“大學生鑄造工藝設計大賽”促進專業教師綜合能力的提升

張雅靜

摘 要 工科專業教師的綜合能力在創新型工程人才培養中起著重要作用。本文作者結合指導五屆 “‘永冠杯中國大學生鑄造工藝設計大賽”、十組作品進入決賽，十組作品均獲得一等獎的經驗體會，闡述“大學生鑄造工藝設計大賽”不僅提高學生的工程實踐能力，對專業教師的工程實踐能力、科研素養及教學水平的促進作用。

關鍵詞 鑄造工藝設計大賽 專業教師 綜合能力

中圖分類號：G451? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2021.02.030

The National Undergraduates' Foundry Technology Designing Competition Improves the Comprehensive Ability of Professional Teachers

ZHANG Yajing

（School of Materials Science & Engineering， Northeastern University， Shenyang， Liaoning 110819）

Abstract The comprehensive ability of professional teachers has a great effect on training innovative engineering talents. In the paper， based some experiences of a tutor of five times the national undergraduates foundry technology designing competitions， the effective role of the competition is illustrated on professional teachers in the area of engineering practice ability， science research quality and teaching level.

Keywords national undergraduates' foundry technology designing competition; professional teacher; comprehensive ability

工程教育是工程科技人才成長的搖籃。工科教師作為工程科技人才培養過程中的關鍵主體和核心力量，其能力的高低決定著工程科技人才培養的質量。好教師不都是天生的，是可以培養出來的。高校教師發展是個人發展、教學發展、專業發展和組織發展等多維度的整體發展。教師的專業發展關涉教師個人成長與綜合能力的提升，與每位教師的職業生涯休戚相關。教師專業發展的過程是一個不斷提高教學能力和創新型工程人才培養能力的過程，教師專業發展水平在很大程度上決定著創新型工程人才培養工作的成效。作為指導過五屆“‘永冠杯中國大學生鑄造工藝設計大賽”的指導教師，談一下大賽對專業教師綜合能力提升的作用。

中國大學生鑄造工藝設計大賽是由中國機械工程學會、中國機械工程學會鑄造分會、教育部高等學校機械學科教學指導委員會、中國機械工業教育協會、鑄造行業生產力促進中心等單位聯合主辦的。舉辦大賽的目的是為了鼓勵專業學生夯實鑄造專業知識、培養學生工程實踐能力、提高學生解決實際問題技能，培養學生的協作精神，提高學生綜合素質，為學生提供社會實踐活動的平臺;為大學生就業創造有利條件和機會;為鑄造企 業培養優秀人才;促進我國鑄造行業的發展。大賽對學生專業素養的培養、合作精神以及綜合能力的提升有積極的促進作用，得到了行業的認可，并且吸引了大批的學生參加;學生感覺參加大賽受益匪淺。同時，作為大賽的指導教師也在指導學生完成作品的過程中綜合能力得到很大提升，特別是對青年教師通過參與指導大賽，促進了快速成長，真正實現了教學相長。

