魏勝輝，劉瑞玲，賈麗敏

（河北科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，河北石家莊 050018）

《鑄造工藝設(shè)計》是材料成型及控制工程專業(yè)鑄造模塊的一門主干專業(yè)課，主要講授砂型鑄造工藝設(shè)計的方法和原理，課程實踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)。和其他課程一樣，從目前教學(xué)實際看，師講生聽，師演生看，師問生答的單一教學(xué)方式仍是許多教師教學(xué)的重要特征[1]。同時這門教學(xué)過程中存在相關(guān)生產(chǎn)實習(xí)質(zhì)量難以保證，工藝設(shè)計與生產(chǎn)實習(xí)脫節(jié)等問題[2]，為彌補(bǔ)這個缺陷，雖然利用了一些多媒體手段，但課堂教學(xué)時教師僅借助于多媒體技術(shù)手段進(jìn)行灌輸式的講解，往往事倍功半[3]?！拌T造工藝工裝陳列室”是為《鑄造工藝設(shè)計》課程建設(shè)的，室內(nèi)陳設(shè)典型的鑄造工藝及工裝模型，功能比較單一，主要供學(xué)生課下參觀，目的是增強(qiáng)學(xué)生對鑄造工藝設(shè)計的感性認(rèn)識。但多年來，“鑄造工藝工裝陳列室”的使用與《鑄造工藝設(shè)計》課堂教學(xué)脫節(jié)，兩者沒有相互促進(jìn)，“鑄造工藝工裝陳列室”的功能名存實亡。鑒于此，課程組對“鑄造工藝工裝陳列室”進(jìn)行改造，構(gòu)建了全新的“鑄造工藝設(shè)計”多功能立體教室，全方位地為《鑄造工藝設(shè)計》課程教學(xué)服務(wù)，提高了教學(xué)質(zhì)量。

下面將介紹“鑄造工藝設(shè)計”多功能立體教室的構(gòu)成、功能與使用效果。

1 多功能立體教室的概念

把各種相關(guān)的教學(xué)資源集中在一個教室里，形成一個集講、聽、查閱、討論為一體的綜合性教室。在這間教室里，不僅有傳統(tǒng)教室所有的講臺、黑板、課桌、多媒體設(shè)備等設(shè)施，還有與課程相關(guān)的三維實體的教具模型，與模型對應(yīng)的文字和圖片資料，以及各種形式的電子文件，如電子文檔，二維工程圖、三維實體圖和爆炸圖等圖形文件，音頻資料，視頻資料等，我們稱此綜合性教室為多功能立體教室。

“鑄造工藝設(shè)計”多功能立體教室則是針對《鑄造工藝設(shè)計》這門課程構(gòu)建的、具有以上功能的綜合性教室，是在學(xué)院原有的“鑄造工藝工裝陳列室”的基礎(chǔ)上改造而成。其目的是利用此教室進(jìn)行《鑄造工藝設(shè)計》現(xiàn)場教學(xué)，提高教學(xué)時效性和教學(xué)質(zhì)量。

2 《鑄造工藝設(shè)計》多功能立體教室的組成

教室由兩部分組成：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。

2.1 硬件系統(tǒng)

硬件系統(tǒng)如圖1所示，主要分為三個區(qū)域：

1）多媒體講臺區(qū)。在這個區(qū)域設(shè)有多媒體講臺設(shè)備：包括講臺、投影儀、屏幕及黑板、音響設(shè)備、計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及相關(guān)軟件系統(tǒng)。

2）模型展示區(qū)。這個區(qū)域以展柜的形式分列在教室周圍，各種鑄造工藝工裝模型教具按照課程內(nèi)容體系分類，陳列在展柜內(nèi)。展柜內(nèi)除了這些模型，還配有文字、圖紙資料。同時，設(shè)有與多媒體電腦連接的網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備。

