材料成型原理課程教學(xué)改革的探索*

張佳 吳煒 樊湘芳

南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 湖南衡陽 421001

材料成型原理課程教學(xué)改革的探索*

張佳 吳煒 樊湘芳

南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 湖南衡陽 421001

根據(jù)材料成型原理課程特點(diǎn)，為解決教學(xué)內(nèi)容過深、教學(xué)課時(shí)壓縮的矛盾，注重理論聯(lián)系實(shí)際，構(gòu)建新型教學(xué)模式。實(shí)踐證明，這些改革不僅取得良好的教學(xué)效果，而且激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

材料成型原理；教學(xué)改革；多媒體教學(xué)

1 本課程的特點(diǎn)

材料成型原理是材料成型與控制工程專業(yè)本科生必修的重點(diǎn)專業(yè)基礎(chǔ)課程，是金屬塑性成形技術(shù)的基礎(chǔ)理論，主要講授塑性成形過程中金屬的彈、塑性變形及控制，材料組織與性能的演變規(guī)律、機(jī)理及控制等內(nèi)容。

目前，國(guó)內(nèi)一些工科院校已經(jīng)逐步建立起該課程的國(guó)家級(jí)、省級(jí)精品課程，極大地豐富了該課程的教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)了該課程的教學(xué)質(zhì)量。隨著科學(xué)水平的發(fā)展，新理論、新工藝、新技術(shù)不斷出現(xiàn)，知識(shí)量的不斷增加與課時(shí)減少的矛盾使課程建設(shè)變得更加迫切，需用更先進(jìn)的教學(xué)方法和教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)資源共享，改進(jìn)教學(xué)，從而培養(yǎng)合格的材料成型人才。

為此，積極開展教學(xué)方法的改革，推行多媒體教學(xué)和課堂互動(dòng)式教學(xué)，拓寬教學(xué)內(nèi)容；不斷改革考試環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)生素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。

2 改革措施

2.1 優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，豐富教學(xué)內(nèi)容

材料成型原理課程注重關(guān)聯(lián)金屬塑性變形的宏觀規(guī)律與微觀機(jī)理，可將其分為塑性成形力學(xué)和塑性成形金屬學(xué)兩大部分內(nèi)容。

塑性成形力學(xué)主要是運(yùn)用塑性力學(xué)的基本理論分析金屬塑性成形時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，建立變形程度與外加載荷的定量關(guān)系，計(jì)算塑性成形所需的變形力。塑性成形金屬學(xué)則是在物理冶金的基礎(chǔ)上，主要闡明金屬塑性成形的物理本質(zhì)、變形機(jī)制和塑性成形時(shí)金屬的組織與性能演化的基本規(guī)律等。目的是為合理選擇成形方法及成形設(shè)備，正確制定工藝制度，有效控制制品的組織性能及形狀、尺寸和精度，改善金屬塑性成形性能和提高制品質(zhì)量提供理論依據(jù)。這兩部分內(nèi)容相互影響、相輔相成，講授時(shí)可穿插結(jié)合。在平時(shí)的授課中，結(jié)合所學(xué)內(nèi)容，介紹一些塑性成形新方法、新技術(shù)、新工藝及行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.2 強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)，抓住主干，突出重點(diǎn)

由于材料成型原理課程的內(nèi)容比較繁雜，特別是塑性成形力學(xué)又相對(duì)抽象，課堂教學(xué)上必須抓住主干，突出重點(diǎn)，才能化難為易。可以將“塑性成形力學(xué)”的內(nèi)容概括為掌握6個(gè)方程（應(yīng)力張量分解方程、應(yīng)力平衡微分方程、應(yīng)變與位移關(guān)系方程、應(yīng)變?cè)隽糠匠獭⑺苄詶l件方程、塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系方程）、3個(gè)方法（求解塑性變形力的工程法、滑移線法、上限法）。“塑性成形金屬學(xué)”的內(nèi)容概括為根據(jù)“五圖”（相圖、變形力學(xué)圖、變形抗力圖、塑性圖、再結(jié)晶圖），正確制定“三度”（變形溫度、變形程度、變形速度）及掌握金屬的塑性流動(dòng)規(guī)律。推導(dǎo)基本公式時(shí)，注重講清思路，過程則不要求；講解塑性變形力的求解方法時(shí)，強(qiáng)調(diào)該方法的基本原理、解題步驟等。對(duì)有些涉及較多數(shù)學(xué)及力學(xué)知識(shí)的內(nèi)容，只在關(guān)鍵地方作必要提示，便于學(xué)生理解，而不步步推導(dǎo)，使學(xué)生注意力集中。在每章開始設(shè)置提要，以便學(xué)生一目了然；每章結(jié)束進(jìn)行歸納總結(jié)，以利學(xué)生抓住主干，方便復(fù)習(xí)鞏固。

