“材料成形基礎(chǔ)課程設(shè)計”自主學(xué)習(xí)平臺研究及應(yīng)用

李莉 詹肇麟

摘要：闡述了“材料成形基礎(chǔ)課程設(shè)計”自主學(xué)習(xí)平臺研究的意義、內(nèi)容和方法。并對開發(fā)研究的“材料成形基礎(chǔ)課程設(shè)計”自主學(xué)習(xí)平臺的實際應(yīng)用情況進行了分析。

關(guān)鍵詞：材料成形；課程設(shè)計；自主學(xué)習(xí)

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）30-0188-02

1981年語言學(xué)家holec將自主學(xué)習(xí)定義為“自我管理學(xué)習(xí)能力，學(xué)習(xí)者自己制定教學(xué)目標，控制學(xué)習(xí)過程，并對學(xué)習(xí)成果進行評估”[1]。Holec的研究從根本上否定了以教師為中心的教學(xué)模式，最早確立了以“學(xué)生為中心”的教育理念。當(dāng)今社會日漸成為學(xué)習(xí)型社會，以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體的教學(xué)模式已被普遍接受。在新的教學(xué)模式下，教師是教學(xué)活動的指導(dǎo)者和組織者，學(xué)生是知識的主動發(fā)現(xiàn)者和探究者。自主學(xué)習(xí)也逐漸成為高校素質(zhì)教育的核心內(nèi)容之一[2]。國內(nèi)不少學(xué)者對大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的必要性和重要性以及培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力的方法進行了研究[3，4，5]，學(xué)者周彤[6]通過對大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的探討，提出了如何從學(xué)生、教師、學(xué)校三個方面提高大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，從根本上解決大學(xué)生的學(xué)習(xí)動力問題。而針對工科院校的實踐性課程中如何培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力少見報道，本文將結(jié)合工科專業(yè)實踐課程中對自主學(xué)習(xí)平臺研究的意義、內(nèi)容和方法及應(yīng)用進行探索。

課程設(shè)計是一門以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主的實踐課，課程設(shè)計的任務(wù)一般是在教師的指導(dǎo)下自主完成。目前現(xiàn)代教育技術(shù)——計算機輔助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，為以“學(xué)”為中心的教學(xué)模式提供了強大的支持平臺[7]，為激發(fā)學(xué)生的主動構(gòu)建知識的積極性和改善學(xué)生主動構(gòu)建知識的創(chuàng)造性提供了必要的環(huán)境和條件。

一、研究的意義

材料加工工程能力是材料成形及控制工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備的能力之一，該能力的培養(yǎng)要靠材料加工課程體系全面實施來實現(xiàn)。“材料成形基礎(chǔ)”是我校材料加工工程系的一門主干課程，與其配套的實踐課程就是“材料成形基礎(chǔ)課程設(shè)計”。該課程設(shè)計是以零件圖為依據(jù)對零件形成的全過程（包括毛坯的制造及后續(xù)工序的處理）進行工藝設(shè)計[8]，使學(xué)生在課程設(shè)計后，初步具備材料加工工程設(shè)計能力。該課程設(shè)計與金工實習(xí)、認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)及第四學(xué)年的畢業(yè)設(shè)計構(gòu)成了一個完整的材料成形及控制工程專業(yè)實踐課程體系。通過課程設(shè)計的訓(xùn)練，培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)思維方法和材料加工技術(shù)綜合應(yīng)用能力。

該平臺按“以學(xué)生自主學(xué)習(xí)”教學(xué)模式為主創(chuàng)建，由學(xué)生在老師幫助下主要在計算機上，使用該平臺“自主學(xué)習(xí)”完成課程設(shè)計任務(wù)，這是對傳統(tǒng)課程設(shè)計（從查手冊到趴圖板）有意義的探索和大膽改革。平臺中介紹了大量的先進材料應(yīng)用和材料成形知識及新工藝、新方法，并且運用動畫技術(shù)把許多抽象難以理解的工藝流程及零件全面展現(xiàn)給學(xué)生，在動態(tài)的三維視覺中輕松地汲取知識。平臺中循序漸進的實例導(dǎo)學(xué)使學(xué)生對設(shè)計產(chǎn)生了濃厚的興趣，由“要我做”變?yōu)椤拔乙觥?，由“以教師為主”變?yōu)椤耙詫W(xué)生為主”，顯著提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和設(shè)計效果。