3）學(xué)生聽課、討論區(qū)。這個區(qū)域在教室中心，設(shè)有課桌、椅子等設(shè)備。是學(xué)生聽課、討論的主要場所。

圖1 多維立體教室布置圖

2.2 軟件系統(tǒng)

軟件系統(tǒng)主要包括平面及電子文件資料和軟件管理系統(tǒng)。平面資料主要是文字和圖紙資料，它們是與各模型相對應(yīng)的文字說明和圖紙。電子文件包括電子文檔、二維和三維圖形文件、音頻資料和視頻資料。其中音頻資料主要是由教師錄制的介紹模型、鑄造工藝設(shè)計過程的音頻資料，也有部分搜集整理的音頻資料。視頻資料主要是搜集整理、制作的針對不同工藝工裝設(shè)計的講解視頻，也有部分是通過計算機(jī)模擬仿真軟件形成的鑄件成形過程的動畫視頻。

軟件管理系統(tǒng)是自主開發(fā)的管理以上資料的系統(tǒng)?？梢詫崿F(xiàn)對資料的分類、編輯、查閱等功能。并且配以多個終端，在終端的操作也能夠很方便對資料進(jìn)行調(diào)閱查看。

3 多功能立體教室的功能與應(yīng)用

3.1 講

是指教師在教室的講解。教師可以在這個教室完成傳統(tǒng)課堂上的教學(xué)。即可以用板書，也可以用多媒體設(shè)備，亦或兩者結(jié)合。

另外，也是最重要的一點，教師在講解相關(guān)鑄件的鑄造工藝時，可隨時拿取展柜中的實物模型、模具進(jìn)行講解。這樣避免了僅僅借助圖紙和圖片進(jìn)行生硬死板地講解，大大提高了講課的生動性，使一些抽象的知識變得直觀、易懂。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對知識點理解能大幅度提高。在一定程度上彌補(bǔ)了學(xué)生缺乏實踐知識的不足，提高了教學(xué)時效性和教學(xué)效果。

再者，在上討論課或者課余時間，可針對展柜內(nèi)模型、模具的鑄造工藝進(jìn)行知識的深層次講解，讓學(xué)生能夠舉一反三，融會貫通，這是傳統(tǒng)課堂教學(xué)往往所不能達(dá)到的。

3.2 聽

是指學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體來聽。在這間教室，學(xué)生不僅能像平常一樣聽老師的講解，更重要的是學(xué)生可以隨時到這間教室進(jìn)行“聽課”。這間立體教室里的多媒體設(shè)備有教師講課的視頻資料，學(xué)生可以隨時調(diào)出來聽。另外，有關(guān)教室所擺放的各種模具，其相關(guān)的工藝設(shè)計的聲音資料也都在電腦內(nèi)存儲，由專用的系統(tǒng)來管理。學(xué)生如果想了解某一個模具的設(shè)計資料，只要按動模具旁邊的菜單按鈕，系統(tǒng)就會自動播放相關(guān)音頻資料，很方便的去“聽”，并且在聽的同時還能看相對應(yīng)的圖紙、文字等資料。

3.3 查閱

學(xué)生在教室可以查閱有關(guān)《鑄造工藝設(shè)計》課程的文字、圖片、音頻、視頻等各種資料。這些資料分別按照不同的模塊分類，用專門的計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行管理，學(xué)生可以根據(jù)自己的需求，隨時到教室進(jìn)行查閱。這樣的查閱有很強(qiáng)的針對性，學(xué)生不用到圖書館或者網(wǎng)絡(luò)去海量的查閱篩選。極大提高了這門課程的學(xué)習(xí)效率。比如想了解某一鑄件的鑄造工藝設(shè)計過程和實際生產(chǎn)過程，只要找到教室展柜內(nèi)相對應(yīng)的模具，就可以通過軟件系統(tǒng)，打開相關(guān)的文字資料、圖紙資料和視頻資料，很直觀地了解設(shè)計和實際生產(chǎn)過程，并且還可以通過模擬仿真視頻了解分析不同工藝對鑄件形成過程、鑄件質(zhì)量等的影響。

