李保家　王雷剛　徐桂芳

摘要：高校課程教學改革直接關(guān)系著人才培養(yǎng)的質(zhì)量。本文以材料成型專業(yè)“鑄型材料基礎(chǔ)”課程教學為例，在分析課程教學特點、目標及存在問題的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)總結(jié)了近幾年來多方面開展教學研究和教學實踐的成果，如對教學內(nèi)容進行合理優(yōu)化，運用啟發(fā)式、探究式、對比式和習題討論式等多種有效教學方法，從成績構(gòu)成和考試題型方面進行考核方式的調(diào)整。實踐表明，這些改革可充分激發(fā)學生學習的興趣，有效降低學生學習的難度，鍛煉學生的綜合能力和素質(zhì)，從而在一定程度上提高教學質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：鑄型材料基礎(chǔ)；教學研究；教學實踐；有效教學方法

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1671-1580（2017）02-0114-05

“鑄型材料基礎(chǔ)”是我校材料科學與工程學院和京江學院為材料成型及控制工程專業(yè)四年級本科生開設(shè)的一門專業(yè)選修課程。眾所周知，鑄造是材料成型的主要方法之一，是機械行業(yè)最基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)，而鑄型材料又是鑄造工藝中最基礎(chǔ)的內(nèi)容。因此，對材料成型專業(yè)的學生來說，努力學好“鑄型材料基礎(chǔ)”課程、增加相關(guān)知識儲備顯得尤為重要。近幾年來，在“鑄型材料基礎(chǔ)”課程的教學過程中，筆者以學生為主體，以多媒體教學為手段，配合本科教學改革工作，進行了一系列教學理念和方法的探索和實踐。本文將系統(tǒng)總結(jié)該課程在教學內(nèi)容、教學方法和考核方式等方面的研究和實踐，從而達到及時吸取教學經(jīng)驗、鞏固教學成效的目的，為傳統(tǒng)教學模式的改革和有效教學方法的引進奠定一定的基礎(chǔ)。

一、課程教學特點、目標及存在的問題

對“鑄型材料基礎(chǔ)”課程的講授和學習應(yīng)特別注意理論聯(lián)系實際。為此，在實際教學安排中除了課堂授課外，還設(shè)置了專門的實驗教學環(huán)節(jié)。教材采用李遠才編寫的《鑄型材料基礎(chǔ)》一書。通過對本課程的學習，要使學生了解鑄型材料的類別、特點和發(fā)展趨勢，熟悉鑄造用硅砂的基本性質(zhì)和性能、技術(shù)指標以及預(yù)處理方法，掌握典型黏土黏結(jié)劑砂、無機化學黏結(jié)劑砂和有機化學黏結(jié)劑砂的原材料及其配方、性能、制備工藝以及常見鑄造缺陷的產(chǎn)生機理和防止措施。

值得注意的是，該課程的內(nèi)容涉及到硅酸鹽學、礦物學、陶瓷學、無機化學、高分子材料、有機合成、精細化工和鑄造工藝等諸多學科，遠遠超出了單純鑄造專業(yè)的知識范圍，是多學科結(jié)合的產(chǎn)物，理論性和實踐性較強，需要學習者具有較寬的知識面和扎實的理論基礎(chǔ)。其次，課程主要內(nèi)容是以造型和制芯工藝的不同為依據(jù)進行分類介紹，如黏土黏結(jié)劑砂分為濕型砂、干型砂和表干型砂，有機化學黏結(jié)劑砂分為熱硬砂（包括覆膜砂、熱芯盒法砂和冷芯盒法砂）、自硬砂和氣硬砂，不同類型的工藝中鑄型材料的選用、配方等也完全不同，知識點分散，難以把握重點。此外，教學內(nèi)容的安排上偏重于理論知識的講解，較少有具體實例，而實驗教學環(huán)節(jié)則主要針對個別的造型工藝進行實際操作和觀察，使學生的整體感性認識較為缺乏，對理論知識的理解和掌握也有較大難度。以上這些可能是造成學生對本課程學習興趣不強、學習效果差的根本原因。近5年來，對江蘇大學京江學院材料成型專業(yè)的145名學生進行了“鑄型材料基礎(chǔ)”課程學習難度和興趣的調(diào)查，結(jié)果顯示，認為課程學習困難的學生占55.17%，對課程學習不感興趣的學生比例高達75.86%，如圖1所示。

