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摘要：结合课程教学现状和金工实习实践教学环节，分析了教学中存在的问题。以CDIO工程教育模式为基础，对“金属工艺学”课程教学进行了改革与创新，理论教学与实践环节有机融合为一整体，改进了教学方法，取得了良好的效果。
关键词：CDIO；教育模式；金属工艺学；教学改革
作者简介：郭国林（1976-），男，山西晋城人，常熟理工学院机械工程学院，讲师；徐正亚（1973-），男，江苏常熟人，常熟理工学院机械工程学院，副教授。（江苏常熟215500）
基金项目：本文系常熟理工学院教改项目（项目编号：JG2011022）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）13-0090-02
我国大多数高校的课程设置采用传统的课程教学模式，该模式的主要特点是由浅入深，循序渐进地使学生掌握专业知识和技能，但无法解决课程间交叉、理论与实践脱节的问题；同一专业课程设置缺乏系统性，造成了一些课程中知识重复讲授，浪费了宝贵的课时，使学生知识面狭窄、综合创新能力弱。为了适应现代工程教育的需要，我国许多高校吸收欧美先进的CDIO工程教育理念，结合一般工科院校应用型本科人才培养的特点，开展以CDIO为特色的工程教育模式的研究与实践。
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO作为当今世界高等工程教育的一种新型人才培养模式，正在各工科院校进行试点和推广。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程的理论、技术与经验。
一、课程教学现状
“金属工艺学”是工科类院校的一门专业技术基础课。课程内容涉及金属材料及热处理、铸造、锻造、焊接、切削加工、特种加工的特点、工艺过程和零件结构设计的工艺原则等，其特点是既有系统的理论又有较强的实践性。目前该教学包括两个阶段：第一个阶段先进行金工实习（3~4周）；第二个阶段理论授课（一般32学时左右）。金工实习安排在理论授课的前一个学期进行。
1.理论教学
由于高校教学改革，理论教学课时被压缩，如何在较短的时间内使学生掌握所学知识、提高教学效果是目前工科教学普遍遇到的课题。如果删除或略讲一些章节内容，学生很难系统地学习和了解课程内容，教师也很难完成大纲要求的教学任务，实现教学目的，因此传统的教学模式已经不能适应目前的教学改革要求。由于工科课程本身的特点，理论内容枯燥乏味，且学生没有实践经验。即使经过第一阶段的金工实习，由于理论教学和实践教学放在不同时间段，因此两个教学过程被分割开，很难使理论和实践相结合，理论教学收不到应有的效果。
2.实践教学
“金属工艺学”的实践教学主要是金工实习，一般安排在理论教学的前一学期进行，时间为3～4周。通过实习，学生熟悉金属材料主要加工方法及其所用的各种设备和工具，对主要的工种具有一定的操作能力，并对零件和毛坯的加工工艺过程有一定的了解，以利于后续理论课程的学习，这是开展课堂理论教学的必要前提。实习过程包括冷加工、热加工和热处理等工艺，各种加工方法较多、工艺复杂。实习时主要是实训中心的工人师傅进行实践指导，他们缺乏相应的理论知识，学生很难在较短的实习期间理清各种工艺方法的头绪，把理论知识融入到实践中。在后面的课堂理论教学中，学生回忆实习细节还存在一些困难，从而影响他们对知识的认识深度和综合能力的提高，不利于他们对知识的巩固和记忆。实践教学和课堂教学有机结合，提高学生对知识的理解程度和接受能力，是教学改革研究的主要任务。