二、研究設(shè)計

1.總體設(shè)計。為了讓學(xué)生能更快更好地完成課程設(shè)計，提高設(shè)計質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生對課程設(shè)計的興趣，我們創(chuàng)建了“材料成形基礎(chǔ)課程設(shè)計”自主學(xué)習(xí)平臺。通過該平臺可以很快地查到各種工藝代號、圖形的標準畫法及工藝設(shè)計所需的數(shù)據(jù)資料，還可以幫助學(xué)生計算及比較選擇較為合適的工藝方案，節(jié)約學(xué)生大量的設(shè)計時間，提高設(shè)計質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生對課程設(shè)計的興趣，達到寓教于樂的效果。同時使學(xué)生信息、圖紙信息無紙化管理成為現(xiàn)實。“材料成形基礎(chǔ)課程設(shè)計”自主學(xué)習(xí)平臺主要依據(jù)工藝設(shè)計的步驟劃分模塊，分為工藝設(shè)計指導(dǎo)、教學(xué)圖紙管理、工藝路線、工藝設(shè)計、試題庫系統(tǒng)和探討園地等六大模塊。工藝設(shè)計指導(dǎo)模塊分為工藝設(shè)計各子模塊的使用說明及其演示兩部分。使用該模塊，學(xué)生可以很清楚地了解到整個平臺的使用方法和工藝設(shè)計的步驟與方法。

2.教學(xué)圖紙管理。教學(xué)圖紙管理模塊分為用戶登錄、圖紙分配查詢、學(xué)生管理、圖紙管理、超級管理和用戶注銷。該模塊能對圖紙和學(xué)生信息進行集中管理，并能自動或手動給學(xué)生分配圖紙。

3.工藝路線和工藝設(shè)計。工藝路線模塊分為確定毛坯類型、零件的作用分析、工藝路線（包括熱處理在工藝路線中的位置）和生產(chǎn)類型四個子模塊。該模塊主要用于在進入工藝設(shè)計之前確定零件應(yīng)使用的毛坯制造方法等。工藝設(shè)計模塊分為鑄造、鍛造、焊接和熱處理四個子模塊，每個子模塊都包括了相關(guān)的詳細資料、公式計算、設(shè)計方法與步驟等。在鑄造模塊中主要包括鑄造工藝設(shè)計，繪制鑄造工藝圖、鑄件圖，填寫工藝卡，編寫工藝設(shè)計說明書。其中鑄造工藝設(shè)計的內(nèi)容有鑄造工藝方案的確定、鑄造工藝參數(shù)的查詢、砂芯設(shè)計、澆注系統(tǒng)設(shè)計、冒口及冷鐵設(shè)計等[9]。在鍛造模塊中主要包括自由鍛和模鍛鍛造工藝設(shè)計，其主要內(nèi)容有鍛造工藝性分析、參數(shù)選擇、確定坯料質(zhì)量、確定工序、鍛造設(shè)備的選擇、繪制鍛件圖、填寫鍛造工藝卡和編寫工藝設(shè)計說明書。在焊接模塊中主要包括焊接方法的選擇、焊接接頭與坡口形式的選擇、焊條選擇及工藝參數(shù)的確定、焊接設(shè)備及參數(shù)選擇、繪制焊接工藝圖、補繪部件圖、填寫焊接工藝卡及編寫工藝設(shè)計說明書。熱處理模塊包括七個部分：確定熱處理在工藝路線中的位置、選擇熱處理方法與代號、選擇熱處理參數(shù)、選擇熱處理設(shè)備及工具、查看熱處理工藝曲線、熱處理缺陷分析和填寫熱處理工藝卡。