因此，為了充分調(diào)動學生對本課程學習的興趣，有效降低學生學習的難度，幫助學生鞏固和加強對本課程理論知識的認識和理解，對現(xiàn)有教學內(nèi)容和模式的改革刻不容緩。在近幾年來本課程的教學中，筆者針對上述問題，就教學內(nèi)容優(yōu)化、教學手段改進、考核方式調(diào)整等方面一直在進行一些有益的教學研究和教學實踐，取得了初步的效果。

二、課程教學內(nèi)容優(yōu)化

要充分調(diào)動學生學習的興趣和積極性，使他們由被動學習、被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習、主動思考，首先必須要有實用性和趣味性強、特色鮮明、重點突出的教學內(nèi)容?！拌T型材料基礎(chǔ)”課程具有理論與實踐緊密結(jié)合的特點，如果和其他基礎(chǔ)理論課程一樣只注重對教材中理論知識內(nèi)容照本宣科式的講授，而忽視結(jié)合實際問題或?qū)嵗M行深入的探討和剖析，就難以獲得理想的教學效果，學生對知識的運用能力和實踐能力也難以得到充分的鍛煉。另一方面，單純就課程的核心教學內(nèi)容來說，其涉及面非常廣泛，知識點較為分散，鑄型材料的類型及規(guī)格很多，且應(yīng)用于多種不同的造型和制芯工藝，工藝條件不同，對鑄型材料成分、配比和性能的要求也大不相同，如果簡單地按照教材提綱講解，不僅會很枯燥，而且很難抓住重點。為此，經(jīng)過幾年的教學研究和實踐，以教材內(nèi)容為基礎(chǔ)，結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)需要和課程特色，對本課程的教學內(nèi)容進行了系統(tǒng)梳理和優(yōu)化?？偟膩碚f，主要包括以下幾個方面：

（一）突出重點內(nèi)容，提高效率

由于課程內(nèi)容很多，而課時又很有限，因此教學時應(yīng)當將每一章節(jié)中基礎(chǔ)性的內(nèi)容和學生難于理解的部分作為重點講解，以便提高講授和學習的效率。例如，第一章緒論中將“砂芯的分級”、“砂芯黏結(jié)劑的分類與選用”作為重點，第二章型（芯）砂用骨干耐火材料中確定“鑄造用硅砂的性能”和“原砂的預(yù)處理”為重點內(nèi)容。講解時的側(cè)重更容易集中學生的注意力，使學生獲得深刻印象，能很快抓住學習的重心，達到事半功倍的效果。

（二）強調(diào)理論基礎(chǔ)，促進理解

課程中理論基礎(chǔ)部分往往是學生難于理解的內(nèi)容，也是與相應(yīng)造型工藝和質(zhì)量控制直接相關(guān)的內(nèi)容，不能弱化，而應(yīng)當作為難點深入講解。例如，第三章黏土黏結(jié)劑型（芯）砂中“黏土的結(jié)晶特征”作為理論基礎(chǔ)部分，涉及到晶體結(jié)構(gòu)理論，而且直接決定著普通黏土和膨潤土不同的黏結(jié)機理、性能和應(yīng)用場合，因此在教學中根據(jù)晶層結(jié)構(gòu)和鍵合方式等進行化學式的推導(dǎo)和結(jié)構(gòu)特點的剖析，幫助學生明確普通黏土和膨潤土的結(jié)構(gòu)和性能之間的區(qū)別和聯(lián)系，使他們更加容易理解和融會貫通。

（三）適當增補內(nèi)容，拓展思維

鑒于教材中有些重要內(nèi)容遺漏或闡述不夠透徹，導(dǎo)致教學內(nèi)容組織上出現(xiàn)不連貫性，教學時思維容易受到局限，因此適當?shù)卦黾友a充了一些內(nèi)容。例如，教材第四章無機化學黏結(jié)劑型（芯）砂中對鈉水玻璃砂的硬化機理僅略有提及，學生難以抓住其本質(zhì)，因此在教學內(nèi)容上補充了“鈉水玻璃中的平衡反應(yīng)”，從化學反應(yīng)和基團形成的角度進行講解；第五章熱硬樹脂黏結(jié)劑型（芯）砂中對熱塑性酚醛樹脂黏結(jié)劑的性能一筆帶過，學生對如何評價其性能感到很迷茫，因此在教學內(nèi)容上增加了“酚醛樹脂的主要宏觀性能”，從定義、要求和測定方法方面向?qū)W生介紹酚醛樹脂的聚合速度、軟化點和流動性等性能評價指標。

