以學(xué)生為中心的塑性加工力學(xué)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)開(kāi)發(fā)

羅曉東， 陽(yáng) 輝， 戴慶偉， 陳永利， 王青峽

(重慶科技學(xué)院 冶金與材料工程學(xué)院，重慶 401331)

以學(xué)生為中心的塑性加工力學(xué)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)開(kāi)發(fā)

羅曉東， 陽(yáng) 輝， 戴慶偉， 陳永利， 王青峽

(重慶科技學(xué)院 冶金與材料工程學(xué)院，重慶 401331)

通過(guò)對(duì)塑性加工力學(xué)教學(xué)環(huán)境和現(xiàn)狀的分析, 建立了基于塑性加工力學(xué)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。該實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)和計(jì)算機(jī)仿真教學(xué)平臺(tái)，并細(xì)分為常規(guī)基礎(chǔ)系列、能力提升系列和拓展創(chuàng)新系列的實(shí)踐教學(xué)新模式。在教學(xué)改革實(shí)踐中采用以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)氛圍、基于項(xiàng)目管理的模塊設(shè)計(jì)、分析及學(xué)習(xí)效果考核方式的改革3種手段，有效確立了學(xué)生的主體地位，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣, 培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

以學(xué)生為中心； 塑性加工力學(xué)； 實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)； 模塊教學(xué)

0 引 言

“塑性加工力學(xué)”是材料成形及控制工程專業(yè)的一門(mén)主干專業(yè)教育必修課。該課程[1-3]主要涉及應(yīng)力平衡微分方程、屈服準(zhǔn)則、小變形幾何方程、塑性加工時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、邊界條件、塑性加工力學(xué)問(wèn)題求解理論幾個(gè)方面，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生學(xué)會(huì)分析材料成形過(guò)程受力、應(yīng)力與變形規(guī)律，掌握塑性加工時(shí)變形力的計(jì)算方法，學(xué)會(huì)運(yùn)用理論分析材料加工性能及材料使用的安全性，并為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

該課程涉及大量的數(shù)學(xué)和物理內(nèi)容，公式多而乏味，導(dǎo)致教師難教，學(xué)生難懂成為較普遍的現(xiàn)象[4-5]。因此，進(jìn)行塑性加工力學(xué)教學(xué)改革，提高課程教學(xué)質(zhì)量，不僅對(duì)相關(guān)專業(yè)產(chǎn)生積極影響[6-9]，對(duì)我校整體教學(xué)狀況改善也會(huì)起到一定的促進(jìn)作用。

基于此，筆者在多年的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)不斷實(shí)踐建立起塑性加工力學(xué)的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，增強(qiáng)學(xué)生的主體地位，加強(qiáng)學(xué)生在教學(xué)中的角色能力培養(yǎng)，為我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的不斷深化打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 塑性加工力學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建

塑性加工力學(xué)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)以培養(yǎng)和造就高素質(zhì)、應(yīng)用能力強(qiáng)，面向企業(yè)的應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才為基準(zhǔn)，通過(guò)拓實(shí)的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)仿真訓(xùn)練[10-12]，為學(xué)生的能力提升打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。該實(shí)踐教學(xué)體系如圖1所示，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容如表1所示。

圖1 塑形加工力學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系的組成

表1 塑性加工力學(xué)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

2 塑性加工力學(xué)教學(xué)改革實(shí)踐

在明確培養(yǎng)模式和知識(shí)結(jié)構(gòu)的前提下[13-15]，如何通過(guò)教師的引導(dǎo)充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，建立以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，為學(xué)生知識(shí)的掌握和能力的提升打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

(1) 營(yíng)造以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)氛圍。為了調(diào)節(jié)課堂氛圍，在理論課學(xué)習(xí)時(shí)設(shè)置無(wú)主角自由討論，在課堂期間隨時(shí)都可以對(duì)所講內(nèi)容提出自己的疑問(wèn)，努力營(yíng)造自主的學(xué)習(xí)氛圍，帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。同時(shí)課堂采用實(shí)例的方式將理論知識(shí)介入具體的實(shí)例中講解，針對(duì)不同情況采用不同的公式及參數(shù)，并讓學(xué)生比較各種特點(diǎn)，分析不同受力情況下的應(yīng)力應(yīng)變。

(2) 基于項(xiàng)目管理的模塊設(shè)計(jì)及分析。在理論課講解的過(guò)程中突出實(shí)踐平臺(tái)在理論教學(xué)中的地位，每周均設(shè)置試驗(yàn)項(xiàng)目和計(jì)算機(jī)仿真項(xiàng)目[7]，鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容，所有學(xué)生均要求常規(guī)基礎(chǔ)系列和能力提升系列必做，擴(kuò)展創(chuàng)新系列二選一的方法，從而使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠理論聯(lián)系實(shí)踐，通過(guò)實(shí)踐掌握理論知識(shí)。

(3) 學(xué)習(xí)效果考核方式的改革。常規(guī)檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的考核方式為考試，而對(duì)能力和素質(zhì)的考核較少，因此我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中采用作業(yè)(10%)+實(shí)驗(yàn)(30%)+計(jì)算機(jī)仿真(30%)+考試(30%)的方法，改進(jìn)了原來(lái)的考核方式，該方法確立了學(xué)生的主體地位，使學(xué)生積極主動(dòng)地投入到日常的學(xué)習(xí)中，成為學(xué)習(xí)的主體，真正將素質(zhì)教育落實(shí)到教學(xué)實(shí)踐之中。

