沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革與實(shí)踐

[摘要]在沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課程的理論和實(shí)踐教學(xué)中，更新教學(xué)理念，強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以強(qiáng)化多媒體教學(xué)，調(diào)整專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)時(shí)間，開(kāi)設(shè)“沖壓模具模型拆裝”性實(shí)驗(yàn)，在加強(qiáng)互動(dòng)式教學(xué)等方面進(jìn)行教學(xué)改革，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，從而提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。

[關(guān)鍵詞]沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 教學(xué)改革 教學(xué)實(shí)踐

1.引言

沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課程是大學(xué)本科“材料成型及控制工程”專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主干專(zhuān)業(yè)課程，該課程主要講授沖壓工藝的基本原理及模具設(shè)計(jì)的基本方法，內(nèi)容繁雜、知識(shí)涵蓋面寬、實(shí)踐性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)，授課與學(xué)習(xí)難度大。教學(xué)目的是要求學(xué)生在了解沖壓變形基礎(chǔ)與沖壓工藝基礎(chǔ)后，能正確地設(shè)計(jì)一般沖壓模具結(jié)構(gòu)和沖壓模具幾何參數(shù)，該課程涉及的知識(shí)和內(nèi)容是該專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生就業(yè)后從事相關(guān)技術(shù)工作的重要基礎(chǔ)，是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。該課程的教學(xué)質(zhì)量，直接影響學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。

2.課程的教學(xué)與改革

2.1 精選教學(xué)內(nèi)容，突出教學(xué)重點(diǎn)

(1)依照培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

本課程的教學(xué)內(nèi)容貼近工程實(shí)際，使學(xué)生具備中等復(fù)雜程度沖壓件的工藝編制、模具設(shè)計(jì)、質(zhì)量分析與控制等方面的能力，并能及時(shí)反映本學(xué)科新技術(shù)、新工藝等的發(fā)展前言。根據(jù)上述培養(yǎng)目標(biāo)，可以對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步優(yōu)化和調(diào)整：①?gòu)膶?shí)用性出發(fā)做相應(yīng)刪減或壓縮一些偏離專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和僅限于了解的內(nèi)容，如對(duì)提高沖裁件精度方法和以大型覆蓋件為代表的非軸對(duì)稱(chēng)曲面零件的沖壓成形工藝及其模具設(shè)計(jì)；②增加必要的、實(shí)用性強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容，如沖裁、彎曲、拉深等三大部分的工藝計(jì)算和沖壓工藝過(guò)程的制定，增加多工位級(jí)進(jìn)模的講授內(nèi)容，以滿足多工位級(jí)進(jìn)模日益廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的需要；③增加沖壓新技術(shù)、新工藝的前沿介紹。這樣既突出了教學(xué)重點(diǎn)，又展示了教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性，以學(xué)生能力的培養(yǎng)為教學(xué)目的，使學(xué)生能在較少的學(xué)時(shí)內(nèi)掌握沖壓的基本原理、沖壓工藝編制和沖模設(shè)計(jì)方法。

(2)抓住主線，建立正確的學(xué)習(xí)方法。

由于本課程的內(nèi)容較多，以往學(xué)生對(duì)本課程難以樹(shù)立正確的學(xué)習(xí)方法。在教學(xué)中，主要介紹沖裁、彎曲、拉深等沖壓工序的成形原理、質(zhì)量控制、工藝參數(shù)及工藝計(jì)算、沖壓件工藝分析及模具設(shè)計(jì)。所以，首先應(yīng)使學(xué)生了解沖壓件質(zhì)量的影響因素，然后通過(guò)課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生掌握各個(gè)因素的合理設(shè)計(jì)方法。例如：沖裁件的質(zhì)量問(wèn)題與模具間隙、刃口磨損、排樣與搭邊、模具結(jié)構(gòu)和設(shè)備選擇等有關(guān)；拉深件的質(zhì)量問(wèn)題主要與變形程度、變形次數(shù)、毛坯尺寸與形狀的設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)和設(shè)備選擇、拉深的輔助工序等有關(guān)。按照這條主線將主要沖壓工序的基礎(chǔ)知識(shí)貫穿起來(lái)，提綱挈領(lǐng)，有利于學(xué)生系統(tǒng)掌握所學(xué)的理論知識(shí)，便于總結(jié)規(guī)律，更好地指導(dǎo)實(shí)踐。

