塑性成形工藝及模具設(shè)計(jì)核心課程建設(shè)與教學(xué)方法改革探索

李灼華　張發(fā)廷　郭彥宏　魏福安　溫德英

摘要：塑性成形工藝及模具設(shè)計(jì)是材料成型及控制工程專業(yè)的核心專業(yè)課程，文章從專業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和課程特點(diǎn)，詳細(xì)分析該課程建設(shè)的必要性，從校企聯(lián)合編寫教材、課堂教學(xué)改革、實(shí)踐課程改革、考試改革等方面，闡述該課程建設(shè)的具體措施，為該課程的教學(xué)提供了有價(jià)值的參考方法。

關(guān)鍵詞：核心課程建設(shè);課堂教學(xué)改革;實(shí)踐教學(xué)改革;考試改革

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2020）16-0207-02

一、前言

青海大學(xué)是一所綜合型“211”大學(xué)，隨著學(xué)校的不斷發(fā)展，提出以高水平高素質(zhì)綜合型應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)。其中工科是青海大學(xué)的支柱學(xué)科，所以重視本科教育是學(xué)校發(fā)展的核心目標(biāo)。塑性成形工藝及模具設(shè)計(jì)作為材料成型及控制工程專業(yè)的必修課，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，也是學(xué)生畢業(yè)后從事相關(guān)工作的核心課程之一。因此該課程的建設(shè)是提高材料成型及控制工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)綜合型應(yīng)用型人才的保障。

二、課程現(xiàn)狀及改革依據(jù)

教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法直接反映教學(xué)目的和人才培養(yǎng)的目標(biāo)。塑性成形工藝及模具設(shè)計(jì)作為材料成型及控制工程專業(yè)的核心專業(yè)課，內(nèi)容以金屬材料的塑性成形方式—鍛造和沖壓加工—工藝分析—工藝方案制定—工藝計(jì)算—模具設(shè)計(jì)—總裝配—生產(chǎn)應(yīng)用為主線，系統(tǒng)闡述了金屬材料鍛壓成形的基本原理、基本工藝、模具結(jié)構(gòu)和工程應(yīng)用四個(gè)層次的內(nèi)容。然而課程內(nèi)容所涉及的不同的金屬材料鍛壓成形的工藝流程、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都存在差異，這樣對授課教師要求也極高，需要授課教師具備廣博深厚的相關(guān)學(xué)科知識(shí)和實(shí)踐工程能力。

而實(shí)際上，由于高校教師大多從高校畢業(yè)再到高校工作，教學(xué)過程缺乏對學(xué)生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。又因該課程的特點(diǎn)，僅靠傳統(tǒng)的授課方式，學(xué)生無法憑空想象出模具結(jié)構(gòu)圖以及總裝圖的關(guān)系，并且現(xiàn)有的實(shí)踐環(huán)節(jié)無法實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)及工藝分析能力的培養(yǎng)，教材中對于新產(chǎn)品、新工藝知識(shí)體系的更新滯后，無法實(shí)現(xiàn)人才教育與企業(yè)需求的“零距離”對接。

因此，加強(qiáng)該課程的建設(shè)，進(jìn)行教材改革，聯(lián)合企業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師共同編寫適合專業(yè)發(fā)展的實(shí)用型教材，積極開展課堂教學(xué)改革，引入生產(chǎn)實(shí)例、生產(chǎn)視頻教學(xué)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，從而推進(jìn)本專業(yè)教學(xué)質(zhì)量的提高，才能與青海大學(xué)綜合型應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)相契合。

三、課程建設(shè)與教學(xué)改革措施

1.教材建設(shè)?，F(xiàn)有教材內(nèi)容經(jīng)典，但是更新緩慢，學(xué)校培養(yǎng)的人才無法滿足企業(yè)的需求。所以應(yīng)該積極推進(jìn)應(yīng)用型教材建設(shè)，緊密聯(lián)系企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際和先進(jìn)加工技術(shù)，與企業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的高級(jí)工程師聯(lián)合，共同編寫實(shí)用性教材。

2.課堂教學(xué)改革。教學(xué)方法改革的目的就是形成“以學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)為主，以教師引導(dǎo)和指導(dǎo)為輔”的氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。課堂教學(xué)中普遍采用的講授法、演示法、對話法，對于塑性成形工藝及模具設(shè)計(jì)課程的講授來說遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，尤其是對于模具結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)加工流程知識(shí)的理解效果明顯不足。因?yàn)樵撜n程內(nèi)容繁多，涉及金屬材料沖壓、鍛造加工的加工原理、成形工藝分析、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及壓力機(jī)設(shè)備選型等知識(shí)，是綜合性很強(qiáng)的實(shí)踐類專業(yè)課程。