3.4 討論

學(xué)生可以隨時到多功能立體教室就課程中的某些問題進(jìn)行研究討論。這間教室可以提供學(xué)生討論問題的素材和相關(guān)資料。通過這些行之有效、富有效率的討論，能使學(xué)生在提高學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性的同時，有效地解決學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的問題，提高教與學(xué)的效率。

多功能立體教室的使用采用半開放式管理和使用。課堂授課時學(xué)生在此教室上課。如果沒有學(xué)生上課占用教室，澤采用開放實驗室的方式進(jìn)行管理，學(xué)生可以隨時到此教室進(jìn)行學(xué)習(xí)。如此，發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，體現(xiàn)了學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的地位。能夠使學(xué)生在課堂之外，方便地學(xué)習(xí)與課程相關(guān)的、針對性很強(qiáng)的知識，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

4 多功能立體教室的作用

4.1 整合資源，提高教學(xué)效率

以往《鑄造工藝設(shè)計》課程的教學(xué)資源分散，課堂授課、實驗、學(xué)習(xí)討論都在不同的場所和時間進(jìn)行，空間和時間上的分離使學(xué)生對相關(guān)知識的理解產(chǎn)生脫節(jié)。多功能立體教室將教學(xué)資源整合，能方便的提供給需要的學(xué)生，提高了學(xué)習(xí)效率，有利于實現(xiàn)高效教學(xué)。

4.2 變被動式學(xué)習(xí)為“研究式”學(xué)習(xí)、互動式學(xué)習(xí)

多功能立體教室的構(gòu)建，就像為課程建立了一個專業(yè)的“研究室”，到這里學(xué)習(xí)的學(xué)生不再是一個單純的“學(xué)”生，而是一個個帶著自己“課題”的“研究”者。在這個“研究室”，學(xué)生可根據(jù)自己不同需求，合理利用教室的多維資源，去探求答案。這有利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，也是實施因材施教的一個有效途徑。同時，這種多維立體的教學(xué)使得互動式學(xué)習(xí)變得便捷可行。如此課堂氛圍是中教學(xué)信息的傳遞方式不是單向和單一的，而是師生之間、學(xué)生之間、群體之間多向互動[5]。

4.3 “學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”得到體現(xiàn)

進(jìn)入多功能立體教室，學(xué)生不再是被動的聽眾，而是與教師處于同一個平臺上，雙方在教育中的地位是平等的，學(xué)生具有自主學(xué)習(xí)的空間。教師不只是知識的提供者，而主要是引導(dǎo)者。這種關(guān)系的構(gòu)建，體現(xiàn)了“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主思維和創(chuàng)新精神[6]。

綜上，面向《鑄造工藝設(shè)計》課程的多功能立體教室的構(gòu)建與應(yīng)用，整合了教學(xué)資源，改善了教學(xué)環(huán)境，彌補(bǔ)了一些教學(xué)缺陷，優(yōu)化了教學(xué)過程，改革了教學(xué)模式，提高了教學(xué)質(zhì)量。

［1］宋秋前.高校有效教學(xué)的實施策略［J］.教育發(fā)展研究，2011（5）：74-77.

［2］韓富銀，張金山.關(guān)于《鑄造工藝設(shè)計》課程教學(xué)改革的設(shè)想［J］.太原理工大學(xué)學(xué)報，2003（S1）:88-89.

［3］宋守范，郭繼傳，李俊剛，等.鑄造工藝課程教學(xué)體系改革的研究與實踐［J］.鑄造設(shè)備研究，20005（4）：40-41.

［4］楊淑香，劉艷.淺析多媒體輔助教學(xué)的誤區(qū)［J］.教育教學(xué)論壇，2011（29）：206-207.

［5］王坤.多媒體教學(xué)與多維教學(xué) ［J］.考試周刊，2007（52）:106-108.

［6］何麗君.高校教師教學(xué)有效性研究［D］.上海：華東師范大學(xué)，2001.