《鑄造工藝課程設(shè)計》翻轉(zhuǎn)課堂研究及其教學(xué)設(shè)計

李莉+詹肇麟

摘要：在分析和探討翻轉(zhuǎn)課堂內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，提出了《鑄造工藝課程設(shè)計》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革的內(nèi)容，闡述了《鑄造工藝課程設(shè)計》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計及實施方法。以期為實踐性課程改革及將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式用于實踐教學(xué)環(huán)節(jié)提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：鑄造工藝課程設(shè)計；翻轉(zhuǎn)課堂；教育信息化

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）02-0177-02

《鑄造工藝課程設(shè)計》是我校材料加工工程系的一門主干課程的實踐環(huán)節(jié)。其主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用《鑄造工藝學(xué)》課程中所學(xué)理論知識，對具體的零件進行鑄造工藝設(shè)計的能力，以提高學(xué)生的工程實踐能力。

學(xué)生在進行課程設(shè)計時，每個學(xué)生要完成一個中等復(fù)雜鑄件的鑄造工藝方案設(shè)計，包括對零件進行鑄造工藝性分析，擬定零件鑄造方法、造型方法、確定分型面和澆注位置，設(shè)計砂芯，選擇合理的鑄造工藝參數(shù)（機械加工余量、取模斜度、鑄造圓角等），設(shè)計計算澆注系統(tǒng)、冒口和冷鐵，繪制鑄造工藝圖和鑄件圖，填寫鑄造工藝卡，確定熱處理方案，撰寫設(shè)計說明書等內(nèi)容。一方面學(xué)生要在兩個星期內(nèi)完成以上任務(wù)需要較好地掌握鑄造工藝設(shè)計知識及技能，另一方面每個教師面對輔導(dǎo)20人以上的學(xué)生而常常疲于奔命。

一、翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)涵

翻轉(zhuǎn)課堂是相對傳統(tǒng)課堂的教學(xué)而言的。傳統(tǒng)課堂的教學(xué)過程，是以老師為主角，課堂被老師一個人占用來進行“傳授知識”，課堂上缺乏師生互動和同學(xué)之間的交流和協(xié)作，并且把知識的內(nèi)化過程留給學(xué)生課下獨立完成[1]。而翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂的區(qū)別在于，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)過程，是以學(xué)生為主角，學(xué)生可以根據(jù)自己的基礎(chǔ)和時間來安排和控制自己的學(xué)習(xí)，學(xué)生知識的內(nèi)化過程在課堂上通過師生互動和學(xué)生討論等形式完成。在《鑄造工藝課程設(shè)計》翻轉(zhuǎn)課堂中，學(xué)生可以在課外利用《鑄造工藝課程設(shè)計》教學(xué)軟件和教學(xué)視頻進行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)時間、地點及快慢全在自己掌控之中，簡單易懂的知識可快進或跳過，重點或沒學(xué)懂的知識可將教學(xué)視頻倒退進行反復(fù)觀看，也可停下來進行仔細思考或做筆記。另外，還可以通過在線答疑和教學(xué)論壇等形式與老師和同學(xué)進行交流和尋求幫助。

在《鑄造工藝課程設(shè)計》翻轉(zhuǎn)課堂中，增加了師生之間和同學(xué)之間的互動，教師可以和學(xué)生進行一對一的交流和答疑，也可以把具有相同問題或疑惑的學(xué)生聚集在一起進行討論和輔導(dǎo)。同時，在老師忙于與其他同學(xué)進行互動和交流時，學(xué)生們在鑄造工藝方案的確定、參數(shù)的查詢及澆、冒系統(tǒng)的設(shè)計計算等問題進行小組討論，以及發(fā)展自己的合作小組進行互相幫助學(xué)習(xí)。因此，老師并不是知識唯一的傳播者[2]。

