“材料成型工藝基礎(chǔ)”數(shù)字化實(shí)踐教學(xué)

韓蕾蕾

摘 要 材料成型工藝基礎(chǔ)是機(jī)械類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。結(jié)合文華學(xué)院機(jī)械系開設(shè)此課程的教學(xué)現(xiàn)狀，從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法這兩個(gè)方面探討，如何將數(shù)字化實(shí)踐性教學(xué)與材料成型工藝基礎(chǔ)課程相結(jié)合。合理有效利用學(xué)?，F(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)中心和三維數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室，更好培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，掌握新工藝、新技術(shù)。

關(guān)鍵詞 數(shù)字化 實(shí)踐性 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.10.059

Abstract The fundamentals of materials molding technology is an important mechanical professional basic course. Combined with the main problem of this course in college teaching， the teaching content and the teaching methods were discussed how the digital and practical teaching combined with the course. It is better to cultivate practical and innovative ability and master new techniques and technologies for students based on the training center and the 3D digital lab.

Keywords digital teaching； practical teaching； teaching reform

0 引言

要實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造2025”的目標(biāo)，必須推進(jìn)信息技術(shù)與制造技術(shù)深度融合，推動(dòng)制造技術(shù)往高端和智能方向發(fā)展，才可實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)。人才是前進(jìn)的動(dòng)力，是力量的源泉。高等學(xué)校是培養(yǎng)人才的最大基地，對(duì)人才的培養(yǎng)和教育不能與社會(huì)脫節(jié)，不能閉門造車，否則跟不上時(shí)代的發(fā)展。課程的教學(xué)如果不改革，繼續(xù)墨守成規(guī)，培養(yǎng)出來的學(xué)生畢業(yè)后無法盡快投入工作，企業(yè)又將花費(fèi)巨大的人力和物力培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)工作崗位的要求，無形中增加社會(huì)的成本。因此，我們必須要對(duì)教育課程做出相適應(yīng)的改革。

文華學(xué)院機(jī)械專業(yè)以學(xué)生為本，尊重學(xué)生個(gè)體的差異性，制定因人制宜的培養(yǎng)方案，在培養(yǎng)學(xué)生過程中重視實(shí)踐培養(yǎng)，充分發(fā)揮每個(gè)學(xué)生的潛力，打造本專業(yè)的優(yōu)勢(shì)，突出本專業(yè)的特色。文華學(xué)院的機(jī)械專業(yè)在重視實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)同時(shí)加強(qiáng)理論教學(xué)，盡可能做到理論和實(shí)踐的完美結(jié)合。本專業(yè)目標(biāo)培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型本科人才，利用自身的實(shí)驗(yàn)室大力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新與實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力、開拓的創(chuàng)新精神， 材料成型工藝基礎(chǔ)課程結(jié)合本校數(shù)字化建設(shè)，依靠金工實(shí)訓(xùn)中心和三維數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室，引入數(shù)字化和實(shí)踐化教學(xué)，真正讓學(xué)生體會(huì)材料不同成型工藝的魅力，讓自己所學(xué)的知識(shí)融入實(shí)踐中，在操作中強(qiáng)化理論知識(shí)，又使得理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際操作，既加強(qiáng)了學(xué)生的理論知識(shí)掌握，又讓學(xué)生提高自身的實(shí)際動(dòng)手能力。

1 課程的教學(xué)改革必要性

“材料成型工藝基礎(chǔ)”作為本校機(jī)械專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，涉及到除機(jī)加工以外的各種冷、熱加工工藝，包括：鑄造、塑性成形（鍛造和沖壓）、焊接以及其他成型方法。本課程不僅讓學(xué)生了解到材料成型工藝的基礎(chǔ)知識(shí)，又要讓學(xué)生知道未來成型工藝的發(fā)展趨勢(shì)。為了提高本課程的教學(xué)質(zhì)量，必須對(duì)本課程進(jìn)行教學(xué)改革，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、教學(xué)環(huán)境等多面進(jìn)行有效的合理改革。