二、基于CDIO教育模式的教学改革与实践
1.金工实习与理论教学相结合，把理论知识贯穿于工程实践中
传统的“金属工艺学”课程教学模式是理论教学和实践教学独立安排，虽然课程设置较为系统，但是理论与实践联系不紧密，学生较难深入地学习和掌握工程知识。因此，基于CDIO教育模式，本着“做中学”原则和“基于项目的教育和学习方式”，让学生自觉地、主动地在实践中学习课程内容，通过自身思考和请教师傅，解决遇到的问题和难题，使知识和技术综合提高，记忆深刻，且永久难忘。
有了理论的实践才可以掌握真正的工程技术，为了体现理论来自于实践并且对实践有指导作用，将理论教学与金工实习进行整合，使二者穿插进行，有机结合，可以提高教学质量，发挥出工科教育的最大潜能。在车、铣、刨、磨、钳、钻、镗等冷加工实习时，先到机床上操作，然后进行理论学习，再返回到机床上运用理论知识进行操作，通过实践—理论—实践的教学模式，学生可以掌握专业知识的精髓，加深内容理解的深度。在热加工工艺实习时，先集中讲解铸造、锻造、焊接工艺，暂停理论教学，让学生到现场操作，熟悉设备和工艺，要求学生操作时思考问题。例如，教师提出“砂型铸造时，分型面的选择原则”、“浇注系统为什么要设置冒口”等问题让学生思考，学生也可以自己提出问题，通过自学或者请教老师解决这些问题和疑虑。学生在完成工艺操作（项目）的同时，也有目的地学到了知识，并解决了难题，为以后的工作奠定了基础，这就是CDIO教育理念要达到的目标。
2.合理整合教学内容
“金属工艺学”内容较多，任课教师可以根据自身学校课程设置和相关课程开课次序，对本课程教学内容进行合理整合与调整。要精选教学内容，剔除陈旧、老化的知识，如删除一些陈旧的加工工艺和设备的教学内容，做到少而精。要尽可能选用新教材，补充、丰富教学内容，注重知识的更新；适当增加一些新技术、新工艺以及一些特种加工知识，使教学内容处于学科发展前沿，增强学生毕业后对工作的适应能力。
3.教学方法的改革与创新
该课程内容庞杂，知识面广，概念多且抽象复杂，学生学起来感到枯燥无味，由此产生厌学和惧学情绪。因此在多年教学经验的基础上，对教学理念和教学方法进行改革和创新。
（1）采用类比法教学。对于不容易理解的抽象理论，通过一个贴切的比方，变成形象、具体、易掌握的知识，使学生看得见、学得快、记得牢，易于正确理解教学难点和重点。一门枯燥的课程会因一个生动的例子而使学生感兴趣，采用生动有趣的生活实例类比讲授内容，会大大降低理论学习的难度，使学生在娱乐之中掌握学习内容。例如讲到金属材料在淬火过程中容易变形和开裂时，教师以冬天向一个玻璃杯里倒开水为例，当玻璃杯中倒入开水时，由于杯壁内外温差过大，膨胀率不同，有可能造成杯子破裂。在教学过程中，把每堂课讲授的内容尽量变为浅显易懂的生活实例，学生更容易理解和接受。
（2）采用启发式教学。教学既要注重传授知识，又要启发学生的思维和培养学生分析问题的能力。启发式教学是在教师的提示引导下，学生独立思考，自我发现，分析和解决问题，获得知识和发展能力的一种教学方法。在课堂教学中，经常提出一些日常生活中碰到的有趣的问题，激发学生去独立思考，获取知识，以提高其学习兴趣。例如讲授热处理方法内容时，首先引入一个学生感兴趣的话题，古代的兵器棠溪宝剑为什么具有弹、韧、强、硬四大性能，斩铁不卷刃，弯曲不折断？学生一下子兴趣高涨，集中注意力听完这堂课，讲完课后，留出几分钟时间让学生就这个问题进行讨论。这样不仅调动了学生思维的积极性，还提高了获取知识的能力，收到了良好的教学效果。