因此，在課堂理論講解時(shí)，教師應(yīng)將抽象的概念盡可能地形象化，并結(jié)合工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，將企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)典工藝過程錄制成視頻，在課堂展開橫向聯(lián)系。通過企業(yè)生產(chǎn)加工過程的視頻錄像學(xué)習(xí)，學(xué)生可以快速清晰地全面了解塑性成形加工流程以及模具裝配關(guān)系。其次，充分借助模具實(shí)體模型和模型動(dòng)畫素材，強(qiáng)化學(xué)生對模具結(jié)構(gòu)的深刻理解和認(rèn)識(shí)，教學(xué)效果明顯改善。

最后，通過教師橫向科研課題的平臺(tái)，以企業(yè)典型生產(chǎn)應(yīng)用為載體，開展以實(shí)例項(xiàng)目為導(dǎo)向的教學(xué)模式。在課堂上以企業(yè)汽車曲軸的生產(chǎn)實(shí)際為案例，如以“典型曲軸的鍛造加工成形工藝”為主題，將學(xué)習(xí)過程轉(zhuǎn)化為“企業(yè)現(xiàn)場情景的再現(xiàn)”，實(shí)現(xiàn)“將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為專業(yè)技能”的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

將工程中的典型案例引入教學(xué)內(nèi)容，并借助教師的引導(dǎo)、學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐和課堂討論，使學(xué)生掌握塑性成形加工工藝過程和基本方法，提高學(xué)生對抽象的工業(yè)生產(chǎn)過程以及工藝設(shè)計(jì)的理解和認(rèn)識(shí)，夯實(shí)了學(xué)生綜合設(shè)計(jì)的能力。

3.實(shí)踐教學(xué)改革。本課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的核心專業(yè)課程，學(xué)生缺乏實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)與感性認(rèn)識(shí)，尤其是對金屬材料塑性加工工藝流程和模具結(jié)構(gòu)缺乏一定的認(rèn)識(shí)，因此配合實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)型環(huán)節(jié)的鍛煉很有必要。

在課堂講解沖裁工藝時(shí)，學(xué)生可以理解沖裁工藝的理論知識(shí)，但對于加工工藝流程及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的真實(shí)結(jié)構(gòu)缺乏實(shí)踐認(rèn)知，如對常見的自動(dòng)送料、壓力機(jī)的運(yùn)行原理、零件的沖裁成形過程是無法靠想象理解的。因此采用課堂與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，課堂講解后及時(shí)帶學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)場通過沖壓設(shè)備機(jī)觀看沖裁加工流程，包括自動(dòng)送料控制機(jī)構(gòu)，沖裁凸、凹模結(jié)構(gòu)形式、裝配關(guān)系以及壓力機(jī)在沖裁過程中的配合方式，出件方式、廢料排出方式以及產(chǎn)品最終形狀。學(xué)生經(jīng)歷了這樣的實(shí)驗(yàn)課程，才會(huì)對理論知識(shí)有更深刻的理解和足夠的認(rèn)識(shí)。

另外，增加實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)課上學(xué)生可以自己動(dòng)手拆裝塑性成形模具裝配結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和了解沖裁模具結(jié)構(gòu)和裝配原理，加深對沖裁工藝及模具設(shè)計(jì)原理的理解。

同時(shí)，學(xué)生還應(yīng)進(jìn)入企業(yè)生產(chǎn)一線參觀學(xué)習(xí)，從而對整個(gè)塑性加工流程有親身體驗(yàn)和現(xiàn)場認(rèn)識(shí)，這些方法都可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力，增強(qiáng)學(xué)生的直觀認(rèn)識(shí)，將枯燥的課堂講解和生動(dòng)輕松的實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來。

最后，教師通過綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綜合訓(xùn)練，引入企業(yè)生產(chǎn)案例，講解設(shè)計(jì)原理，學(xué)生結(jié)合實(shí)踐知識(shí)和課堂所學(xué)，動(dòng)手完成實(shí)際鍛壓生產(chǎn)實(shí)例的設(shè)計(jì)分析，最后完成一個(gè)實(shí)際零件的鍛壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)全過程，這樣將理論與實(shí)踐真正地結(jié)合到一起，對所學(xué)課程有良好的應(yīng)用和實(shí)踐操作能力。

