基于信息化的彎曲回彈教學(xué)方案設(shè)計(jì)

劉偉

摘 要：隨著國(guó)家信息化技術(shù)的推進(jìn)，通過(guò)分析學(xué)情，選用合適的教材，制訂相應(yīng)的教法和學(xué)法，教師可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)。針對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)二年級(jí)的學(xué)生，系統(tǒng)分析學(xué)生的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，選用高等職業(yè)教育“十二五”規(guī)劃教材，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，讓學(xué)生在彎曲回彈任務(wù)中理解更多內(nèi)容，在理解中提升自己，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)、合作探究、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而順利完成任務(wù)。分別從知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)幾方面討論彎曲回彈產(chǎn)生的原因及影響因素，系統(tǒng)掌握減小彎曲回彈的方法，并利用多種手段提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)他們對(duì)現(xiàn)象本質(zhì)的分析和理解。

關(guān)鍵詞：信息化；彎曲回彈；教學(xué)方案；教學(xué)目標(biāo)

中圖分類號(hào)：G424.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.05.131

基于信息化的教學(xué)設(shè)計(jì)是由黎教授（上海師范大學(xué)黎加厚）提出的，即運(yùn)用系統(tǒng)方法充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)和信息資源，科學(xué)地安排教學(xué)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)和要素，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程的優(yōu)化。應(yīng)用信息手段構(gòu)建信息化環(huán)境，獲取、利用信息資源，支持學(xué)生的自主探究學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能夠有效優(yōu)化教學(xué)效果。

1 彎曲回彈概念以及信息化應(yīng)用

生活中，小到曲別針，大到飛機(jī)蒙皮，都存在彎曲回彈。彎曲零件因?yàn)閺澢貜椀拇嬖诙沟昧慵男螤?、尺寸發(fā)生變化。為了更清楚地讓學(xué)生了解相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容，筆者采用信息化手段，分別從教法分析、教學(xué)過(guò)程和教學(xué)效果等方面進(jìn)行彎曲回彈的教學(xué)設(shè)計(jì)。

2 教法分析

傳統(tǒng)的教學(xué)方法注重知識(shí)的傳授，教師習(xí)慣用注入式、滿堂灌的方式為學(xué)生灌輸知識(shí)。這樣做，很容易讓學(xué)生思路閉塞，導(dǎo)致他們?nèi)狈Κ?dú)立思考力和創(chuàng)造力，限止了他們的智能發(fā)展?，F(xiàn)代信息化教學(xué)不僅重視知識(shí)的傳授，更重視開(kāi)發(fā)學(xué)生的智能，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。本文采用不同的教學(xué)方法和教學(xué)手段，利用理實(shí)一體、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、直觀演示和信息化手段等，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，讓學(xué)生在任務(wù)中理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，在理解中提升自己的能力。在教學(xué)過(guò)程中，教師要著重培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、分析綜合力和創(chuàng)造力。

教學(xué)分析分別從教材分析、學(xué)情分析等方面進(jìn)行討論。

2.1 教材分析

課程選用的是高職“十二五”規(guī)劃教材，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造屬于模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的核心課程。這節(jié)課選擇項(xiàng)目三彎曲模具設(shè)計(jì)與制造中的任務(wù)“3.1彎曲變形過(guò)程”。

2.2 學(xué)情分析

該課程適用于高職模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)二年級(jí)學(xué)生，他們學(xué)習(xí)時(shí)具有一定的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)——優(yōu)勢(shì)是具有一定的基礎(chǔ)理論知識(shí)和較強(qiáng)的動(dòng)手能力；劣勢(shì)是自主學(xué)習(xí)意識(shí)淡薄，容易忽略細(xì)節(jié)。因此，針對(duì)這種情況，教師采用多種教學(xué)方法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)他們對(duì)本質(zhì)和現(xiàn)象的理解。

3 教學(xué)過(guò)程

學(xué)習(xí)彎曲回彈的原理和影響因素，利用網(wǎng)站、相關(guān)動(dòng)畫(huà)演示和討論完成課前導(dǎo)學(xué)，根據(jù)課前導(dǎo)學(xué)完成電子量化成績(jī)。在教學(xué)過(guò)程中，教師可采取實(shí)物演示、動(dòng)靜結(jié)合的方式，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。先來(lái)看彎曲的變形過(guò)程：平板坯料定位后，凸模下行，板料發(fā)生彈性變形繼而產(chǎn)生塑性變形。當(dāng)凸模下行到底時(shí)，零件尺寸與凸凹模尺寸一致；當(dāng)載荷下載后，零件形狀、尺寸發(fā)生變化，具體為彎曲角、彎曲半徑增大。這是因?yàn)榘辶蠌澢鷷r(shí)，外側(cè)受到拉應(yīng)力，內(nèi)側(cè)受到壓應(yīng)力。