3 結(jié) 語(yǔ)

在以往的學(xué)習(xí)中，學(xué)生普遍感覺(jué)課程枯燥乏味，通過(guò)該實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，讓學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)和仿真平臺(tái)，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和模擬，從而使原來(lái)苦澀難懂的應(yīng)力應(yīng)變變得觸手可得。在此過(guò)程中學(xué)生不僅掌握了塑性加工力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，而且能夠運(yùn)用這些基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例分析。學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，可以通過(guò)教師的引導(dǎo)自主設(shè)計(jì)實(shí)踐方案，并獨(dú)立完成各個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目。

通過(guò)該實(shí)踐平臺(tái)的建設(shè)，使塑性加工力學(xué)從內(nèi)容、形式和教學(xué)方法上都發(fā)生了很大改變，真正使塑性加工力學(xué)這門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課成為專業(yè)學(xué)習(xí)的著眼點(diǎn)，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1] 張 韜. 關(guān)于材料成形原理的教學(xué)探討[J]. 考試周刊，2014(30):165-166.

[2] 李 強(qiáng),于寶義,李潤(rùn)霞,等. “金屬塑性成形原理”課程教學(xué)方法改革與實(shí)踐[J]. 中國(guó)電力教育，2010(25):59-61.

[3] 周志明,黃偉九,張 馳,等. “材料成形原理”模塊化教學(xué)改革探索[J]. 中國(guó)冶金教育，2011(2):13-15.

[4] 張 健, 龍春光,華熳煜.《金屬塑性成形原理與工藝》課程教學(xué)改革初探[J].裝備制造技術(shù)，2010(10):198-199，208.

[5] 程禹霖,張麗娜.《金屬塑性成形原理》課程在應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)中的教學(xué)改革初探[J]. 黑龍江科技信息，2016(3):118.

[6] 吳志方. 材料成型及控制工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[J]. 中國(guó)冶金教育，2013(2):14-16.

[7] 趙東旭,孫立權(quán),楊建梅,等. 工科類綜合型專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的新模式[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2016,35(7):214-217.

[8] 劉德波,張保豐. 材料成形及控制工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系研究[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2012,9(2):131-132，180.

[9] 冒國(guó)兵,張光勝,劉 琪.材料成型及控制工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的改革探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2010,27(6): 140-142.

[10] 包 立,梅瑞斌,齊西偉,等. 數(shù)值模擬在塑性加工原理教學(xué)中的應(yīng)用與實(shí)踐[J]. 科教導(dǎo)報(bào)(上旬刊)，2013(12):212-213.

[11] 包俊成,劉德寶,呂桂才,等.在材料成形與控制工程專業(yè)開(kāi)展虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探討[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2012,15(1):51-54.

[12] 王華君,湯 玄,朱春東,等. 數(shù)值模擬技術(shù)在材料塑性成形教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用[J]. 裝備制造技術(shù)，2013(6):211-213.

[13] 張永彬,汪金花. 測(cè)繪實(shí)踐課程教學(xué)的探討[J]. 測(cè)繪科學(xué)，2009,34(4):239-240.

[14] 肖偉才.理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)一體化教學(xué)模式的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011,30(4):81-84.

[15] 劉 永,李紅鏑,秦 旻. 基于教學(xué)科研平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015,34(3): 202-205，294.

The Development of Plastic Processing Mechanics Practical Teaching Platform with Student-centered Viewpoint

LUOXiaodong,YANGHui,DAIQingwei,CHENYongli,WANGQingxia

(College of Metallurgical and Materials Engineering,Chongqing University of Science and Technology, Chongqing 401331，China)

By analyzing the teaching environment and present situation of plastic processing mechanics, we build a practical teaching platform based on the theory teaching. According to the construction of this system, two practical modules i.e., experimental teaching platform and computer simulation platform are established respectively, and the teaching is subdivided into regular basis series, skill improvement series and expand innovation series. In the practice of the teaching reform, we create student-centered learning environment, design teaching contents by the project management module, reform the evaluation mode of learning. Through the three effective means, the students' principal status is effectively established, students' interest of learning is promoted, the students' innovative ability and practical ability are enhanced, These lay a solid foundation for the cultivation of applied talents.

student-centered; plastic processing mechanics; practical teaching platform; module teaching method

2016-05-23

2014年國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心(鋼鐵制造虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，教高司函〔2013〕94號(hào))；2014年重慶市本科高校“三特行動(dòng)計(jì)劃”特色專業(yè)群(渝教研〔2014〕7號(hào))；2014重慶科技學(xué)院特色專業(yè)(201402)；2014重慶科技學(xué)院精品資源共享課(201408)；2016重慶科技學(xué)院教改項(xiàng)目(2016025)

羅曉東(1981-)，男，河南許昌人，博士，副教授，主要從事塑性加工相關(guān)教學(xué)和科研工作。

Tel.：13637992925；E-mail：lxd336@163.com

TB 31; TG 33

A

1006-7167(2017)06-0213-03