（3）采用讨论式教学。讨论式教学法，就是将“讨论”作为一种方法运用于教学，通过教师预先的设计与组织，学生课前的预习与思考，课堂上学生就某一问题各抒己见，从而使师生之间、学生之间处于相互探讨、相互辩驳的教学互动状态，将学生从被动接受知识变为主动探寻的一种教学方法。在讨论教学过程中师生之间、学生之间可就问题进行平等的对话，学生的自主性、创造性得到激发，学生的思维产生碰撞，潜能得到发挥。在问题的相互质疑、共同探讨的过程中，学生的心理素质、学习技巧、研究能力和表达能力均可得到培养和提高，在讨论的同时也有利于参与者相互理解及沟通。可让部分学生上讲台发言，活跃课堂气氛，变教师一言堂为师生互动堂，教学效果相当好。
在课堂教学中，除了采用上面几种教学方法外，还有很多教学方法有助于学生接受知识和理解教学内容，例如利用教具使教学形象化；运用现代化教学手段；善于总结，融会贯通，运用学过的知识分析问题等。尽量避免采用“教师讲，学生听”填鸭式教学，这很难激起学生听课的兴趣和积极性，收不到良好的教学效果，也无法提高教学质量。
三、结论
“金属工艺学”是一门实践性和应用性很强的课程。在CDIO教育模式的指导下，提出了实践教学和理论教学同时进行，相互促进，有机结合的方法，在课堂教学中，要不断创新教学方法，改变教学理念，培养符合社会需求的高素质工程技术人才。
参考文献：
[1]王伟,王殿君,申爱明,等.基于CDIO人才培养模式的机械电子工程专业实践教学体系的改革与探索[J].安徽师范大学学报(自然科学版),2010,33(2):136-138.
[2]徐吉锋.基于CDIO理念的EDA课程教学模式改革与实践[J].中国电力教育,2010,(34):125-126.
[3]倪陈强,贺文海.《金属工艺学》课程教改初探[J].佳木斯教育学院学报,2011,(2):159-161.
[4]王斌.金属工艺学新教学法尝试[J].机械管理开发,2009,24(5):166-167.
[5]陈东海,宋瑞菊,牛景丽.浅论《金属工艺学》的教学改革[J].中国科教创新导刊,2009,(26):190-191.
（责任编辑：宋秀丽）
关键词：CDIO；教育模式；金属工艺学；教学改革
作者简介：郭国林（1976-），男，山西晋城人，常熟理工学院机械工程学院，讲师；徐正亚（1973-），男，江苏常熟人，常熟理工学院机械工程学院，副教授。（江苏常熟215500）
基金项目：本文系常熟理工学院教改项目（项目编号：JG2011022）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）13-0090-02
我国大多数高校的课程设置采用传统的课程教学模式，该模式的主要特点是由浅入深，循序渐进地使学生掌握专业知识和技能，但无法解决课程间交叉、理论与实践脱节的问题；同一专业课程设置缺乏系统性，造成了一些课程中知识重复讲授，浪费了宝贵的课时，使学生知识面狭窄、综合创新能力弱。为了适应现代工程教育的需要，我国许多高校吸收欧美先进的CDIO工程教育理念，结合一般工科院校应用型本科人才培养的特点，开展以CDIO为特色的工程教育模式的研究与实践。
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO作为当今世界高等工程教育的一种新型人才培养模式，正在各工科院校进行试点和推广。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程的理论、技术与经验。
一、课程教学现状
“金属工艺学”是工科类院校的一门专业技术基础课。课程内容涉及金属材料及热处理、铸造、锻造、焊接、切削加工、特种加工的特点、工艺过程和零件结构设计的工艺原则等，其特点是既有系统的理论又有较强的实践性。目前该教学包括两个阶段：第一个阶段先进行金工实习（3~4周）；第二个阶段理论授课（一般32学时左右）。金工实习安排在理论授课的前一个学期进行。