1 中國大學生鑄造工藝設計大賽促進專業教師注重工程實踐能力的提升

大賽的題目完全來源于實際生產，作品內容包括零件名稱、材質要求、結構分析、主要生產技術要求（包括造型、熔煉、澆鑄、熱處理等方面）、工裝制具的設計、工藝方案、工藝參數及鑄件質量控制（缺陷的預防措施等）;作品需要完成工藝圖、工藝說明書和工藝卡。每屆大賽經過提交作品的初賽評選出12%左右進入決賽，然后決賽答辯評出一等獎（占提交作品5%左右）及二等獎，從初賽到決賽歷時8-10個月（每年略有不同），師生在大半年的業余時間里，集中精力準備大賽作品。由于我校參賽的本科生為大三學生，他們在參賽前只學過專業基礎課、還沒有接觸專業課，對作品的內容及要求完全陌生，這就需要指導教師從接觸大賽題目開始就一步一步的引領學生開始完成作品的工作。在準備初賽作品時教師首先要指導學生學習所用軟件（如CAD/CAXA、UG、Pro Cast及SolidWorks等），為完成作品做好軟件方面的準備;在這一過程中，指導教師自己要對軟件的功能及用途進行了解，這樣才能在學生完成作品的過程中對學生進行軟件方面的指導，這就促進了教師掌握制圖及模擬軟件。然后，教師要指導學生學習相關鑄造專業知識、查閱相關文獻;并且教師要對相關的鑄造知識及實際生產的工藝、技術進行講解，引導學生對鑄件實際生產過程進行了解，激發學生對實際生產過程的興趣，為學生完成作品奠定專業理論基礎。再者，學生有了鑄造相關理論知識后，教師用自己從工廠拍攝的實際生產照片進行實物講解。在這一過程中學生會提出很多問題，例如：芯盒為什么左右對開，而不是與砂箱一樣上下分？箱卡和定位銷的作用有什么不同？這一過程啟發學生思考問題的同時也促進教師對實際生產每個環節的深入了解。當作品進入決賽后，在準備決賽的一個多月時間里，需要進一步完善作品，不僅要完成作品的思路、作品的結構及內容進行闡述，而且要對每一生產過程的詳細流程要了解，這樣才能在答辯環節做到對答如流。在這一環節教師自己有時也遇到不清楚的具體實踐操作細節，需要請教具有實際生產經驗的高級工程師，師生與工廠鑄造專家近距離接觸真正實現了產學研結合，使師生受益匪淺。

指導大賽的過程要求教師不僅要有豐富的專業知識，同時還要有生產實踐經驗，并且還要不斷學習、掌握鑄造方面的新知識及新技術，進行知識的更新，提高自身的知識水平，才能在指導學生完成大賽作品時胸有成竹。由于學生對企業實際生產鑄件的具體過程不太了解，指導教師需要對作品內容每一部分進行詳細指導，不僅要幫助學生確定每部分的工藝方案，還要詳細講解現場工藝方案是如何實施的，讓學生設想成他們自己完成每部分生產工作，這樣學生猶如身臨其境，不僅提高學生對鑄造生產的了解，同時也培養學生發現問題及解決問題的能力，更能有力保障作品的順利完成。這就對指導教師的實際工程能力有很高的要求，指導教師有豐富的實際生產經驗才能對學生正確的指導，避免學生走彎路。學生入門后熱情很高，他們廢寢忘食的看書、畫圖和計算機模擬，不斷的提出問題，師生不停的討論、找出解決方案;這個過程能使教師發現自己的短板、意識到工程實踐能力的重要性，促使教師不斷學習、提高。指導教師的能力是學生快速成長的保障;教師會意識到解決實際工程問題的能力需要進一步加強;這樣實現了教學相長。表1為作者指導本科生參加五屆 “永冠杯”中國大學生鑄造工藝設計大賽的情況，從表中可以看出：從第一次參加第七屆大賽開始，指導一組三名本科同學參賽、作品沒能進入決賽（獲三等獎）;到第二次指導兩組六名本科同學參賽，其中一組的作品進入決賽（另一組獲得三等獎）、并且獲得第一名的好成績;再到第三次指導三組十名同學參賽、其中兩組作品進入決賽（另一組作品獲得優秀獎），作品分別獲得第一和第三的好成績;再到第四次指導的三組九名同學參賽，作品全進入決賽并獲得一等獎;今年是第五次指導學生參賽，指導的四組十二名同學參賽，四組作品均進入決賽，均獲得一等獎;進入決賽的作品100%獲得一等獎。隨著指導屆數的增加，參賽作品數量及參賽本科生數量逐年增加，作品進入決賽的比例逐年增加，獲得的一等獎數量逐漸增加，參賽學生每屆是不同的，指導教師在連續指導學生參加大賽的過程中，不僅積累了參賽經驗，同時豐富了工程實踐經驗，因而經過師生的努力才能逐年顯著提高成績。因此，中國大學生鑄造工藝設計大賽不僅提高學生的工程實踐能力，同時也促進專業指導教師工程實踐能力的提升。

