塑性成形工藝及模具設(shè)計課程教學探析

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［摘要］在新工科建設(shè)背景下，為加強塑性成形工藝及模具設(shè)計領(lǐng)域?qū)I(yè)人才培養(yǎng)，在把握核心課程特點基礎(chǔ)上對課程教學現(xiàn)狀進行了分析。通過剖析課程教學問題，從教學內(nèi)容規(guī)劃、混合教學手段引入、創(chuàng)新實踐教學開展等方面對課程教學改革路徑進行了探索，希望能夠推動課程的建設(shè)與發(fā)展，培養(yǎng)出綜合素質(zhì)能力達標的模具人才。

［關(guān)鍵詞］塑性成型工藝及模具設(shè)計;核心課程;教學改革

引言

在“中國制造2025”等戰(zhàn)略實施背景下，各高校加快了新工科建設(shè)研究與實踐，希望通過培養(yǎng)高素質(zhì)、復合型的卓越工程技術(shù)人才為國家重大發(fā)展戰(zhàn)略的實施提供支持。

一、塑性成形工藝及模具設(shè)計核心課程特點

塑性成形工藝及模具設(shè)計核心課程包含金屬材料塑性成形方式、鍛造和沖壓加工、工藝分析、模具設(shè)計等多項內(nèi)容，采取理論授課、實驗、課程設(shè)計等各環(huán)節(jié)，確保學生掌握沖裁、拉深等工藝基本原理，能夠結(jié)合工藝特點完成工藝方案制定和工藝計算，最終實現(xiàn)模具合理設(shè)計。但實際課程理論內(nèi)容帶有一定的抽象性，知識點多且分散，不同知識點對應(yīng)的案例并不相同，給學生系統(tǒng)學習和理解工藝原理、模具設(shè)計理論等內(nèi)容帶來了困難，因此需對課程教學進行系列改革，確保人才培養(yǎng)目標可以順利實現(xiàn)。

二、塑性成形工藝及模具設(shè)計核心課程教學現(xiàn)狀

(一)課程內(nèi)容滯后

從課程內(nèi)容上來看，塑性成形工藝及模具設(shè)計大致可以劃分為基本原理、基本工藝、模具結(jié)構(gòu)和工程應(yīng)用四個部分，渉及各種金屬材料鍛壓工藝流程，講解的模具結(jié)構(gòu)也存在明顯差異。面對內(nèi)容繁雜的教材，在課時有限的情況下教師通常會選擇一些經(jīng)典案例內(nèi)容進行講解，實際與材料學等其他課程存在理論重疊部分，對于學生來講缺乏新意，難以激發(fā)學生學習興趣。此外，經(jīng)典內(nèi)容受背景條件限制，存在一定滯后性。如金屬塑性成形理論盡管擁有堅實歷史，但近年來發(fā)展迅速，促使新工藝、新技術(shù)不斷出現(xiàn)。但由于課本中并未更新這些內(nèi)容，造成教師講解的課程知識體系相對落后，缺乏與專業(yè)實踐的聯(lián)系，給學生學習帶來了困擾，對有關(guān)知識的理解流于淺層，不利于學生今后發(fā)展。

(二)教學手段單一

在課程教學方面，教師習慣于采取灌輸式方式進行理論講解，如講解軋制計算內(nèi)容會花費大量時間講解公式推導過程。面對冗雜且抽象的內(nèi)容，學生容易喪失課程學習信心。為幫助學生理解抽象課程內(nèi)容，不少教師頻繁采用多媒體技術(shù)進行模具結(jié)構(gòu)、工藝流程的動態(tài)展示。但過于依賴動畫、視頻，造成學生難以充分發(fā)揮空間想象力，在短時間記憶后將學過的內(nèi)容拋之腦后，未能真正理解內(nèi)容本質(zhì)。如在課程作業(yè)設(shè)計上，因為理解深度不足，只有少數(shù)學生可以獨立完成作業(yè)，多數(shù)學生都存在作品抄襲雷同問題。長期采用單一教學手段，造成學生成了知識“容器”，在課程學習方面缺乏主動性。在沉悶的課堂上，師生間缺乏互動，難以對教學內(nèi)容的深入思考和探索，繼而造成課程教學效果不理想。