在教學(xué)過(guò)程中，教師可以采取課堂講授或利用典型三維動(dòng)畫(huà)的方式講解彎曲回彈內(nèi)容。塑性彎曲與任何一種塑性變形一樣，外載卸除以后，都會(huì)伴有彈性變形，導(dǎo)致工件尺寸與模具尺寸不一致，這種現(xiàn)象被稱為“回彈”。

分析典型零件發(fā)現(xiàn)，影響回彈的因素有材料的力學(xué)性能、彎曲半徑、彎曲角度、彎曲件形狀、彎曲方式和模具間隙。對(duì)于材料的機(jī)械性能σs和E，σs越高，E值越小，彎曲回彈越大；對(duì)于變形程度r/t，在相同的條件下，角度回彈量隨著r/t值的增大而增大，曲率回彈量則隨著r/t值的增大而減小；對(duì)于彎曲中心角α，彎曲中心角α大，回彈角大；對(duì)于工件形狀和材料的組織狀態(tài)，形狀復(fù)雜，相互牽扯多，回彈量小，冷作硬化后，回彈量大；對(duì)于彎曲方式，自由彎曲回彈量大，校正彎曲回彈量小，全形鐓校彎曲回彈量最小；對(duì)于模具間隙Z，凸、凹模間隙大，回彈量大。

經(jīng)過(guò)課堂講解、模擬仿真、分組討論和現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，判定減小彎曲回彈的措施是：①合理設(shè)計(jì)彎曲件。在彎曲件變形區(qū)增加加強(qiáng)筋，以提高彎曲件的剛度，抑制回彈。在滿足使用性能的條件下，選用σs/E小、力學(xué)性能穩(wěn)定和板料厚度波動(dòng)小的材料，以減小回彈。②采用合理的彎曲工藝。校正彎曲代替自有彎曲，加熱彎曲，采用補(bǔ)償法控制回彈，采用軟凹模減小回彈。

知識(shí)延伸主要是指回彈值的確定。確定工件的回彈值是為了采取相應(yīng)的措施來(lái)克服回彈，使彎曲工件達(dá)到圖紙要求的精度。確定回彈值的方法有查圖法、查表法和計(jì)算法，一般來(lái)說(shuō)都是近似的。目前，不論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，對(duì)回彈的研究仍在繼續(xù)。由于回彈涉及的因素多，較為復(fù)雜，目前還沒(méi)有一個(gè)精確的計(jì)算公式。因此，對(duì)于回彈值的控制，一般是用不同結(jié)構(gòu)的模具來(lái)修正的，主要是在試模中予以修正的。

在學(xué)生對(duì)彎曲模具結(jié)構(gòu)和彎曲變形過(guò)程有一定了解的基礎(chǔ)上，此教學(xué)設(shè)計(jì)主要講解在彎曲變形過(guò)程中出現(xiàn)的回彈現(xiàn)象，其主要表現(xiàn)為彎曲角和彎曲半徑的增大。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文分別從知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)入手闡述相關(guān)內(nèi)容。在教學(xué)過(guò)程中，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，采用理實(shí)一體、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、直觀演示和信息化手段綜合講授教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在任務(wù)中理解知識(shí)點(diǎn)，在理解中升華；在教學(xué)過(guò)程中，教師要培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究的能力，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，以便順利完成任務(wù)；在教學(xué)過(guò)程中，教師可通過(guò)課程網(wǎng)站、實(shí)物模型、虛擬仿真和三維動(dòng)畫(huà)等將相關(guān)內(nèi)容化難為簡(jiǎn)，以實(shí)現(xiàn)形象直觀、突出重點(diǎn)、化簡(jiǎn)難點(diǎn)的效果。本文分別從課前導(dǎo)學(xué)、知識(shí)引領(lǐng)、知識(shí)講解、仿真練習(xí)和實(shí)訓(xùn)操作幾方面入手探討教學(xué)過(guò)程，以期為日后相關(guān)研究的順利進(jìn)行提供參考。

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