（四）做好階段總結(jié)，幫助記憶

由于每一章節(jié)包含的教學內(nèi)容很多，課堂信息量大，容易導(dǎo)致學生一邊學一邊忘，因此采用階段性總結(jié)的方法，幫助學生重復(fù)性記憶所學過的知識內(nèi)容。具體來說，在多媒體課件上按照每一小節(jié)講課的內(nèi)容列出總結(jié)清單，每一階段講課結(jié)束時空出5分鐘對清單進行總結(jié)說明，強調(diào)其中的重點和難點；下一階段講課開始時再用5分鐘對前一階段的講課內(nèi)容進行回顧，結(jié)合對重難點部分提問的方式來加強學生的記憶。

三、課堂教學方法改進

多媒體教學已成為一種常規(guī)的現(xiàn)代化教學手段，具有直觀性、交互性、可重復(fù)性、針對性等特點。實踐表明，通過多媒體課件授課既可以調(diào)動學生的學習興趣，也能夠提高課堂教學效率。自2008年以來，筆者根據(jù)教材和教學內(nèi)容自行制作了“鑄型材料基礎(chǔ)”課程的多媒體課件，其后又經(jīng)過了多次的修改、調(diào)整、補充和完善，力求使其外觀精美，并具有較強的系統(tǒng)性、實用性、趣味性和針對性。在課堂教學上，充分發(fā)揮多媒體課件的優(yōu)勢，激發(fā)學生的學習熱情，調(diào)動學生學習的主觀能動性。例如，在進行第一章緒論的學習時，并沒有直接按教材內(nèi)容講解砂型和砂芯的制造方法，而是先通過圖片展示鑄造生產(chǎn)車間的實際操作過程，幫助學生增強感性認識，也擺脫了單純文字描述枯燥無味的感覺，極大地激發(fā)了學生的學習興趣。以多媒體課件為道具，還必須采用合理的教學方法，才能獲得最佳的教學效果。這就需要在課前認真組織教案、規(guī)劃授課方式。傳統(tǒng)的講授式教學方法雖然被普遍采用，但其“灌輸”性容易使學生產(chǎn)生依賴心理，形成被動學習的習慣，因此還應(yīng)適當配合一些其他的有效教學方法。近幾年來筆者在有效教學方法的運用方面也進行過一些探索和實踐，積累了一定的經(jīng)驗。

（一）啟發(fā)式教學法

啟發(fā)式教學是指根據(jù)教學目標和學習的客觀規(guī)律，從學生的實際出發(fā)，采用多種方式，以啟發(fā)學生的思維為核心，引導(dǎo)他們自覺地、積極地學習和思考的一種教學方法。它強調(diào)以“教師為主導(dǎo)，學生為主體”，由授課教師提出問題開始，這些問題以學生已有的經(jīng)驗或知識為基礎(chǔ)，引發(fā)學生生疑和思考，最后教師根據(jù)學生的回答進行點撥講解，以解除學生的疑惑。“鑄型材料基礎(chǔ)”課程內(nèi)容雖然專業(yè)性強，但也是以物理、化學等理論為基礎(chǔ)的，因此在課堂教學中需要教師為學生創(chuàng)設(shè)基于理論的啟示性問題，引導(dǎo)學生運用所學知識和經(jīng)驗來分析問題，獲得新知。例如，在第一章緒論中講解“型砂的結(jié)構(gòu)”時，引導(dǎo)學生結(jié)合物理學中毛細現(xiàn)象思考型砂具有的毛細管，多孔隙特色有何好處和不足，結(jié)合潤濕理論考慮如何彌補其不足，并配合彩色示意圖實時給予點撥；在第六章自硬冷芯盒樹脂型（芯）砂中講解“自硬呋喃樹脂用催化劑”時，引導(dǎo)學生根據(jù)催化劑酸性的強弱判斷其催化效果，根據(jù)催化劑與水親和力的大小分析其適用范圍。由于有已學知識或經(jīng)驗作為基礎(chǔ)，因此在好奇心和求知欲的驅(qū)使下，學生學習和思考的積極性很容易被調(diào)動起來，思維能力也能得到充分的鍛煉。