2 中國大學生鑄造工藝設計大賽加強了產學研的合作，促進了專業教師科研能力的提升

在指導大賽的過程中，教師會查閱大量的文獻，了解當前鑄造生產相關的新理論、新技術、新工藝，獲得大量的科技信息，拓寬了教師的視野，為教師的科學研究提供新方向、新課題。特別是在初賽會評和決賽答辯環節，大賽的評審專家均為來自企業及科研院所，他們有的是企業鑄造方面的總工程師，有的是科研院所的著名研究員，均具有豐富的鑄造實際生產經驗、了解目前國內外鑄造相關的技術發展。指導教師會上聆聽專家的點評，會后參與各高校、科研院所及企業專家的討論，加強了相互溝通，了解企業實際問題及需求，促進了相互合作，提高了專業教師的科研能力。對于青年教師，由于他們大部分沒有企業背景，通過指導大賽能夠與鑄造專家近距離接觸，加強了與企業和科研院所緊密聯系，使他們了解了實際鑄造產品生產過程及相關技術，同時，企業提出的實際生產遇到的技術問題也為他們提供了研究課題，彌補了他們自身工程能力的不足，促使他們快速成長。

3 中國大學生鑄造工藝設計大賽促進專業教師教學改革，提高教師教學水平

工科專業的大學教育具有明顯的實踐特征，在教學中必須注重培養學生的工程意識、工程實踐能力和工程素質。在“新工科”的背景下，創新型卓越工程人才的培養對工科專業教師的教學提出了更高的要求;教師要對教學內容、教育教學方法等方面進行改革，采取系列措施，使學生在理論知識和實踐能力之間保持均衡，提升學生的綜合能力。在教學內容上，要理論聯系實際，不僅講授專業的新理論、新技術，同時也要講授生產實際工藝及流程，這些就要求專業教師要具有一定的工程背景（經歷）。教學方法上的改革，由于大賽作品的內容包括了鑄件生產的全部流程，具有指導大賽經驗的教師在講授專業課過程中，可以將講課內容與大賽相關部分結合，讓學生了解這部分知識的實際應用，使學生明確學習目的，提高學生學習的興趣，使學生真正形成較強的自主學習能力。例如，我們在講授“金屬凝固理論”這門課程中的金屬的凝固方式、金屬凝固缺陷形成及控制兩部分時，結合大賽作品的材質和圖紙講解這兩部分理論的應用，并且給學生演示了作品的凝固過程及缺陷形成的計算機模擬，學生很感興趣，提出了許多問題，授課效果很好，增強了教師對教學方法改革的熱情，提高了教師的教學水平。

4 結語

大學生鑄造工藝設計大賽提高了學生的工程實踐能力，促進了專業教師綜合能力的提升，有利于“新工科”背景下創新型工程人才的培養，專業教師應積極參與指導學生參加大賽，在完成作品過程中，實現師生共同進步提高，為我國的工業發展做出貢獻。

東北大學教師發展專項資助（項目號：DDJFZ202005），東北大學教學改革項目資助

參考文獻

[1] 孫玉娟.以工程實踐能力為導向的高校工科教師隊伍建設研究.浙江大學碩士學位論文，2019.5.

[2] 譚天偉，于穎，賈永芳，孟子超.工科院校青年教師工程素質提升路徑探析[J].高等工程教育研究，2016，3：30-34.

[3] 李平，牟宗剛，李倩，陳中合，姜占坤.面向“卓越計劃”提升工科專業教師工程素質的探討[J].化工高等教育，2015，146（6）：13-15.

[4] “永冠杯”中國大學生鑄造工藝設計大賽http：//www.chinafoundry.org/

[5] 李明秋.以學科競賽促進實踐教學改革[J].科技教育，2018，16：141-142.

[6] 白艷茹，馮濤，王旭.大學生電子設計競賽促進高校青年教師綜合能力的提高[J].中國現代教育裝備，2011，121（9）：133-135.

[7] 張文文.基于教師專業發展的高校工科教師培訓研究[J].高教論壇，2019，15（5）：19-20.