“材料成型設備及自動化”課程教學方法探析

摘要：“材料成型設備及自動化”課程主要介紹實現(xiàn)材料成型的裝置。在實際教學過程中，結合高等教育的教學規(guī)律，不斷總結經(jīng)驗得出了一些心得體會，并通過實踐證明了這些教學方法的有效性。

關鍵詞：材料成型設備及自動化；課程；教學方法

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）21-0103-01

材料成型設備是指用以實現(xiàn)材料成型的裝置。設備是整個工業(yè)和國民經(jīng)濟的基礎，工業(yè)的自動化與信息化又是現(xiàn)代工業(yè)與國民經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢。材料成型加工設備及其自動化的進展是材料成型加工工業(yè)技術發(fā)展的重要標志，材料成型設備的功能、機械化、自動化及現(xiàn)代化程度直接關系到成型工藝的可實現(xiàn)性、成型精度和質(zhì)量、生產(chǎn)效率及生產(chǎn)環(huán)境等。[1]“材料成型設備及自動化”課程著重闡述“材料成型方法—工藝要求—相應設備—各個設備之間的相互聯(lián)系—自動控制技術”之間的關系。該課程以典型的材料成型工藝方法為主線，是材料成型及控制工程專業(yè)學生重要的專業(yè)課，與實際生產(chǎn)結合得非常緊密。其主要內(nèi)容包括金屬液態(tài)成型設備及自動化、金屬塑性成型設備及自動化、金屬焊接成型設備及自動化和塑料成型設備及自動化四大篇章。

該課程教學以介紹材料的成型設備為主體，講述成型設備的自動化為重點，教學目的是幫助學生獲得必要的設備及自動化方面的基本知識，了解材料成型設備及自動化技術的發(fā)展前沿，掌握其特點；在全面了解與掌握材料成型設備種類及結構特點的基礎上，幫助學生重點學習金屬材料成型、高分子塑料成型、快速成型等設備及新型自動化技術，為培養(yǎng)新時代高素質(zhì)的材料加工人才奠定基礎。

一、調(diào)動學生的興趣

興趣是最好的老師，興趣能使人學習目標明確，積極主動，從而能自覺克服各種艱難困苦，獲取學習的最大成就，并能在活動過程中不斷體驗成功的愉悅。[2]因此，在開始某一課程的教學時引起學生的興趣、調(diào)動學生學習的積極性成為每個教師的首要工作?！安牧铣尚驮O備及自動化”與生產(chǎn)直接相連，所以可以從實用性角度出發(fā)，結合生活中常見的一些實例引起學生的注意。例如：一輛汽車的生產(chǎn)就離不開這門課程的四大類成型設備：汽車發(fā)動機、各類鋼梁大多是鑄造而成的，需要用到液態(tài)成型設備；車門、車身覆蓋件多為沖壓件，是由金屬塑性成型設備加工而成的；汽車要實現(xiàn)輕量化就必須將一些不重要的零部件如汽車內(nèi)飾件由塑料代替，這是由相應的塑料成型設備加工而成的；而汽車車身整體的組裝也離不開金屬焊接成型設備。通過實例可以讓學生了解該課程的實用性和重要性，激發(fā)學生的學習興趣，從而使學生對該門課程予以重視。

此外，在學習過程中還可以通過課堂提問、學生上臺講述等方式增加與學生的互動，從而充分發(fā)揮學生的主觀能動性。例如課后布置一些小作業(yè)，要求學生對某個設備的工作原理、結構特點和生產(chǎn)用途進行分析總結，然后讓學生上臺講解，這樣既可以調(diào)動學生的積極性，又可以讓學生加深對設備結構的理解，從而提高學生機械結構設計分析的能力，培養(yǎng)學生當眾演講的能力。

二、總—分—總進行講解

總—分—總分別是指總體概述、分而解說、總結歸納。第一個“總”即總體概述要做到結合某個產(chǎn)品的整個生產(chǎn)流程進行說明。例如金屬型材的生產(chǎn)流程、生產(chǎn)的重點等要介紹清楚，從而為后面的“分”作鋪墊。分而解說就是詳細、有重點地針對每一道流程及其涉及到的工業(yè)設備進行講解，最后再進行一次總結歸納，讓學生加深印象與理解。

傳統(tǒng)教材的知識點多而散，沒有整合，容易出現(xiàn)“學過就忘”“學無以致用”等現(xiàn)象。而采用總—分—總的教學方法，結合生產(chǎn)實際由整體到細節(jié)，再到整體，這樣的講解更容易讓學生理解和接受。