（二）探究式教學法

探究式教學也是始于問題，是指以學生獨立自主學習或合作討論為前提，圍繞教學內(nèi)容，在教師的啟示誘導(dǎo)下，使學生能充分自由地表達、質(zhì)疑、探究和討論問題，從而將所學知識用于解決實際問題的一種教學方法。它同樣重視學生的主體地位，強調(diào)親身體驗和合作探究，鼓勵學生發(fā)散思維、大膽懷疑，從而找到解決問題的方法。探究式教學中的關(guān)鍵是如何設(shè)置問題情境，幫助學生主動投入教學活動，為學生進行自主探究學習做好準備。在本課程第三章黏土黏結(jié)劑型（芯）砂中介紹“黏土屬型的鑒別方法”時，先列舉生活中不同材料吸水性不同的實例，學生會很自然地提出“能否通過觀察普通黏土和膨潤土與水混合后的黏度差別來鑒別它們？”由此就引導(dǎo)他們進入了自學探究環(huán)節(jié)。在第四章無機化學黏結(jié)劑型（芯）砂中介紹“鈉水玻璃膠凝時間的測定”時，先以化學中溶液配制為例說明加料順序的重要性，引導(dǎo)學生自主思考“配制鈉水玻璃與酸液的混合液時應(yīng)當如何考慮加料順序？”學生在進入自覺學習和探究的同時進一步加深了對前面學習的“鈉水玻璃中的平衡反應(yīng)”等理論知識的理解。適時采用這種探究式教學方法，可以很好地實現(xiàn)“以傳授知識為主”向“以培養(yǎng)能力為主”的轉(zhuǎn)變，使學生的自主學習能力、科學探究能力和創(chuàng)新能力均得到培養(yǎng)。

（三）對比式教學法

對比式教學是指潛移默化地引導(dǎo)學生將相近或相似的教學內(nèi)容進行歸納和比較，使學生更好地理解和掌握各內(nèi)容的共性和個性的一種教學方法。具體而言，它是將一些既有聯(lián)系又有區(qū)別的教學內(nèi)容放在一起進行對比分析，明確其中的相同和不同之處，使學生能將各部分內(nèi)容關(guān)聯(lián)起來，舉一反三，達到自行理解和掌握所學知識的目的。對比式教學要求授課教師在知識的廣度和深度上下功夫，以全面掌控課程的教學內(nèi)容為前提來實現(xiàn)。筆者在教學內(nèi)容優(yōu)化和教學經(jīng)驗積累的基礎(chǔ)上，將“鑄型材料基礎(chǔ)”課程中具有相似性和對比性的內(nèi)容整理出來，在課堂教學時通過比較，加深學生對所學內(nèi)容的印象，幫助他們抓住本質(zhì)和重點，降低學生學習難度的同時還調(diào)動了學生學習的自覺性和主動性。例如，“緊實率”和“緊實度”都是黏土濕型砂的性能指標，字面上學生很容易混淆，但其含義和測定方法上有極大的不同，可以通過對比的方式來介紹；有機黏結(jié)劑中“熱塑性酚醛樹脂”和“熱固性酚醛樹脂”都是由甲醛和苯酚合成的，但其特性和應(yīng)用場合完全不同，可以從合成條件和固化條件的區(qū)別上進行對比講解；“胺自硬酚脲烷樹脂砂工藝”和“酚脲烷/胺法工藝”采用相同的原材料，同屬于冷芯盒法，硬化反應(yīng)機理相似，但前者為自硬法，采用液態(tài)催化劑，而后者為氣硬法，采用氣霧態(tài)催化劑，因此在具體工藝方面又有較大的差別，可據(jù)此進行系統(tǒng)性的比較?？偟膩碚f，這種對比式教學法有效增強了學生學習的興趣，幫助他們擺脫了面對新知識時的陌生感，提高了學習效率，使他們能在輕松的氛圍中更牢固地掌握這些專業(yè)知識。