四、考核方式改革

考核重在考察學(xué)習(xí)過程和教學(xué)效果。所以為了讓學(xué)生真正地理解和掌握所學(xué)知識(shí)，完善原來單一的期末統(tǒng)一試卷考核方式，采取期中考試、綜合設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)相結(jié)合的考核方式，分別設(shè)置一定分?jǐn)?shù)比例，記入期末總成績。加強(qiáng)過程考核，減少簡單原理及問答題目，設(shè)置綜合作業(yè)題目。每一章節(jié)選擇幾種典型的零件，讓學(xué)生自主研究如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對所選零件進(jìn)行工藝分析、制定合理的加工工藝方案、工藝計(jì)算，最終設(shè)計(jì)出合理的模具結(jié)構(gòu)，以作業(yè)形式呈現(xiàn)出來。

學(xué)期末采用考試的方式考查學(xué)生對塑性成形工藝及基本原理的理論掌握情況。各部分考核方式成績分配可各自設(shè)置為60%/20%/20%，使學(xué)生重視平時(shí)課堂的表現(xiàn)以及作業(yè)的完成情況，同時(shí)又能通過實(shí)際的操作進(jìn)一步熟悉模具結(jié)構(gòu)和塑性成形工藝方法，全面提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。

五、結(jié)論

塑性成形工藝及模具設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)：內(nèi)容多、原理多、模具結(jié)構(gòu)圖復(fù)雜、工藝分析及模具總裝配圖復(fù)雜。在實(shí)際教學(xué)過程中，由于包含金屬材料多種塑性成形方式，知識(shí)點(diǎn)多、工藝復(fù)雜、概念多，含有大量模具結(jié)構(gòu)圖和總裝配圖，對學(xué)生來說突然接觸到比單個(gè)機(jī)械零件更復(fù)雜的模具總裝配結(jié)構(gòu)圖時(shí)，學(xué)習(xí)難度自然增大。

所以從該課程的特點(diǎn)和知識(shí)體系出發(fā)，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了課程建設(shè)和教學(xué)方法的探索。

第一，對教材進(jìn)行改革，推進(jìn)實(shí)用型教材的編寫。

第二，教學(xué)方法靈活豐富，以學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)為主，教師引導(dǎo)為輔，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，靈活運(yùn)用塑性加工生產(chǎn)現(xiàn)場視頻錄像，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場教學(xué)，綜合設(shè)計(jì)訓(xùn)練，強(qiáng)化教學(xué)方式，豐富教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量。

第三，完善考核方式，注重過程教學(xué)和學(xué)習(xí)效果，采取過程考核和結(jié)果考核相結(jié)合的評(píng)價(jià)方式，加大平時(shí)成績的比例，有利于夯實(shí)學(xué)生的專業(yè)能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙云霞，白佳海，周燕.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革探索[J].教育教學(xué)論壇，2017，（39）：112-113.

[2]雷志剛，代成娜.《特殊蒸餾與液液萃取》課程建設(shè)、教學(xué)方法改革實(shí)踐與探索[J].教育教學(xué)論壇，2018，（27）：146-148.

Exploration on the Construction of Core Course of Plastic Forming Processing and Mold Design and Reform of Teaching Methods

LI Zhuo-hua，ZHANG Fa-ting，GUO Yan-hong，WEI Fu-an，WEN De-ying

（The Mechanical Department of Qinghai University，Xining，Qinghai 810016，China）

Abstract：Plastic forming processing and mold design is the core processing course for the major of material forming and control engineering.this paper analyzes the necessity of course construction in details from the current situation of discipline development and the characteristics of the course，and elaborates the concrete measures of the course construction from the aspects of school-enterprise joint compilation of textbooks，classroom teaching reform，practice teaching reform，examination reform，etc.It provides valuable reference methods for the teaching of this course.

Key words：construction of core course;classroom teaching reform;practice teaching reform;examination reform

收稿日期：2019-07-11

課題項(xiàng)目：青海大學(xué)課程建設(shè)項(xiàng)目：ZY17013

作者簡介：李灼華（1981-），女（漢族），甘肅西和人，碩士研究生，副教授，研究方向：材料加工工程。