4.試題庫系統(tǒng)。研究了學(xué)生計算機自主考試與老師對學(xué)生面試的有機結(jié)合途徑。創(chuàng)建材料成形基礎(chǔ)課程設(shè)計題庫管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括了“材料成形基礎(chǔ)課程設(shè)計”的題庫維護和該專業(yè)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)考試，在該題庫中共有試題1500多道。學(xué)生和老師都能方便地通過IE瀏覽器進入本系統(tǒng)，進行相關(guān)的維護或考試。對學(xué)生，本系統(tǒng)能夠完成自動組題（或抽題）和自動網(wǎng)上閱卷，考試成績能快速響應(yīng)；對于老師，本系統(tǒng)能對試題庫進行擴展性維護，能方便增加和修改試題，并且能查詢學(xué)生的成績。

5.探討園地。在該計算機平臺的探討園地中設(shè)有在線討論、問題解答、學(xué)生評價、教學(xué)質(zhì)量分析。學(xué)生在進行課程設(shè)計時能在各自計算機上進行設(shè)計交流，自由發(fā)表設(shè)計看法，并且可以隨時和老師溝通，充分發(fā)揮學(xué)生的設(shè)計積極性。對學(xué)生在設(shè)計過程中碰到的疑難問題，老師可以進行遠程解答。學(xué)生還可以對該計算機平臺及本次課程設(shè)計進行評價，老師對使用該平臺指導(dǎo)學(xué)生課程設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量可進行分析。

6.開發(fā)工具的選擇?！安牧铣尚位A(chǔ)課程設(shè)計”自主學(xué)習(xí)平臺定位于B/S（瀏覽器/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下，用戶界面完全通過WWW瀏覽器實現(xiàn)，一部分事務(wù)邏輯在前端實現(xiàn)，但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實現(xiàn)，形成所謂3-tier結(jié)構(gòu)。該平臺使用ASP開發(fā)環(huán)境，在其中使用VBScript或JavaScript腳本語言來進行程序的編制[10]。平臺中所使用的數(shù)據(jù)庫為ACCESS數(shù)據(jù)庫，利用Dream weaver、FrontPage進行網(wǎng)頁制作，Photoshop進行圖像處理與制作，AutoCAD繪制零件圖。

三、實際應(yīng)用情況分析

通過七屆大約2800名學(xué)生的使用，我們以問卷調(diào)查的方式對“材料成形基礎(chǔ)課程設(shè)計”自主學(xué)習(xí)平臺的實效性問題進行了調(diào)查研究，部分調(diào)查結(jié)果是：學(xué)生和老師對“材料成形基礎(chǔ)課程設(shè)計”自主學(xué)習(xí)平臺的創(chuàng)建持肯定態(tài)度，學(xué)生中認為該平臺對學(xué)習(xí)和設(shè)計有幫助的占93%；認為此平臺對學(xué)生提高自主學(xué)習(xí)能力有幫助的占94.5%。53.8%的學(xué)生認為利用該自主學(xué)習(xí)平臺進行課程設(shè)計比傳統(tǒng)課程設(shè)計方法優(yōu)越。大多數(shù)教師和同學(xué)認為使用該軟件系統(tǒng)完成課程設(shè)計的效果較好。說明此平臺的創(chuàng)建是必要的，并且對材料成形基礎(chǔ)課程設(shè)計有很大的幫助。

結(jié)束語：

“材料成形基礎(chǔ)課程設(shè)計”自主學(xué)習(xí)平臺是培養(yǎng)學(xué)生從理論知識的綜合應(yīng)用能力到實踐動手能力的橋梁，此平臺為學(xué)生提供了一個實際工程背景的環(huán)境，有助于學(xué)生接觸和深入了解材料成形生產(chǎn)工藝流程，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維和自主學(xué)習(xí)能力。

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