“材料成型工藝基礎(chǔ)”課程隨著制造業(yè)的飛速發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的新型材料和新技術(shù)、新工藝的不斷更新，其課程的內(nèi)容日益豐富。此課程信息量大，內(nèi)容多龐雜，重點(diǎn)不突出。如何在有限的40學(xué)時(shí)內(nèi)完成教學(xué)大綱的規(guī)定目標(biāo)，成為一個(gè)難題。目前，課程的教學(xué)采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，即使采用多媒體和模具教學(xué)，也難以擺脫目前的尷尬境地。加上機(jī)械專業(yè)的學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)自覺性、主動(dòng)性較差，這些教學(xué)方法和手段難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

本課程的主要考核采用開卷命題型考試，題型多采用填空題、簡(jiǎn)答題、綜合題、選擇題等形式，試卷題型豐富，涉及知識(shí)面廣，考核學(xué)生掌握所學(xué)知識(shí)的能力。但是基于課程內(nèi)容多，采用開卷考試。因此，對(duì)于那些平時(shí)不上課或上課不認(rèn)真聽講的學(xué)生，只要考前突擊看書，便可順利通過。顯然，這與我們?cè)O(shè)置本課程的教學(xué)初衷大相徑庭，學(xué)生不能真正掌握知識(shí)，對(duì)能力的培養(yǎng)起不到作用。

2 課程的教學(xué)改革目標(biāo)

文華學(xué)院的機(jī)械類專業(yè)以實(shí)踐化教育為專業(yè)特色，校企聯(lián)合培養(yǎng)，每年根據(jù)就業(yè)情況和社會(huì)所需人才不斷修訂和完善人才培養(yǎng)方案，優(yōu)化課程設(shè)置，如對(duì)目前企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中運(yùn)用的各種成型工藝展開對(duì)應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)，每種教學(xué)軟件都可以案例為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目展開軟件的技能訓(xùn)練。本校的材料成型工藝基礎(chǔ)課程結(jié)合了三維數(shù)字化和實(shí)踐化教育這一特色，運(yùn)用各種三維教學(xué)軟件和實(shí)驗(yàn)室硬件展開不同材料成型工藝的技能訓(xùn)練。

機(jī)械專業(yè)的材料成型工藝基礎(chǔ)不像材料成型專業(yè)將其作為核心課程，機(jī)械類專業(yè)學(xué)時(shí)短，只能簡(jiǎn)單介紹各類材料成型工藝，工藝設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)工藝性，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)最大程度讓學(xué)生全面掌握材料成型工藝。在整個(gè)教學(xué)過程中，必須認(rèn)識(shí)到本學(xué)院的學(xué)生與其他高校的學(xué)生差異性，更應(yīng)提高學(xué)生的積極性、參與性，充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)。不僅要培養(yǎng)他們的理論知識(shí)學(xué)習(xí)，更要注重他們的實(shí)際動(dòng)手能力。培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì)，提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力，做一名職業(yè)性、全能型的優(yōu)秀人才，才能在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

3 課程的教學(xué)改革實(shí)現(xiàn)

3.1 教學(xué)內(nèi)容改革

教學(xué)內(nèi)容的改革是建立在熟悉書本知識(shí)內(nèi)容基礎(chǔ)上，不是盲目毫無根據(jù)的刪減，并且要結(jié)合現(xiàn)在材料成型工藝在實(shí)際中的應(yīng)用和最新研究進(jìn)展做出的正確調(diào)整。并結(jié)合文華學(xué)院的應(yīng)用性定位和機(jī)械專業(yè)的就業(yè)領(lǐng)域，以及考慮學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行嘗試。首先我們看看這門課程的教學(xué)任務(wù)：通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)對(duì)金屬的鑄造成形、金屬的塑性成形、金屬焊接成形和材料的其他成形的基本過程有較深入的理解，掌握基本原理和規(guī)律。初步掌握根據(jù)工件的材質(zhì)、性能和使用要求能夠選擇其成形方法，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和以后的科技實(shí)踐工作打下基礎(chǔ)。

這門課的重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生掌握對(duì)中等復(fù)雜件能進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計(jì)，鍛壓工藝設(shè)計(jì)和焊接工藝設(shè)計(jì)，了解高分子、粉末冶金、陶瓷等材料的成形工藝。根據(jù)這個(gè)最基本的要求，在教學(xué)過程中可以弱化不易理解和并不實(shí)用的理論內(nèi)容。這些內(nèi)容不是機(jī)械專業(yè)的研究重點(diǎn)，在講解內(nèi)容根據(jù)專業(yè)的特點(diǎn)適當(dāng)調(diào)整內(nèi)容，深入淺出，通俗易懂。因此，根據(jù)內(nèi)容的調(diào)整要制定新的教學(xué)大綱，才能對(duì)課程體系和教學(xué)內(nèi)容有較大的正確改進(jìn)。課程設(shè)置如圖1所示。

