以學(xué)生能力為中心的《鍛造工藝與模具設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革

馬廷威，王玉紅

（營口理工學(xué)院，遼寧 營口 115014）

0 引言

《鍛造工藝與模具設(shè)計(jì)》是材料成型及控制工程專業(yè)重要的課程，該課程與生產(chǎn)相關(guān)。通過該課程的學(xué)習(xí)能讓學(xué)生掌握鍛造的各個(gè)工藝過程和典型鍛模的設(shè)計(jì)過程，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)校所學(xué)內(nèi)容與畢業(yè)實(shí)踐工作內(nèi)容無縫銜接。然而學(xué)生的能力提升面臨各種問題，如何通過該課程的教學(xué)提升學(xué)生的能力，以增強(qiáng)學(xué)生的競(jìng)爭力，滿足基于產(chǎn)出的教育模式（outcomes-based education，OBE）對(duì)學(xué)生能力的要求是必須解決的問題。

1 課程培養(yǎng)面臨的問題

授課學(xué)時(shí)嚴(yán)重不足是課程培養(yǎng)面臨的主要問題，當(dāng)前《鍛造工藝與模具設(shè)計(jì)》課程實(shí)際安排的授課學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)，與一般高校相比少16學(xué)時(shí)，而且該課程沒有實(shí)驗(yàn)課和課程設(shè)計(jì)。學(xué)時(shí)的不足是由于學(xué)校寬專業(yè)背景設(shè)置的原因，學(xué)生學(xué)習(xí)的專業(yè)課程多，但每門課程學(xué)時(shí)都不足，只重視專業(yè)課的數(shù)量而忽視了專業(yè)課的質(zhì)量和深度。除了課程學(xué)時(shí)不足外，還存在課程資源較少等問題，目前雖然有一些該課程的網(wǎng)上教學(xué)資源，但總體資源較少，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的知識(shí)造成一定困難，如何在不利的情況下，提升學(xué)生的能力需要慎重考慮。

2 《鍛造工藝與模具設(shè)計(jì)》教學(xué)改革措施

2.1 教學(xué)知識(shí)模塊化梳理

為了解決學(xué)時(shí)較少的問題，授課過程中要對(duì)課程知識(shí)體系進(jìn)行重新梳理，整理相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)作為重點(diǎn)講解內(nèi)容，以幫助學(xué)生在較少的授課學(xué)時(shí)內(nèi)完成重要內(nèi)容的學(xué)習(xí)。整理教材，對(duì)照教材內(nèi)容與教學(xué)大綱[1]，梳理教學(xué)內(nèi)容，形成知識(shí)模塊，對(duì)照不同的知識(shí)模塊安排不同的學(xué)時(shí)。如鍛造工藝模塊部分和模具設(shè)計(jì)模塊部分是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中最為重要的，應(yīng)增加相應(yīng)的學(xué)時(shí)，而預(yù)備知識(shí)模塊和后處理知識(shí)模塊是輔助部分，學(xué)時(shí)的分配應(yīng)較少。通過對(duì)知識(shí)模塊化的梳理，使教學(xué)過程更加側(cè)重化，促進(jìn)了學(xué)生能力的培養(yǎng)，該課程各個(gè)知識(shí)模塊的學(xué)時(shí)安排如圖1所示。

圖1 知識(shí)模塊劃分

2.2 課外實(shí)驗(yàn)開展

由于課程學(xué)時(shí)較少，沒有設(shè)置實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)，為了彌補(bǔ)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)知識(shí)方面的欠缺，采取課后實(shí)驗(yàn)的方法解決。根據(jù)該課程的實(shí)際情況和工作中的實(shí)際需要，設(shè)置2個(gè)課后實(shí)驗(yàn)，分別為DeForm模擬鍛件的鐓粗和DeForm模擬開式模鍛。DeForm模擬鍛件的鐓粗內(nèi)容是采用不同的高徑比進(jìn)行鐓粗時(shí)，模擬坯料內(nèi)部等效應(yīng)力、等效應(yīng)變和載荷行程圖的變化，使學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的了解更加直觀；DeForm模擬開式模鍛內(nèi)容是設(shè)置飛邊槽的不同尺寸，觀察在模鍛過程中，坯料在型腔和飛邊槽中的變形以及飛邊槽各部分對(duì)坯料變形不同階段的作用。設(shè)置這2個(gè)實(shí)驗(yàn)的原因是鐓粗工序?yàn)殄懺爝^程的基本內(nèi)容，大部分鍛件自由鍛造和模鍛過程都會(huì)涉及該工序，如果學(xué)生能熟練掌握該工序，對(duì)日后的實(shí)際工作將具有較好的指導(dǎo)作用，而且實(shí)驗(yàn)還涉及開式模鍛的內(nèi)容，可完善學(xué)生的知識(shí)體系。實(shí)驗(yàn)報(bào)告部分內(nèi)容如圖2所示。