2.2 改革教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

(1)采用啟發(fā)式教學(xué)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

教師在上課前都要認(rèn)真?zhèn)湔n，確定每次課的重點(diǎn)，在上課前先給學(xué)生提出問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題邊聽(tīng)邊思考，教師在講授過(guò)程中，不把課程描繪成完美無(wú)缺的理論體系，引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生以懷疑、開(kāi)放、發(fā)展的眼光審視現(xiàn)有的理論和技術(shù)成果，培養(yǎng)發(fā)散性思維習(xí)慣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，活躍了課堂氣氛，為創(chuàng)新留出廣闊的空間。

(2)加強(qiáng)互動(dòng)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性

傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)方法使得學(xué)生為了應(yīng)付考試不得不死記硬背，激發(fā)不出學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣。啟發(fā)和討論的互動(dòng)式教學(xué)方法是師生共同參與、相互交流、相互促進(jìn)的雙邊教學(xué)方法。對(duì)教材中的一些容易忽視、容易混淆的內(nèi)容，轉(zhuǎn)化為問(wèn)題，組織學(xué)生在課堂上開(kāi)展討論，讓學(xué)生通過(guò)討論得出正確的結(jié)論。學(xué)生是課堂的主體，教師的作用在于積極啟發(fā)、誘導(dǎo)學(xué)生的思維，使學(xué)生跟著教師的思路，積極主動(dòng)地思考、分析問(wèn)題，最終解決問(wèn)題。在教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生的思維活躍，思路打開(kāi)，從而收到較好的學(xué)習(xí)效果，有利于體現(xiàn)學(xué)生的主體作用。

(3)課堂教學(xué)與習(xí)題課相結(jié)合，注重鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力

心理學(xué)認(rèn)為：在課堂上，學(xué)生的注意力的集中時(shí)間是有限的。長(zhǎng)時(shí)間地集中注意力，會(huì)引起他們的思維疲勞甚至厭煩，影響教學(xué)效果。如果適時(shí)地選作練習(xí)題，給學(xué)生一種具有新意的刺激，可以使學(xué)生由“抑制被動(dòng)”狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤芭d奮主動(dòng)”狀態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)練習(xí)探求和總結(jié)教學(xué)內(nèi)容，在做習(xí)題時(shí)加以運(yùn)用；并幫助學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)技巧，將其中具有規(guī)律性的方法向同學(xué)推廣，方便學(xué)習(xí)和記憶。

2.3 更新教學(xué)手段、增加教學(xué)手段的多樣性

(1)多種教學(xué)手段相結(jié)合，提高教學(xué)質(zhì)量和效率

①運(yùn)用多媒體教學(xué)。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課程的教學(xué)中涉及大量的沖壓類(lèi)模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝分析，在以前的教學(xué)過(guò)程中，一般是采用教材上的二維圖，輔以少量模型和掛圖，由教師進(jìn)行講解。課堂教學(xué)時(shí)，這種方式教學(xué)效率低，教師講解繁瑣，學(xué)生理解困難。為此我們制作了多媒體課件，對(duì)典型模具制作了動(dòng)畫(huà)，利用視頻將結(jié)構(gòu)動(dòng)作過(guò)程動(dòng)態(tài)地展現(xiàn)出來(lái)，既可以連續(xù)播放也可以斷續(xù)播放動(dòng)作，使原來(lái)難以理解的知識(shí)等以直觀的方式表達(dá)出來(lái)，使得課堂教學(xué)形象、直觀、生動(dòng)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高了課堂效率。

②在線互動(dòng)教學(xué)。在線互動(dòng)教學(xué)實(shí)質(zhì)上是在網(wǎng)絡(luò)上建立一個(gè)教師和學(xué)生充分互動(dòng)的平臺(tái)，學(xué)生可以自由選擇時(shí)間上網(wǎng)，就課程問(wèn)題向教師提問(wèn)，教師則根據(jù)學(xué)生反饋的問(wèn)題進(jìn)行輔導(dǎo)，不論是采用QQ還是論壇的形式，都能將課堂討論的空間拓展到網(wǎng)絡(luò)上，使教師與學(xué)生的互動(dòng)不再為課堂有限的時(shí)間和空間所限。不僅可以由教師來(lái)回答各種問(wèn)題，學(xué)生與學(xué)生之間也可以通過(guò)論壇相互啟發(fā)。

(2)調(diào)整專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃，在課程教學(xué)開(kāi)始前進(jìn)行專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)