在《鑄造工藝課程設(shè)計》翻轉(zhuǎn)課堂中按“以學(xué)生自主學(xué)習(xí)”教學(xué)模式為主創(chuàng)建教學(xué)軟件系統(tǒng)或教學(xué)視頻，由學(xué)生在老師幫助下主要在計算機上，使用該教學(xué)軟件系統(tǒng)或教學(xué)視頻完成課程設(shè)計任務(wù)，這是對傳統(tǒng)鑄造工藝設(shè)計（從查手冊到趴圖板）的大膽改革和有意義的探索。《鑄造工藝課程設(shè)計》教學(xué)軟件系統(tǒng)及教學(xué)視頻中，介紹了零件結(jié)構(gòu)、材料的鑄造工藝性，以及先進的鑄造方法和新工藝，并將鑄造工藝設(shè)計過程用動畫形式呈現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生對抽象難以理解的工藝流程，能夠在動態(tài)的三維視覺中輕松地學(xué)習(xí)、理解、掌握和應(yīng)用。通過具體零件的鑄造工藝設(shè)計實例導(dǎo)學(xué)，使學(xué)生對鑄造工藝設(shè)計不再畏懼，從而使學(xué)生增加了學(xué)習(xí)積極性，并提高了工藝設(shè)計效果[3]。

二、《鑄造工藝課程設(shè)計》翻轉(zhuǎn)課堂改革內(nèi)容

1.建立《鑄造工藝課程設(shè)計》教學(xué)系統(tǒng)。通過《鑄造工藝課程設(shè)計》教學(xué)系統(tǒng)，學(xué)生可快速獲得鑄造工藝符號及其表示方法、鑄造工藝圖、鑄件圖的畫法標(biāo)準(zhǔn)、鑄造工藝設(shè)計所需參數(shù)等知識。而且，教學(xué)系統(tǒng)中還提供了多種鑄造工藝方案的比較，可為學(xué)生節(jié)約大量的設(shè)計時間，并提高了工藝設(shè)計質(zhì)量，從而激發(fā)學(xué)生對鑄造工藝設(shè)計的興趣，達到寓教于樂的效果。

2.錄制《鑄造工藝課程設(shè)計》教學(xué)視頻。通過《鑄造工藝課程設(shè)計》教學(xué)視頻，學(xué)生可了解鑄造工藝設(shè)計的任務(wù)、基本知識和一般程序。并且，掌握零件結(jié)構(gòu)及其技術(shù)條件的審查；造型、造芯方法和澆注位置的確定；澆注系統(tǒng)設(shè)計計算；砂芯設(shè)計；冒口、冷鐵設(shè)計計算等知識。另一方面，掌握鑄件圖、鑄造工藝圖的繪制方法和步驟，鑄造及熱處理工藝卡的正確填寫，以及鑄造工藝設(shè)計說明書的編寫。

三、《鑄造工藝課程設(shè)計》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計研究

1.課程設(shè)計。（1）課前設(shè)計。教師負責(zé)在教育在線網(wǎng)絡(luò)平臺上發(fā)布提前開發(fā)研制好的《鑄造工藝課程設(shè)計》教學(xué)系統(tǒng)和錄制好的教學(xué)視頻，以及與《鑄造工藝課程設(shè)計》內(nèi)容相關(guān)的優(yōu)秀開放資源，供學(xué)生下載學(xué)習(xí)。學(xué)生觀看教學(xué)軟件或教師的視頻講解。學(xué)生通過《鑄造工藝課程設(shè)計》教學(xué)系統(tǒng)和教學(xué)視頻的觀看和學(xué)習(xí)，如果尋找到與鑄造工藝設(shè)計有關(guān)的信息資源，經(jīng)教師審核后，也可以上傳到教育在線網(wǎng)絡(luò)平臺中，與其他同學(xué)共享。（2）課堂活動設(shè)計。確定問題：怎樣進行零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性分析；鑄造工藝方案及工藝參數(shù)的確定；澆、冒系統(tǒng)設(shè)計計算。獨立探索：每個學(xué)生根據(jù)零件圖的要求，探索零件的鑄造工藝性，初步擬定零件鑄造方法、造型方法及分型面和澆注位置，設(shè)計砂芯，選擇合理的鑄造工藝參數(shù)，設(shè)計計算澆注系統(tǒng)、冒口和冷鐵，繪制鑄造工藝圖，填寫鑄造工藝卡，確定熱處理方案，撰寫設(shè)計說明書等。協(xié)作學(xué)習(xí)：將設(shè)計同類零件（軸類零件、輪盤類零件、套類零件、箱體類零件等）的學(xué)生組成互動小組，采用對話、商討、爭論等形式充分論證零件的鑄造工藝性，分析鑄造工藝方案，查詢工藝參數(shù)，設(shè)計計算澆、冒系統(tǒng)。為學(xué)生提供與同學(xué)之間進行知識交流的機會，并可檢查鑄造工藝設(shè)計方案的正確性，進行多種方案的比較，以達到集思廣益的目的。成果交流：學(xué)生經(jīng)過對鑄造工藝設(shè)計的獨立探索及與同學(xué)之間進行協(xié)作學(xué)習(xí)之后，完成零件的鑄造工藝設(shè)計。學(xué)生將設(shè)計的鑄造工藝圖、鑄件圖及工藝卡等內(nèi)容，在課堂上進行匯報和交流學(xué)習(xí)體驗，分享鑄造工藝設(shè)計作品的成功和喜悅。同時，該學(xué)習(xí)過程也可以進行翻轉(zhuǎn)匯報，即學(xué)生將設(shè)計成果的匯報過程進行錄像，將視頻上傳至教育在線網(wǎng)絡(luò)平臺。當(dāng)老師和同學(xué)觀看完匯報視頻后，可在課堂上進行討論和評價。