1.理论教学
由于高校教学改革，理论教学课时被压缩，如何在较短的时间内使学生掌握所学知识、提高教学效果是目前工科教学普遍遇到的课题。如果删除或略讲一些章节内容，学生很难系统地学习和了解课程内容，教师也很难完成大纲要求的教学任务，实现教学目的，因此传统的教学模式已经不能适应目前的教学改革要求。由于工科课程本身的特点，理论内容枯燥乏味，且学生没有实践经验。即使经过第一阶段的金工实习，由于理论教学和实践教学放在不同时间段，因此两个教学过程被分割开，很难使理论和实践相结合，理论教学收不到应有的效果。
2.实践教学
“金属工艺学”的实践教学主要是金工实习，一般安排在理论教学的前一学期进行，时间为3～4周。通过实习，学生熟悉金属材料主要加工方法及其所用的各种设备和工具，对主要的工种具有一定的操作能力，并对零件和毛坯的加工工艺过程有一定的了解，以利于后续理论课程的学习，这是开展课堂理论教学的必要前提。实习过程包括冷加工、热加工和热处理等工艺，各种加工方法较多、工艺复杂。实习时主要是实训中心的工人师傅进行实践指导，他们缺乏相应的理论知识，学生很难在较短的实习期间理清各种工艺方法的头绪，把理论知识融入到实践中。在后面的课堂理论教学中，学生回忆实习细节还存在一些困难，从而影响他们对知识的认识深度和综合能力的提高，不利于他们对知识的巩固和记忆。实践教学和课堂教学有机结合，提高学生对知识的理解程度和接受能力，是教学改革研究的主要任务。
二、基于CDIO教育模式的教学改革与实践
1.金工实习与理论教学相结合，把理论知识贯穿于工程实践中
传统的“金属工艺学”课程教学模式是理论教学和实践教学独立安排，虽然课程设置较为系统，但是理论与实践联系不紧密，学生较难深入地学习和掌握工程知识。因此，基于CDIO教育模式，本着“做中学”原则和“基于项目的教育和学习方式”，让学生自觉地、主动地在实践中学习课程内容，通过自身思考和请教师傅，解决遇到的问题和难题，使知识和技术综合提高，记忆深刻，且永久难忘。
有了理论的实践才可以掌握真正的工程技术，为了体现理论来自于实践并且对实践有指导作用，将理论教学与金工实习进行整合，使二者穿插进行，有机结合，可以提高教学质量，发挥出工科教育的最大潜能。在车、铣、刨、磨、钳、钻、镗等冷加工实习时，先到机床上操作，然后进行理论学习，再返回到机床上运用理论知识进行操作，通过实践—理论—实践的教学模式，学生可以掌握专业知识的精髓，加深内容理解的深度。在热加工工艺实习时，先集中讲解铸造、锻造、焊接工艺，暂停理论教学，让学生到现场操作，熟悉设备和工艺，要求学生操作时思考问题。例如，教师提出“砂型铸造时，分型面的选择原则”、“浇注系统为什么要设置冒口”等问题让学生思考，学生也可以自己提出问题，通过自学或者请教老师解决这些问题和疑虑。学生在完成工艺操作（项目）的同时，也有目的地学到了知识，并解决了难题，为以后的工作奠定了基础，这就是CDIO教育理念要达到的目标。
2.合理整合教学内容
“金属工艺学”内容较多，任课教师可以根据自身学校课程设置和相关课程开课次序，对本课程教学内容进行合理整合与调整。要精选教学内容，剔除陈旧、老化的知识，如删除一些陈旧的加工工艺和设备的教学内容，做到少而精。要尽可能选用新教材，补充、丰富教学内容，注重知识的更新；适当增加一些新技术、新工艺以及一些特种加工知识，使教学内容处于学科发展前沿，增强学生毕业后对工作的适应能力。
3.教学方法的改革与创新