2.3 采用新的教學(xué)方法與手段，激發(fā)學(xué)生興趣，活躍課堂氣氛

建立多媒體教學(xué)和塑性加工過程數(shù)值模擬平臺(tái)，結(jié)合板書、擺模型等多種教學(xué)手段講解基本概念、基本原理及基本原理的基本應(yīng)用，由淺入深，啟發(fā)學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課程開始，結(jié)合一些圖片、視頻，對(duì)本課程的地位、內(nèi)容作生動(dòng)介紹，使學(xué)生一接觸本課程就目的明確，信心十足，熱愛本專業(yè)，樹立良好的學(xué)習(xí)氛圍。

在教學(xué)方法上，一方面將講授法和擺設(shè)問題的啟發(fā)式教學(xué)法有機(jī)結(jié)合起來，并適當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生的課外自學(xué)，改變單一的課堂灌輸模式，豐富學(xué)生的想象力，活躍課堂氣氛。另一方面將傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)有機(jī)組合起來，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要，繼承傳統(tǒng)教學(xué)的合理成分，引進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，使兩者各取所長(zhǎng)，相輔相成，共同參與課堂教學(xué)過程，優(yōu)化教學(xué)過程。

2.4 注重學(xué)生素質(zhì)和能力的培養(yǎng)

大學(xué)教育不僅是簡(jiǎn)單的專業(yè)知識(shí)灌輸，還應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)和能力。在教學(xué)中不是要求學(xué)生死記公式和條文，而是注意循序漸進(jìn)，適當(dāng)引導(dǎo)，使學(xué)生既能進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)、計(jì)算，又能掌握基本概念、基本原理及一些生產(chǎn)實(shí)際的基本應(yīng)用，這樣能夠較好地培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。如講解增量理論時(shí)，如果只講數(shù)學(xué)和力學(xué)知識(shí)，學(xué)生必然埋在復(fù)雜的公式堆中而茫然不知所措。數(shù)學(xué)和力學(xué)只是一個(gè)工具，應(yīng)要求學(xué)生分析應(yīng)變?cè)隽糠匠痰囊饬x。對(duì)于金屬塑性，則要求學(xué)生結(jié)合塑性流動(dòng)規(guī)律思考尋求改善金屬塑性應(yīng)采取的途徑。注重外語應(yīng)用能力的培養(yǎng)，對(duì)于一些專業(yè)名詞和專業(yè)術(shù)語，給出英語表達(dá)，既可消除歧義，又培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用英語的能力。

2.5 建立習(xí)題庫、試題庫

考試是檢查學(xué)生全面掌握所學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)的一個(gè)重要手段。考試的內(nèi)容與形式也是本課程教學(xué)改革的重要方面。在考試內(nèi)容上，注重覆蓋課程內(nèi)容的各個(gè)主要部分，涉及基本概念、基本原理、基本應(yīng)用等各方面，并建立相應(yīng)的習(xí)題庫，方便學(xué)生復(fù)習(xí)。在考試形式上，主要采取閉卷的形式，輔以上課出勤、回答問題、課后作業(yè)等平時(shí)成績(jī)。其目的是正確引導(dǎo)學(xué)生全面掌握所學(xué)知識(shí)，為畢業(yè)論文及設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)，并增強(qiáng)對(duì)從事本專業(yè)相關(guān)工作的適應(yīng)能力。

3 改革效果

在改進(jìn)材料成型原理課程方面做了一些有益探索，取得良好的效果：

1）豐富了教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，學(xué)生對(duì)課程知識(shí)掌握更為牢固，分析問題、解決問題的能力得到提高。

2）新型教學(xué)模式在一定程度上緩解了課時(shí)少、內(nèi)容深的矛盾，加強(qiáng)了學(xué)生的認(rèn)知，是一種行之有效的教學(xué)方法。

[1]周志明,等.“材料成型原理”模塊化教學(xué)改革與探討[J].中國(guó)冶金教育,2011(2).

[2]梁維中,等.材料成型原理課程教學(xué)改革探索[J].鑄造設(shè)備與工藝,2009(6):36-37.

[3]張健,等.《金屬塑性成型原理與工藝》課程教學(xué)改革初探[J].裝備制造技術(shù),2010(10).

[4]李強(qiáng),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(9):59-60.

[5]馬海濤.金屬塑性加工基礎(chǔ)課程改革與實(shí)踐[J].遼寧科技學(xué)院學(xué)報(bào),2010(3):56-57.

Practice and Reform on Teaching for Principle of Materials Formation

Zhang Jia, Wu Wei, Fan Xiangfang

According to characteristic of Principle of Materials Formation, we combined the theory and practice together, and organized a new teaching model. It was used to resolve contradiction of hard teaching content and compressed teaching hours. The practice illustrated that teaching reforms not only obtain good effects, but also inspire students’interest and enthusiasm.

principle of material formation; teaching reform; multimedia teaching

G642.0

B

1671-489X(2013)18-0092-02

10.3969/j.issn.1671-489X.2013.18.092

南華大學(xué)教學(xué)研究與改革課題（2011XJG012）。

作者：張佳，講師，主要從事材料成型原理、金屬塑性成形技術(shù)的教學(xué)及金屬材料的組織性能研究。