(三)缺乏實踐認知

塑性成形工藝及模具設(shè)計為實踐性較強的課程，要求學生運用專業(yè)知識和技能解決實踐問題。但受課程資源限制，安排的實驗通常不超10學時，只能簡單了解簡單的生產(chǎn)加工過程。學生參與動手實踐的機會較少，大多通過生產(chǎn)實例、視頻教學等途徑了解生產(chǎn)實踐，難以做到全面掌握生產(chǎn)加工流程和模具裝配過程等，給你學生建立知識與實踐生產(chǎn)問題的聯(lián)系帶來了困難。與此同時，高校教師多畢業(yè)后直接在學校工作，對專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的了解程度同樣不足，在指導學生學習金屬材料沖壓等加工工藝環(huán)節(jié)時缺少實踐經(jīng)驗。學生在課程設(shè)計實踐中，主要通過專業(yè)設(shè)計和制造軟件進行模具設(shè)計，但由于缺乏對塑性成形工藝不同實踐環(huán)節(jié)的深刻認識，設(shè)計出的作品難以與工藝完美結(jié)合，遇到復雜模具結(jié)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)無從下手的問題。

(四)考評體系不全

在課程教學考評方面，學生取得的成績主要包含平時成績、實驗成績和期末考試成績，其中期末考試成績占60%比重，其余兩項各站20%。而平時成績主要由教師根據(jù)學生課堂出勤和問題回答情況評定，難以客觀掌握學生學習情況。試驗成績根據(jù)實驗報告和模具設(shè)計情況評定，但實際報告內(nèi)容和設(shè)計作品大多雷同，也難以有效反映學生知識運用情況。在期末考試成績占比較大時，主要依靠考試成績反映課程教學情況，只能考查學生對相關(guān)理論和知識的記憶和理解水平，難以反映學生的綜合實踐能力。

三、塑性成形工藝及模具設(shè)計核心課程教學改革路徑

(一)做好教學內(nèi)容規(guī)劃

在核心課程教學改革中，應(yīng)做好教學內(nèi)容整體規(guī)劃設(shè)計，適當精簡傳統(tǒng)理論內(nèi)容的同時，引入新技術(shù)、新工藝和新材料，通過擴充前沿理論使課程教學保持與時俱進。針對軋制、沖裁、拉深等傳統(tǒng)工藝，考慮到學生學習其他課程時也有所渉及，在實習期間也會參觀工藝生產(chǎn)過程，所以可以簡單講述，同時給學生布置自學任務(wù)，由學生自主學習該部分內(nèi)容。針對翻邊、脹形等初次渉及內(nèi)容，應(yīng)重點講解。課程渉及的工藝和模具設(shè)計原則較多，逐一講解將造成學生精力分散，不利于突出課程內(nèi)容重點。合理進行課程內(nèi)容安排，加強基本概念、原則和工藝的聯(lián)系，能夠簡化課程知識點，為學生系統(tǒng)學習提供指導。如講解沖壓模具設(shè)計內(nèi)容時，可以結(jié)合止動件復合模設(shè)計例子加強模具選取原則與沖裁工藝的聯(lián)系，通過講解單工序模、級進模等不同模具把握工藝方案、排樣和定位等設(shè)計原則，掌握相關(guān)計算方法。作為教師，應(yīng)當主動了解相關(guān)領(lǐng)域知識更新情況，通過講解增材制造、快速凝固等新技術(shù)拓寬學生視野，同時增加課程教學的深度和廣度。聯(lián)系課程原有內(nèi)容適時導入新知識，可以幫助學生加強課程與專業(yè)的聯(lián)系，充分調(diào)動學生的學習動力，引導學生形成關(guān)注行業(yè)發(fā)展動態(tài)的良好習慣。

(二)引入混合教學手段

在課程教學手段創(chuàng)新上，可以采用混合教學模式，即不拘泥于課程原本教學模式，運用多種教學手段開展豐富課堂教學活動，充分發(fā)揮學生的主觀能動性。幫助學生形成主動學習的態(tài)度，可以主動學習、理解和思考課程內(nèi)容，探索知識運用方法和過程，形成應(yīng)有的工程素養(yǎng)。如采用線上與線下相結(jié)合的教學形式，可以慕課形式在課前安排學生完成基礎(chǔ)理論和內(nèi)容的預習，在課上針對學生不理解的內(nèi)容進行重點講解。采取該種教學形式，通過慕課平臺可以發(fā)布知識點視頻、課件等資料，增強學生對知識點的敏感度。根據(jù)平臺信息反饋，教師可以掌握學生視頻觀看時常、學生討論內(nèi)容和預習難點等，做好課堂教學準備。采取混合教學模式，教師可以在線上傳遞整個章節(jié)知識構(gòu)圖，提出開放性的知識討論話題和布置相關(guān)作業(yè)。在課堂教學中，教師可以選取線上優(yōu)秀學生作品進行講解，實現(xiàn)章節(jié)思維導圖總結(jié)和串講，強化學生思維模塊化意識培養(yǎng)。融合線上和線下教學資源，安排學生在線上進行模具裝調(diào)等視頻學習，在線下進行沖壓設(shè)備操作、模具安裝調(diào)試，可以使學生經(jīng)過思考后真正掌握模具結(jié)構(gòu)特點，得到工程實踐能力鍛煉。