该课程内容庞杂，知识面广，概念多且抽象复杂，学生学起来感到枯燥无味，由此产生厌学和惧学情绪。因此在多年教学经验的基础上，对教学理念和教学方法进行改革和创新。
（1）采用类比法教学。对于不容易理解的抽象理论，通过一个贴切的比方，变成形象、具体、易掌握的知识，使学生看得见、学得快、记得牢，易于正确理解教学难点和重点。一门枯燥的课程会因一个生动的例子而使学生感兴趣，采用生动有趣的生活实例类比讲授内容，会大大降低理论学习的难度，使学生在娱乐之中掌握学习内容。例如讲到金属材料在淬火过程中容易变形和开裂时，教师以冬天向一个玻璃杯里倒开水为例，当玻璃杯中倒入开水时，由于杯壁内外温差过大，膨胀率不同，有可能造成杯子破裂。在教学过程中，把每堂课讲授的内容尽量变为浅显易懂的生活实例，学生更容易理解和接受。
（2）采用启发式教学。教学既要注重传授知识，又要启发学生的思维和培养学生分析问题的能力。启发式教学是在教师的提示引导下，学生独立思考，自我发现，分析和解决问题，获得知识和发展能力的一种教学方法。在课堂教学中，经常提出一些日常生活中碰到的有趣的问题，激发学生去独立思考，获取知识，以提高其学习兴趣。例如讲授热处理方法内容时，首先引入一个学生感兴趣的话题，古代的兵器棠溪宝剑为什么具有弹、韧、强、硬四大性能，斩铁不卷刃，弯曲不折断？学生一下子兴趣高涨，集中注意力听完这堂课，讲完课后，留出几分钟时间让学生就这个问题进行讨论。这样不仅调动了学生思维的积极性，还提高了获取知识的能力，收到了良好的教学效果。
（3）采用讨论式教学。讨论式教学法，就是将“讨论”作为一种方法运用于教学，通过教师预先的设计与组织，学生课前的预习与思考，课堂上学生就某一问题各抒己见，从而使师生之间、学生之间处于相互探讨、相互辩驳的教学互动状态，将学生从被动接受知识变为主动探寻的一种教学方法。在讨论教学过程中师生之间、学生之间可就问题进行平等的对话，学生的自主性、创造性得到激发，学生的思维产生碰撞，潜能得到发挥。在问题的相互质疑、共同探讨的过程中，学生的心理素质、学习技巧、研究能力和表达能力均可得到培养和提高，在讨论的同时也有利于参与者相互理解及沟通。可让部分学生上讲台发言，活跃课堂气氛，变教师一言堂为师生互动堂，教学效果相当好。
在课堂教学中，除了采用上面几种教学方法外，还有很多教学方法有助于学生接受知识和理解教学内容，例如利用教具使教学形象化；运用现代化教学手段；善于总结，融会贯通，运用学过的知识分析问题等。尽量避免采用“教师讲，学生听”填鸭式教学，这很难激起学生听课的兴趣和积极性，收不到良好的教学效果，也无法提高教学质量。
三、结论
“金属工艺学”是一门实践性和应用性很强的课程。在CDIO教育模式的指导下，提出了实践教学和理论教学同时进行，相互促进，有机结合的方法，在课堂教学中，要不断创新教学方法，改变教学理念，培养符合社会需求的高素质工程技术人才。
参考文献：
[1]王伟,王殿君,申爱明,等.基于CDIO人才培养模式的机械电子工程专业实践教学体系的改革与探索[J].安徽师范大学学报(自然科学版),2010,33(2):136-138.
[2]徐吉锋.基于CDIO理念的EDA课程教学模式改革与实践[J].中国电力教育,2010,(34):125-126.
[3]倪陈强,贺文海.《金属工艺学》课程教改初探[J].佳木斯教育学院学报,2011,(2):159-161.
[4]王斌.金属工艺学新教学法尝试[J].机械管理开发,2009,24(5):166-167.
[5]陈东海,宋瑞菊,牛景丽.浅论《金属工艺学》的教学改革[J].中国科教创新导刊,2009,(26):190-191.
（责任编辑：宋秀丽）