現(xiàn)代沖壓模具類(lèi)教材的共同特點(diǎn)是：第一章為緒論，第二章為冷沖壓變形基礎(chǔ)，然后各章分別為沖裁、彎曲、拉深等。這樣幾十個(gè)學(xué)時(shí)講完了，同學(xué)們還對(duì)模具無(wú)整體印象，不太清楚講了這么多內(nèi)容的教學(xué)目的，以致教與學(xué)嚴(yán)重脫離。為此，我們打破傳統(tǒng)教學(xué)順序，對(duì)材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行了調(diào)整。該專(zhuān)業(yè)學(xué)生為期1周的專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)安排在第3學(xué)年第1學(xué)期，內(nèi)容主要為在實(shí)際生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)對(duì)沖壓模具、注塑模具的實(shí)際生產(chǎn)狀況和模具的制造加工工藝進(jìn)行認(rèn)識(shí)性實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)之后再開(kāi)始本課程及其他專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)。這種方式讓學(xué)生在開(kāi)始專(zhuān)業(yè)主干課程的學(xué)習(xí)前就能在實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下有針對(duì)性地了解本專(zhuān)業(yè)的相關(guān)實(shí)際知識(shí)，獲得較多的感性知識(shí)，為后續(xù)課程的課堂教學(xué)打下必備的基礎(chǔ)，再配合后續(xù)第4學(xué)年第1學(xué)期的生產(chǎn)實(shí)習(xí)及第2學(xué)期的畢業(yè)實(shí)習(xí)，有效地實(shí)現(xiàn)了理論知識(shí)從實(shí)踐中來(lái)再到實(shí)踐中去的原則。

(3)調(diào)整課程教學(xué)計(jì)劃，增設(shè)“沖壓模具模型拆裝”課程實(shí)驗(yàn)

為更好地提高學(xué)生的實(shí)際分析能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，調(diào)整課程教學(xué)計(jì)劃，在沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課程原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增設(shè)了“沖壓模具模型拆裝”實(shí)驗(yàn)，時(shí)間安排在該課程的課堂教學(xué)之前。在該實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生對(duì)沖壓模具的模型進(jìn)行拆卸和重新組裝，了解其設(shè)計(jì)方案和具體關(guān)鍵零件的構(gòu)成，使學(xué)生在課程開(kāi)始之前對(duì)沖壓模具結(jié)構(gòu)有一定的了解。在課程結(jié)束之后，再進(jìn)行“沖壓模具拆裝”實(shí)驗(yàn)，在該實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生對(duì)現(xiàn)有的實(shí)際生產(chǎn)型模具進(jìn)行拆卸和重新組裝，了解其設(shè)計(jì)方案和具體關(guān)鍵零件的構(gòu)成，分析其優(yōu)缺點(diǎn)并加以改進(jìn)，完成全部測(cè)繪圖紙。之后，再進(jìn)行為期3周的課程設(shè)計(jì)，每位學(xué)生完成一副模具的全部設(shè)計(jì)工作。這種方式使學(xué)生在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)前就可對(duì)實(shí)際模具的結(jié)構(gòu)和方案有一個(gè)直觀而且深入的了解和分析，獲取一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和技能，有效地促進(jìn)了學(xué)生對(duì)該課程知識(shí)的理解和掌握，學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)際設(shè)計(jì)能力顯著提高。

2.4 改革考核方式

課程考核是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)和技能掌握程度的一種手段，該考核方式?jīng)Q定著我們對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況掌握的準(zhǔn)確程度，也影響著我們教學(xué)效果的檢驗(yàn)和今后的完善，同時(shí)也間接影響后續(xù)學(xué)生的學(xué)習(xí)勁頭。為此，我們對(duì)傳統(tǒng)的考核方式進(jìn)行了改革，重視考核內(nèi)容的全面性、重點(diǎn)突出性和方式的靈活性，總成績(jī)由卷面成績(jī)(70％)、課堂表現(xiàn)(10％)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告(15％)和課后作業(yè)(5％)組成。

3.結(jié)束語(yǔ)

沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革要有利于學(xué)生掌握課程的體系，知道將來(lái)應(yīng)用時(shí)涉及的知識(shí)；要有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的工程意識(shí)，有利于加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)際創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。作為教師，只有在教學(xué)過(guò)程中不斷實(shí)踐，不斷總結(jié)，才能使教學(xué)改革不斷向前發(fā)展。實(shí)踐證明：通過(guò)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)模式等方面的改革與實(shí)踐，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，取得了良好的教學(xué)效果。