2.課程實施。（1）合作討論。學(xué)生就觀看《鑄造工藝課程設(shè)計》教學(xué)系統(tǒng)、教學(xué)視頻和在工藝設(shè)計中遇到的問題在小組內(nèi)討論解決；組內(nèi)沒解決的問題提交老師解決。（2）互動釋疑。教師把必須掌握的鑄造工藝設(shè)計的知識點以問題提出；讓學(xué)生在小組討論并派代表回答；其他組或教師給予點評或補充。（3）拓展。根據(jù)課前接收到的反饋，教師把學(xué)生難以理解的，又是必須掌握的鑄造工藝設(shè)計知識點以實例的形式提出。（4）探究。教師把一些基礎(chǔ)規(guī)律之外的特殊情況，結(jié)合實際零件，以真實復(fù)雜問題提出，這部分屬于學(xué)了會更好的內(nèi)容。（5）練習(xí)鞏固。學(xué)生獨立完成零件的鑄造工藝設(shè)計；教師在教室巡視發(fā)現(xiàn)學(xué)生難于下手的地方；如果個別學(xué)生有簡單問題及時指點，幫助設(shè)計過程中有困難的學(xué)生。

3.課程評價。將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)后學(xué)生設(shè)計的鑄造工藝圖、鑄件圖、工藝卡及工藝設(shè)計說明書等與往界學(xué)生的設(shè)計結(jié)果進行比較分析，評價學(xué)生的知識和技能的掌握程度；通過采用調(diào)查問卷方式，調(diào)查翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中的教師和學(xué)生對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程的評價。

四、結(jié)語

《鑄造工藝課程設(shè)計》是我校材料成型與控制專業(yè)的一門必修的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。《鑄造工藝課程設(shè)計》翻轉(zhuǎn)課堂的研究，對高校課程評估、專業(yè)認證及實現(xiàn)信息技術(shù)與課程整合等課程建設(shè)具有積極促進作用。而且，該研究對于實踐性課程改革具有探索意義和借鑒價值。這對改善教學(xué)資源，為學(xué)生提供靈活寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生自己掌控學(xué)習(xí)，全面提升學(xué)生課堂互動，促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)生學(xué)習(xí)的新模式等具有重要意義。

參考文獻：

[1]丁建英，黃煙波，趙輝.翻轉(zhuǎn)課堂研究及其教學(xué)設(shè)計[J].中國教育技術(shù)裝備，2013，（21）：88-91.

[2]王凱，孟然，段海云.對“翻轉(zhuǎn)課堂”實施過程中的認識和思考[J].教育教學(xué)論壇，2015，（51）：181-182.

[3]李莉，詹肇麟.“材料成形基礎(chǔ)課程設(shè)計”自主學(xué)習(xí)平臺研究及應(yīng)用[J].教育教學(xué)論壇，2015，（30）：188-189.

Flipped Classroom Research and Teaching Design of "Casting Technique Course Design"

LI Li，ZHAN Zhao-lin

（School of Materials Science and Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming，Yunnan 650093，China）

Abstract：Based on the analysis and investigation of the flipped classroom connotations，the content of the teaching reform for a "Casting Technique Course Design" flipped classroom is proposed，and the teaching design and implementation method of the "Casting Technology Curriculum Design" flipped classroom are described. It is to provide some reference for the practical curriculum reform and employing the flipped classroom teaching model in the teaching practice.

Key words："Casting Technique Course Design"；flipped classroom；education informationization