三、二維圖形講解技巧

圖形是學生最容易理解和接受的信息表達方式，是教師最方便講解的信息傳播載體。[3]該課程的特點是介紹實際的生產(chǎn)設備，所以教材中涉及了大量的設備圖片，其中黑白的二維圖片占了絕大多數(shù)。因此，如何引導學生看懂這些圖片成為本課程教學的一大難題。由于條件的限制、網(wǎng)絡資源有限，所能找到的三維彩圖和動畫視頻實在有限，所以教學不得不圍繞課本上的黑白二維圖片來進行講解。學生常常提出“想象不出實際的機械設備”“看不懂結構圖”“無法想象設備是如何運行的”等意見和抱怨，這為教學工作的開展帶來了很大困難。在不斷總結教學經(jīng)驗的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)：在講解二維設備結構圖的過程中，不需要每個細節(jié)都提到，而是“抓重點”。結合設備的主要用途找出該設備的主要工作零部件（一般為2～3個），只要把主要工作零部件的結構組成以及它們之間的關系理順，其他的輔助結構簡單說明，即可了解整臺設備。如果每個細節(jié)都要提到，力求面面俱到，反而容易讓學生分不清主次，抓不到關鍵，從而產(chǎn)生厭學心理。

此外，在條件允許的情況下，可以通過網(wǎng)絡查找或者Flash動畫制作等方式盡可能多地找一些三維實物圖、視頻動畫，借助多媒體教學工具讓學生更形象地理解和掌握各類設備的結構。

四、對比分析，加深印象

“材料成型設備及自動化”課程涉及的設備結構較多，很容易讓學生學了后面忘前面，或者幾種設備混淆不清。在教學過程中，采用對比分析、歸納總結的方式，即對同類型設備的結構組成、功能用途、工作原理等進行對比分析，歸納其“共同點”，找出其“不同點”，可以使學生第一時間就抓住某兩個或者幾個材料成型設備的各自特點，并迅速掌握它們的結構特征和工作原理，使教學達到事半功倍的效果。

例如金屬塑性成型設備中的通用機械壓力機、液壓機和螺旋壓力機三大類設備就有很多的共同點：都屬于壓力成型設備，都是借用沖壓力對各類金屬型材進行加工，它們的設備結構有很多地方是相像的甚至是相同的。而這三類設備的主要不同點在于它們的主要工作原件的驅(qū)動與傳動方式不同：機械壓力機主要依靠電動機驅(qū)動，借助機械構件間的剛性傳動而實現(xiàn)壓力加工；液壓機利用液體的壓力勢能，借助各種泵來驅(qū)動工作元件；螺旋壓力機則是通過一組或一組以上的內(nèi)外螺栓的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的壓力來實現(xiàn)壓力加工?；谶@一不同點，可以引申介紹它們的噸位、加工精度、加工特點和應用范圍之間的差別。這樣可以快速地讓學生掌握同類型設備的結構特點，并且形象生動、思路清晰、易于理解。

五、考核方法

必修課大多采用閉卷考試的考核方法，但結合“材料成型設備及自動化”課程的特點，筆者認為閉卷考試并不能體現(xiàn)學生對“材料成型設備及自動化”課程的掌握程度?！安牧铣尚驮O備及自動化”課程的考核目的是檢驗學生對材料成型工藝的掌握，對材料成型生產(chǎn)方式、生產(chǎn)流程的理解，對實際生產(chǎn)設備結構組成、工作原理及其自動化控制方式的認識。一張試卷所能涵蓋的內(nèi)容有限，考查的范圍狹窄，并不能考查學生對課程的掌握程度。筆者認為，可以結合平時課堂的互動問答、小作業(yè)考核，再通過布置大作業(yè)的形式進行考核，即多方面、多方位地進行考核。例如布置大作業(yè)，讓學生針對某種產(chǎn)品設計一套生產(chǎn)流程以及每道流程上用到的設備，并且給出設備的簡單結構圖，這樣更能體現(xiàn)出學生對課程的理解，從而提高學生掌握機械設備知識的能力。

六、結束語

“材料成型設備及自動化”課程的教學是一門系統(tǒng)工程，在今后的教學過程中還會不斷遇到很多難題，需要不斷進行教學總結和教學反思，不斷改進教學方法和教學方式，才能不斷提高教學效果，調(diào)動學生的興趣和學習積極性，提高該課程的教學效果。

參考文獻：

[1]王敏.材料成形設備及自動化[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]趙文華.高等教育系統(tǒng)論[M].桂林：廣西師范大學出版社，2001.

[3]黎秋萍.《機械工程材料及機械制造基礎》課程的改革與實踐[J].華東交通大學學報，2005，（12）.

（責任編輯：王祝萍）