圖2 實(shí)驗(yàn)報(bào)告部分內(nèi)容

課外實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)：一方面不占用上課學(xué)時(shí)，減少學(xué)生的負(fù)擔(dān)和逆反心理；另一方面，通過專業(yè)軟件的學(xué)習(xí)，激發(fā)同學(xué)對(duì)電腦學(xué)習(xí)的愛好，提升學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和技能，為大四的畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，同時(shí)該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)也豐富了畢業(yè)要求中的相關(guān)內(nèi)容[2]；通過設(shè)置該實(shí)驗(yàn)，在學(xué)時(shí)緊缺的情況下，解決了學(xué)生缺乏實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)問題，提升了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，增加了對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解。課外實(shí)驗(yàn)的劣勢(shì)是增加學(xué)生的課外學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，尤其是Solid?Works軟件和DeForm軟件的學(xué)習(xí)及應(yīng)用。

為了更好地推進(jìn)課外實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，在學(xué)生成績中設(shè)置該實(shí)驗(yàn)成績的占比[2]，并規(guī)定不參加課外實(shí)驗(yàn)的學(xué)生一律不及格。通過這種方式，保證了課外實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，通過課外實(shí)驗(yàn)的開展，提升了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

2.3 課程設(shè)計(jì)的開展

該課程沒有單獨(dú)的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，不利于學(xué)生掌握鍛模設(shè)計(jì)的基本步驟，為了消除這種不利因素的影響，在教學(xué)過程中開展課內(nèi)簡單課程設(shè)計(jì)的方法，開設(shè)的時(shí)間分別為學(xué)習(xí)完工藝知識(shí)模塊和模具設(shè)計(jì)模塊，課內(nèi)學(xué)時(shí)都是2學(xué)時(shí)。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要和學(xué)習(xí)的連續(xù)性要求設(shè)置2個(gè)簡單的課內(nèi)課程設(shè)計(jì)，分別為熱鍛件圖的制定和鍛模的設(shè)計(jì)。學(xué)生采用分組學(xué)習(xí)的模式，每組一題且不同的方式進(jìn)行，每組學(xué)生需要通力合作才能完成相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)。熱鍛件圖的制定是設(shè)計(jì)鍛模的重要內(nèi)容，是設(shè)計(jì)和加工鍛模型腔的基礎(chǔ)。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生掌握零件圖在實(shí)際生產(chǎn)中變成熱鍛件圖的過程，使知識(shí)更加直觀，提高學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣。鍛模的設(shè)計(jì)是針對(duì)簡單的鍛件，通過設(shè)計(jì)其鍛模，使之能滿足鍛件模鍛生產(chǎn)的需要，通過該設(shè)計(jì)，提升學(xué)生的專業(yè)成就感和自豪感，為學(xué)好該課程奠定良好的基礎(chǔ)。熱鍛件圖和設(shè)計(jì)的模具如圖3所示。

圖3 課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)：①課程設(shè)計(jì)采用分組進(jìn)行的方式，能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生分工合作，錘煉團(tuán)隊(duì)的合作精神；②課程設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和融會(huì)貫通的階段，通過課程設(shè)計(jì)讓學(xué)生理解前后知識(shí)之間的聯(lián)系；③通過該課程設(shè)計(jì)的設(shè)置，鍛煉了學(xué)生查閱資料、整理所學(xué)內(nèi)容、分析和解決設(shè)計(jì)中常見問題的能力，達(dá)到畢業(yè)要求[2]；④課程設(shè)計(jì)有一個(gè)簡單的答辯過程，每組選擇一人進(jìn)行答辯，回答老師的問題，這個(gè)環(huán)節(jié)鍛煉了同學(xué)的語言表達(dá)能力[2]。課程設(shè)計(jì)的劣勢(shì)是時(shí)間太短，同學(xué)沒有足夠的時(shí)間消化課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，但這也是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的一種促進(jìn)。另外課程設(shè)計(jì)題目布置應(yīng)難易適度，內(nèi)容不需太多，避免超過學(xué)生能夠理解的程度，這樣才能水到渠成，達(dá)到事半功倍的效果。通過這種簡單課程設(shè)計(jì)的開展，促進(jìn)了學(xué)生查閱資料[3]、撰寫論文和團(tuán)隊(duì)合作的能力提升。

