸造技术等，着重将科研成果引入授课，例如增加3D打印金属材料直接生产发动机叶片技术的研究现状及其应用，采用3D打印技术烧结铸型在航空航天领域的应用现状等内容，课堂对书本知识进行简单的介绍，要求学生课后通过学校图书馆网络查阅相关知识，扩大学生视野，在课堂上留有一定的时间，让学生自由发挥，进行讨论，可以对各种金属液态精密成形工艺的相互结合的优缺点进行阐述，锻炼学生解决问题和应变能力。 4  结语 考核是检查和评价教学效果的重要手段，课程设置具有探索研究性综合性大作业，根据课程所看、所学和讨论的内容，在实验室利用现有的模具和各种耐火材料完成典型航空发动机叶片金属液态精密成形，具体包括了金属液态精密成形技术工艺设计、计算机数值模拟验证、金属液态精密成形技术工艺优化等环节。这种考核方式将大大调动学生学习的积极性，也将提高了学生的应用创新能力和知识综合运用能力，极大的提高学习效果。 参考文献 [1] 陆国栋，赵燕，赵春鱼.基于扎根理论的工科人才培养路径研究——40所高校的卓越工程师培养报告文本分析[J]. 高等工程教育研究，2023〔5〕：58-64. [2] 陆国栋，李拓宇. 新工科建设与开展的路径思考[J].高等工程教育研究，2023〔3〕：20-26. [3] 张相胜，潘丰. 卓工方案中工程教育现状分析[J].创新教育，2023〔31〕：237-239. [4] 张正道，孙子文.“卓越工程师〞校企合作模式探讨[J]. 教育教学论坛，2023〔12〕：42-44. [5] 刘涛. 案例教学法在特种铸造课程中的应用研究[J]. 河南机电高等专科学校学报，2023，22〔4〕：78-80. [6] 周志明，黄伟九，王兴国，等.特种铸造模块化教学改革实践与探索[J].中国冶金教育，2023〔6〕：26-27，32. [7] 林柏年. 特种铸造[M].2版.杭州：浙江大学出版社，2022.