张雅静

摘 要 工科专业教师的综合能力在创新型工程人才培养中起着重要作用。本文作者结合指导五届 “‘永冠杯中国大学生铸造工艺设计大赛”、十组作品进入决赛，十组作品均获得一等奖的经验体会，阐述“大学生铸造工艺设计大赛”不仅提高学生的工程实践能力，对专业教师的工程实践能力、科研素养及教学水平的促进作用。

关键词 铸造工艺设计大赛 专业教师 综合能力

中图分类号：G451                                 文献标识码：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摇篮。工科教师作为工程科技人才培养过程中的关键主体和核心力量，其能力的高低决定着工程科技人才培养的质量。好教师不都是天生的，是可以培养出来的。高校教师发展是个人发展、教学发展、专业发展和组织发展等多维度的整体发展。教师的专业发展关涉教师个人成长与综合能力的提升，与每位教师的职业生涯休戚相关。教师专业发展的过程是一个不断提高教学能力和创新型工程人才培养能力的过程，教师专业发展水平在很大程度上决定着创新型工程人才培养工作的成效。作为指导过五届“‘永冠杯中国大学生铸造工艺设计大赛”的指导教师，谈一下大赛对专业教师综合能力提升的作用。

中国大学生铸造工艺设计大赛是由中国机械工程学会、中国机械工程学会铸造分会、教育部高等学校机械学科教学指导委员会、中国机械工业教育协会、铸造行业生产力促进中心等单位联合主办的。举办大赛的目的是为了鼓励专业学生夯实铸造专业知识、培养学生工程实践能力、提高学生解决实际问题技能，培养学生的协作精神，提高学生综合素质，为学生提供社会实践活动的平台;为大学生就业创造有利条件和机会;为铸造企 业培养优秀人才;促进我国铸造行业的发展。大赛对学生专业素养的培养、合作精神以及综合能力的提升有积极的促进作用，得到了行业的认可，并且吸引了大批的学生参加;学生感觉参加大赛受益匪浅。同时，作为大赛的指导教师也在指导学生完成作品的过程中综合能力得到很大提升，特别是对青年教师通过参与指导大赛，促进了快速成长，真正实现了教学相长。

1 中国大学生铸造工艺设计大赛促进专业教师注重工程实践能力的提升

大赛的题目完全来源于实际生产，作品内容包括零件名称、材质要求、结构分析、主要生产技术要求（包括造型、熔炼、浇铸、热处理等方面）、工装制具的设计、工艺方案、工艺参数及铸件质量控制（缺陷的预防措施等）;作品需要完成工艺图、工艺说明书和工艺卡。每届大赛经过提交作品的初赛评选出12%左右进入决赛，然后决赛答辩评出一等奖（占提交作品5%左右）及二等奖，从初赛到决赛历时8-10个月（每年略有不同），师生在大半年的业余时间里，集中精力准备大赛作品。由于我校参赛的本科生为大三学生，他们在参赛前只学过专业基础课、还没有接触专业课，对作品的内容及要求完全陌生，这就需要指导教师从接触大赛题目开始就一步一步的引领学生开始完成作品的工作。在准备初赛作品时教师首先要指导学生学习所用软件（如CAD/CAXA、UG、Pro Cast及SolidWorks等），为完成作品做好软件方面的准备;在这一过程中，指导教师自己要对软件的功能及用途进行了解，这样才能在学生完成作品的过程中对学生进行软件方面的指导，这就促进了教师掌握制图及模拟软件。然后，教师要指导学生学习相关铸造专业知识、查阅相关文献;并且教师要对相关的铸造知识及实际生产的工艺、技术进行讲解，引导学生对铸件实际生产过程进行了解，激发学生对实际生产过程的兴趣，为学生完成作品奠定专业理论基础。再者，学生有了铸造相关理论知识后，教师用自己从工厂拍摄的实际生产照片进行实物讲解。在这一过程中学生会提出很多问题，例如：芯盒为什么左右对开，而不是与砂箱一样上下分？箱卡和定位销的作用有什么不同？这一过程启发学生思考问题的同时也促进教师对实际生产每个环节的深入了解。当作品进入决赛后，在准备决赛的一个多月时间里，需要进一步完善作品，不仅要完成作品的思路、作品的结构及内容进行阐述，而且要对每一生产过程的详细流程要了解，这样才能在答辩环节做到对答如流。在这一环节教师自己有时也遇到不清楚的具体实践操作细节，需要请教具有实际生产经验的高级工程师，师生与工厂铸造专家近距离接触真正实现了产学研结合，使师生受益匪浅。