（四）習題討論式教學法

習題討論式教學與通常的主題討論式教學有所區(qū)別，它是由教師將教學內(nèi)容中各章節(jié)的重要知識點（包括基礎(chǔ)理論、疑難問題等）精心設(shè)計成練習題，指導(dǎo)學生在獨立思考的基礎(chǔ)上，參與課堂討論和解答，從而鞏固所學知識的一種教學方法。習題討論式教學具有系統(tǒng)性和針對性，在加深學生對所學知識內(nèi)容理解和掌握的同時，能夠真正提高他們分析問題和解決問題的能力。通過幾年的教學實踐，筆者在2013年根據(jù)“鑄型材料基礎(chǔ)”課程中各章節(jié)的教學內(nèi)容精心設(shè)計了一套題庫，包括了200余道不同類型的習題，涵蓋了各個章節(jié)的重要知識點。在習題討論時，根據(jù)課堂掌握情況和學生作業(yè)反饋，明確學生錯誤的共性問題后，從題庫中精選部分針對性和關(guān)聯(lián)性強的習題，供學生討論和解答。例如，在講解原砂顆粒組成的符號表示和平均細度計算時，學生普遍感覺文字表述枯燥且抽象，理解起來困難，在習題討論時通過給出不同符號表示和平均細度計算的實例，將其趣味化和具體化，學生學習的自覺性和積極性大大提高，通過參與解答和討論，既糾正了他們以前理解上的偏差，促進了他們對知識的理解、應(yīng)用和擴展，還使他們的自學能力和獨立思考能力得到了實際的鍛煉。

四、課程考核方式調(diào)整

課程考核應(yīng)當避免應(yīng)試教育的傾向，不能偏離“以素質(zhì)教育為核心”的目標。為了達到良好的教學效果，努力實現(xiàn)學生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，順應(yīng)當前社會對人才素質(zhì)的高要求，對課程考核方式的改革也不容忽視。在近幾年的教學實踐中，筆者對考核成績構(gòu)成、期末考試題型等方面進行了一些調(diào)整?？己顺煽儤?gòu)成方面，除了平時考核（包括上課出勤率、課后作業(yè)）和期末考試外，還增加了實驗考核，突出了對學生知識運用能力和動手能力培養(yǎng)的重視，也符合本課程“理論與實踐相結(jié)合”的特點。期末考試題型方面，2013年以來以教案的完善和教學方法的改進（尤其是習題討論課的增設(shè)）為依據(jù)，在原來只有簡答題和分析論述題的基礎(chǔ)上，增加了填空題、判斷題和名詞解釋題三類題型，使考核的知識點覆蓋面更廣、分布更科學合理，更容易貫穿于整個教學過程中，學生也更樂于接受這樣的題型。

近幾年的教學實踐證實，教學內(nèi)容上的優(yōu)化、教學方法上的改進以及考核方式上的調(diào)整確實帶來了很好的教學效果。圖2為對江蘇大學京江學院材料成型專業(yè)的學生近5年來“鑄型材料基礎(chǔ)”課程考核成績分布情況進行統(tǒng)計得到的結(jié)果?？梢钥吹?，2011-2015年考核成績?yōu)榱己煤蛢?yōu)秀的學生所占比例之和分別為31.82%、46.43%、50%、74.19%、58.83%，表明教學內(nèi)容和教學模式的改革促進了學生學習的積極性，也一定程度上提高了教學質(zhì)量。

五、結(jié)語

“授人以魚不如授人以漁?！备咝＝逃哪康氖且汛髮W生培養(yǎng)成為全面發(fā)展的具有綜合素質(zhì)的創(chuàng)新型人才，而高校課堂教學質(zhì)量直接影響著人才培養(yǎng)的質(zhì)量。高校的每一位任課教師都應(yīng)當在教學實踐中通過各種途徑激發(fā)學生的學習興趣，優(yōu)化課程教學內(nèi)容，改革課堂教學方法和課程考核方式，從而真正培養(yǎng)學生的綜合能力和素質(zhì)。從這個意義上來說，“鑄型材料基礎(chǔ)”課程的教學改革也將是一個長期的過程，需要針對學生和課程的特點，不斷研究和實踐，及時總結(jié)經(jīng)驗教訓，探索更科學有效的教學模式，提高教學質(zhì)量，使學生在掌握專業(yè)知識的同時，自學能力、思維能力、實踐能力和創(chuàng)新能力也能得到充分的鍛煉。

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