(三)開展創(chuàng)新實踐教學

單純依靠幾次實驗培養(yǎng)學生的實踐能力，顯然無法達到復合型人才培養(yǎng)要求。引入教師橫向科研課題和項目，通過校企合作將典型生產(chǎn)應(yīng)用當成是教學載體，能夠開展創(chuàng)新實踐教學，幫助學生產(chǎn)生豐富的模具學習和設(shè)計體驗，產(chǎn)生對金屬材料塑性加工工藝的深入認識。如將企業(yè)汽車曲軸生產(chǎn)實踐當成是學習平臺，可以安排學生參與到動手實踐中，在現(xiàn)場情境幫助下引導學生將知識順利轉(zhuǎn)化為技能。以教師承接的沖裁模具設(shè)計項目為教學任務(wù)，可以在學生完成工藝分析、方案制定等內(nèi)容學習后將學生劃分為多個小組，各自根據(jù)任務(wù)繪制二維零件圖和裝配圖。利用項目經(jīng)費增設(shè)實驗操作環(huán)節(jié)，安排學生嘗試進行零件三維造型和裝配設(shè)計，能夠加深學生對模具結(jié)構(gòu)和裝配原理的理解和認識。在實踐學習過程中，學生可以相互學習和討論，深刻理解有關(guān)知識點的同時，加強知識運用，得到實踐能力的充分鍛煉。使項目教學貫穿章節(jié)學習過程，通過開展階段性匯報工作能夠幫助教師掌握學生的知識轉(zhuǎn)化情況，適時進行理論和技術(shù)指導，促使學生自主完成知識體系建構(gòu)，獲得深刻實踐體會。

(四)健全課程考評體系

為推動課程教學效果的持續(xù)改進，為專業(yè)人才培養(yǎng)指明方向，應(yīng)健全課程考評體系，做到全面、客觀反映學生知識、能力等各方面發(fā)展情況。通過線上+線下模式開展教學，可以根據(jù)課堂考勤、線上任務(wù)完成情況、作業(yè)完成情況三個方面對日常成績進行評定，分數(shù)占比為25%。增設(shè)創(chuàng)新實踐項目，與實驗一同構(gòu)成實踐成績考核內(nèi)容，評分占比分別占20%和10%，總體占30%。在期末階段，可以增設(shè)工藝操作和模具設(shè)計答辯環(huán)節(jié)，評分占總成績15%，期末考試成績占比30%。通過優(yōu)化考評分數(shù)結(jié)構(gòu)占比，可以使學生重視平時表現(xiàn)和實踐學習，避免學生將主要精力放在應(yīng)付期末考試上。而不同考核方式側(cè)重點不同，能夠分別考查學生理論水平、實踐能力、綜合素質(zhì)等各方面發(fā)展情況。根據(jù)學生分數(shù)，能夠了解各階段課程教學問題，有針對性地進行后續(xù)教學內(nèi)容和方法調(diào)整，確保學生能夠取得全面發(fā)展。

四、結(jié)論

結(jié)合課程改革需求探索完善的塑性成形工藝及模具設(shè)計核心課程教學體系，需要實現(xiàn)教學內(nèi)容科學規(guī)劃，向?qū)W生傳授先進行業(yè)知識，并運用混合教學手段體現(xiàn)學生主體性，引入創(chuàng)新項目增強教學實踐性，最終通過健全課程考評體系推動課程教學的不斷完善。伴隨著課程教學改革的不斷推進，能夠培養(yǎng)出綜合型、應(yīng)用型材料成型及控制工程專業(yè)人才，為工業(yè)興國戰(zhàn)略落實提供有力支撐。

參考文獻:

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［2］付曉惠，俞夢璇，劉宇婷．建筑設(shè)計課程中模型設(shè)計環(huán)節(jié)教學研究［J］．湖北開放職業(yè)學院學報，2020，33(19):151－153．

作者:王昌福 單位:江蘇省安全技術(shù)職業(yè)學院基礎(chǔ)部