2.4 建立優(yōu)質(zhì)課程資源

該課程網(wǎng)上資源較少，優(yōu)質(zhì)的課程資源更少，為了使學(xué)生在課前能預(yù)習(xí)，課后能復(fù)習(xí)，在授課中加入自身的信息平臺(tái)，如超星、雨課堂等。授課中充分利用平臺(tái)上傳收集相應(yīng)的教學(xué)資源，如視頻、習(xí)題、圖片等，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也為學(xué)生課后復(fù)習(xí)提供方便。建立健全課前預(yù)習(xí)、課上授課、課后答疑的機(jī)制，全方位為教學(xué)服務(wù)。

2.5 建立有效的學(xué)生評(píng)價(jià)機(jī)制

學(xué)生對(duì)授課教師進(jìn)行評(píng)課，一方面能指出教師授課時(shí)出現(xiàn)的問題，另一方面通過這些問題的提出促使教師改變教學(xué)方法和方式，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的需要；最后，這種評(píng)價(jià)機(jī)制還能促進(jìn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)[4]，優(yōu)化教師團(tuán)隊(duì)能力水平的配置，提高授課能力和水平，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的提升。

2.6 與生產(chǎn)實(shí)習(xí)的有機(jī)結(jié)合

學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)的過程中會(huì)有生產(chǎn)實(shí)習(xí)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)的單位都與本專業(yè)相關(guān)，為此在實(shí)習(xí)開始前，跟企業(yè)相關(guān)人員進(jìn)行溝通，說明學(xué)生需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。這樣在實(shí)習(xí)過程中，企業(yè)專業(yè)技能人員才會(huì)針對(duì)企業(yè)的設(shè)備或工藝等情況，給同學(xué)進(jìn)行解答和指導(dǎo)，以此作為臺(tái)階，提升學(xué)生的實(shí)踐能力和水平。

2.7 課后作業(yè)布置

課后作業(yè)是總結(jié)和鞏固課上知識(shí)的一項(xiàng)措施，每次課后教師都要結(jié)合本節(jié)課程的具體內(nèi)容和教學(xué)大綱布置相應(yīng)的作業(yè)，并安排學(xué)生定期收齊，進(jìn)而督促學(xué)生完成作業(yè)。通過課后作業(yè)的布置，除了督促學(xué)生復(fù)習(xí)課上知識(shí)外，還能使教師的授課過程完成閉環(huán)，即有課前、課上和課后的環(huán)節(jié)。課后作業(yè)的布置雖好但要注意作業(yè)的數(shù)量和深度，最好控制在20 min內(nèi)，這樣才能達(dá)到促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的目的。

2.8 專業(yè)先進(jìn)技術(shù)的引領(lǐng)

隨著科技的不斷進(jìn)步，專業(yè)在不斷地發(fā)展并推動(dòng)社會(huì)的前進(jìn)，各種媒體對(duì)專業(yè)技術(shù)發(fā)展的報(bào)導(dǎo)較多，如圖4所示。授課過程中，教師應(yīng)將當(dāng)前專業(yè)技術(shù)的發(fā)展情況及時(shí)告訴學(xué)生，并幫助學(xué)生分析該項(xiàng)技術(shù)在教學(xué)內(nèi)容中對(duì)應(yīng)的部分以及該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展面臨的困難，增加學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感，同時(shí)該部分也是課程思政的內(nèi)容。

圖4 專業(yè)發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)

3 結(jié)束語

為了提升學(xué)生的能力及素質(zhì)，針對(duì)目前課程面臨的問題，采用合理劃分知識(shí)模塊、開展課外實(shí)驗(yàn)、設(shè)置課內(nèi)課程設(shè)計(jì)、建立優(yōu)質(zhì)的課程資源庫等措施，提高學(xué)生的應(yīng)用能力和水平，提升學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感和自豪感，以滿足學(xué)生能力的需求。