3.2 教學(xué)方法改革

各種材料成形工藝（鑄造、焊接、鍛造等）在金工實(shí)習(xí)中已經(jīng)操作過，但是理論內(nèi)容講解比較滯后，學(xué)生未能真正理解體會(huì)到各種成形方法的實(shí)質(zhì)。在講解有關(guān)成形工藝有關(guān)基本概念內(nèi)容時(shí)，可將課堂放在實(shí)訓(xùn)中心，學(xué)生身臨其境會(huì)回憶自己曾經(jīng)操作的成型工藝，不僅強(qiáng)化金工實(shí)習(xí)的內(nèi)容，又可加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。

利用學(xué)校三維數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)學(xué)生利用各種三維軟件進(jìn)行零件造型，動(dòng)畫仿真加工過程演繹。學(xué)生可自選三維軟件，生成加工程序，進(jìn)行加工模擬和后置處理。工藝加工過程在課堂講的天花亂墜也沒動(dòng)態(tài)演繹來的形象、真實(shí)。如圍繞鑄造加工可安排零件的建模、鑄造加工仿真訓(xùn)練，使學(xué)生熟悉掌握軟件技能，有體會(huì)到鑄造加工工藝的真實(shí)性。運(yùn)動(dòng)仿真完成，讓學(xué)生在金工實(shí)訓(xùn)中心零件加工，在實(shí)踐中得到鍛煉。在三維數(shù)字化設(shè)計(jì)和實(shí)踐教學(xué)中既鍛煉了軟件的技能，又強(qiáng)化了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)得到實(shí)際鍛煉。

這種數(shù)字化和實(shí)踐性教學(xué)，三維設(shè)計(jì)和理論知識(shí)相互融合、相互影響。既強(qiáng)化理論知識(shí)，又加強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用，在實(shí)例中鍛煉了學(xué)生的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)能力。培養(yǎng)學(xué)生既具有強(qiáng)大的理論知識(shí)基礎(chǔ)，又有很過硬的實(shí)際應(yīng)用能力。

3.3 教學(xué)考核改革

以前，評(píng)判學(xué)生主要以卷面成績(jī)?yōu)橹鳎?0%），這種考核方式很片面，對(duì)學(xué)生的考核不夠全面。這種考核變成了學(xué)生考前突擊應(yīng)付考試，甚至考試只帶打印的復(fù)習(xí)資料連書本都不帶的局面。因此，調(diào)整教學(xué)大綱，實(shí)行新的考核方式。通過新舊考核方式對(duì)比發(fā)現(xiàn)（如圖2所示）：卷面分?jǐn)?shù)比重減輕，更注重對(duì)能力的考核，考核內(nèi)容和形式更加全面和多樣化?？己朔绞娇稍谝欢ǔ潭壬辖鉀Q目前尷尬的局面，提高學(xué)生的主動(dòng)性，積極參與課程學(xué)習(xí)中，提高自身的能力。教師也更加全面認(rèn)識(shí)了解學(xué)生，對(duì)學(xué)生做出更加客觀的評(píng)判?？傊獜母旧辖鉀Q以教師為主體的教學(xué)，使學(xué)生作為主體參與教學(xué)過程。

4 結(jié)束語

材料成型工藝基礎(chǔ)的實(shí)踐化和數(shù)字化教學(xué)，打破原來的傳統(tǒng)課堂教學(xué)，為課程的教學(xué)注入新鮮活力。實(shí)踐化和數(shù)字化教學(xué)的引入使得材料成型工藝基礎(chǔ)的教學(xué)更加貼近實(shí)際，可使學(xué)生更加全面認(rèn)識(shí)不同成型工藝，實(shí)現(xiàn)各種成型工藝的動(dòng)畫仿真與演繹，將理論與實(shí)踐結(jié)合的更加緊密?？己诵问蕉鄻踊?，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，不再是應(yīng)付性對(duì)待本課程，也使得老師全面地多角度認(rèn)識(shí)學(xué)生，更加客觀評(píng)判學(xué)生。

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