指导大赛的过程要求教师不仅要有丰富的专业知识，同时还要有生产实践经验，并且还要不断学习、掌握铸造方面的新知识及新技术，进行知识的更新，提高自身的知识水平，才能在指导学生完成大赛作品时胸有成竹。由于学生对企业实际生产铸件的具体过程不太了解，指导教师需要对作品内容每一部分进行详细指导，不仅要帮助学生确定每部分的工艺方案，还要详细讲解现场工艺方案是如何实施的，让学生设想成他们自己完成每部分生产工作，这样学生犹如身临其境，不仅提高学生对铸造生产的了解，同时也培养学生发现问题及解决问题的能力，更能有力保障作品的顺利完成。这就对指导教师的实际工程能力有很高的要求，指导教师有丰富的实际生产经验才能对学生正确的指导，避免学生走弯路。学生入门后热情很高，他们废寝忘食的看书、画图和计算机模拟，不断的提出问题，师生不停的讨论、找出解决方案;这个过程能使教师发现自己的短板、意识到工程实践能力的重要性，促使教师不断学习、提高。指导教师的能力是学生快速成长的保障;教师会意识到解决实际工程问题的能力需要进一步加强;这样实现了教学相长。表1为作者指导本科生参加五届 “永冠杯”中国大学生铸造工艺设计大赛的情况，从表中可以看出：从第一次参加第七届大赛开始，指导一组三名本科同学参赛、作品没能进入决赛（获三等奖）;到第二次指导两组六名本科同学参赛，其中一组的作品进入决赛（另一组获得三等奖）、并且获得第一名的好成绩;再到第三次指导三组十名同学参赛、其中两组作品进入决赛（另一组作品获得优秀奖），作品分别获得第一和第三的好成绩;再到第四次指导的三组九名同学参赛，作品全进入决赛并获得一等奖;今年是第五次指导学生参赛，指导的四组十二名同学参赛，四组作品均进入决赛，均获得一等奖;进入决赛的作品100%获得一等奖。随着指导届数的增加，参赛作品数量及参赛本科生数量逐年增加，作品进入决赛的比例逐年增加，获得的一等奖数量逐渐增加，参赛学生每届是不同的，指导教师在连续指导学生参加大赛的过程中，不仅积累了参赛经验，同时丰富了工程实践经验，因而经过师生的努力才能逐年显著提高成绩。因此，中國大学生铸造工艺设计大赛不仅提高学生的工程实践能力，同时也促进专业指导教师工程实践能力的提升。

2 中国大学生铸造工艺设计大赛加强了产学研的合作，促进了专业教师科研能力的提升

在指导大赛的过程中，教师会查阅大量的文献，了解当前铸造生产相关的新理论、新技术、新工艺，获得大量的科技信息，拓宽了教师的视野，为教师的科学研究提供新方向、新课题。特别是在初赛会评和决赛答辩环节，大赛的评审专家均为来自企业及科研院所，他们有的是企业铸造方面的总工程师，有的是科研院所的著名研究员，均具有丰富的铸造实际生产经验、了解目前国内外铸造相关的技术发展。指导教师会上聆听专家的点评，会后参与各高校、科研院所及企业专家的讨论，加强了相互沟通，了解企业实际问题及需求，促进了相互合作，提高了专业教师的科研能力。对于青年教师，由于他们大部分没有企业背景，通过指导大赛能够与铸造专家近距离接触，加强了与企业和科研院所紧密联系，使他们了解了实际铸造产品生产过程及相关技术，同时，企业提出的实际生产遇到的技术问题也为他们提供了研究课题，弥补了他们自身工程能力的不足，促使他们快速成长。

3 中国大学生铸造工艺设计大赛促进专业教师教学改革，提高教师教学水平

工科专业的大学教育具有明显的实践特征，在教学中必须注重培养学生的工程意识、工程实践能力和工程素质。在“新工科”的背景下，创新型卓越工程人才的培养对工科专业教师的教学提出了更高的要求;教师要对教学内容、教育教学方法等方面进行改革，采取系列措施，使学生在理论知识和实践能力之间保持均衡，提升学生的综合能力。在教学内容上，要理论联系实际，不仅讲授专业的新理论、新技术，同时也要讲授生产实际工艺及流程，这些就要求专业教师要具有一定的工程背景（经历）。教学方法上的改革，由于大赛作品的内容包括了铸件生产的全部流程，具有指导大赛经验的教师在讲授专业课过程中，可以将讲课内容与大赛相关部分结合，让学生了解这部分知识的实际应用，使学生明确学习目的，提高学生学习的兴趣，使学生真正形成较强的自主学习能力。例如，我们在讲授“金属凝固理论”这门课程中的金属的凝固方式、金属凝固缺陷形成及控制两部分时，结合大赛作品的材质和图纸讲解这两部分理论的应用，并且给学生演示了作品的凝固过程及缺陷形成的计算机模拟，学生很感兴趣，提出了许多问题，授课效果很好，增强了教师对教学方法改革的热情，提高了教师的教学水平。

4 结语

大学生铸造工艺设计大赛提高了学生的工程实践能力，促进了专业教师综合能力的提升，有利于“新工科”背景下创新型工程人才的培养，专业教师应积极参与指导学生参加大赛，在完成作品过程中，实现师生共同进步提高，为我国的工业发展做出贡献。

东北大学教师发展专项资助（项目号：DDJFZ202005），东北大学教学改革项目资助

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