“鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)改革探索

王麗娟?魯素玲

摘要：針對(duì)“鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀，改革了課程的教學(xué)方法和考核方式。提出了以任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法為主、以多媒體教學(xué)為輔的教學(xué)思路，使理論和實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合在一起，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了實(shí)踐能力的培養(yǎng)。建立了多種形式的考核方式并貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，促進(jìn)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情。

關(guān)鍵詞：任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)；教學(xué)改革；考核方式；多媒體教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）11-0139-02

“鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)”是模具學(xué)生的重要專業(yè)課，課程要求學(xué)生掌握常用鍛造方法，能夠正確設(shè)計(jì)一般的鍛造模具，具有初步分析產(chǎn)品缺陷、解決鍛件質(zhì)量問(wèn)題的能力。與生產(chǎn)實(shí)踐有著十分緊密的聯(lián)系，是直接服務(wù)于生產(chǎn)的一門學(xué)問(wèn)。[1]隨著教育部專業(yè)目錄的調(diào)整，各院校的教學(xué)計(jì)劃也隨之進(jìn)行了相應(yīng)的改變，河北科技大學(xué)“鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)”課程由于學(xué)時(shí)壓縮改為選修課程，并取消了課程設(shè)計(jì)，給教學(xué)帶來(lái)了一系列新問(wèn)題，尤其是實(shí)踐能力的培養(yǎng)大打折扣。因此筆者在河北科技大學(xué)教研項(xiàng)目支持下，對(duì)“鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)方法和考核形式進(jìn)行了改革，以提高學(xué)生興趣，加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，為應(yīng)用型本科院校同類專業(yè)選修課提供可供借鑒的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

一、“鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)”課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

“鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)”課程目前的現(xiàn)狀是：

第一，作為專業(yè)選修課的“鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)”沒有了課程設(shè)計(jì)，既降低了課程的重要性，又弱化了實(shí)踐能力的訓(xùn)練，課程基本上是純理論授課變成了名副其實(shí)的“紙上談兵”。

第二，課程壓縮至32學(xué)時(shí)，在教學(xué)內(nèi)容變化不大的情況下，學(xué)時(shí)的減少使得一些設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容不得不刪除，加之缺乏實(shí)踐環(huán)節(jié)的支撐，定義、概念及原則學(xué)了不少，但卻不知學(xué)有何用、怎樣用，慢慢就喪失了學(xué)習(xí)的興趣。

第三，授課對(duì)象由模具轉(zhuǎn)為成型專業(yè)（鑄造、模具、焊接），受眾面增加，但學(xué)生對(duì)選修課重視不夠，許多同學(xué)認(rèn)為畢業(yè)后不會(huì)從事鍛造相關(guān)工作，混學(xué)分現(xiàn)象比較嚴(yán)重。雖然教師將平時(shí)考勤計(jì)入總成績(jī)加以約束，但留住人留不住心，課堂效果不佳。

基于此，本課程的改革思路是：以任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)為主線，通過(guò)任務(wù)的完成，將理論知識(shí)和實(shí)踐訓(xùn)練相結(jié)合，讓學(xué)生所學(xué)知所用，提高實(shí)踐能力；以多媒體教學(xué)為手段，增強(qiáng)課程的趣味性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，牢牢抓住學(xué)生的心；改革課程考核方式，重視過(guò)程考核，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的熱情，避免“一考定成敗”。經(jīng)過(guò)教學(xué)應(yīng)用與實(shí)踐取得了一定的效果。

二、利用多媒體教學(xué)，全面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和普及，多媒體作為先進(jìn)的教學(xué)手段已廣泛運(yùn)用于各學(xué)科的課堂教學(xué)中，它具有傳統(tǒng)的教學(xué)方法無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)圖片、模型、仿真動(dòng)畫及視頻等向?qū)W生展示平時(shí)無(wú)法看到金屬流動(dòng)規(guī)律、設(shè)備、模具及專業(yè)發(fā)展的前沿信息，開闊學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生的興趣和積極性。在有限的時(shí)間內(nèi)增加教學(xué)信息量，提高教學(xué)效率，[2]尤其適用于像“鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)”這樣的專業(yè)選修課的理論教學(xué)。

1.利用多媒體上好第一課

興趣是最好的老師，而興趣往往來(lái)源于第一課。本課緒論的內(nèi)容之一是介紹鍛造的發(fā)展歷史和發(fā)展現(xiàn)狀。通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、新聞報(bào)道、圖書資料等多種途徑收集素材，以多媒體形式讓學(xué)生了解中國(guó)古代鍛造的悠久歷史及現(xiàn)代的重大成就。從商代中期的“鐵刃銅鉞”到隋代趙州橋的“鐵拉桿”，[3]從第一臺(tái)萬(wàn)噸水壓機(jī)的誕生到大型船用曲軸的國(guó)產(chǎn)化，都見證了古人的智慧和現(xiàn)代的成就。同樣，在每個(gè)知識(shí)單元的第一課將相關(guān)的新技術(shù)、新裝備等學(xué)科前沿信息及探索性專題的視頻資料剪輯后放給學(xué)生觀看，例如：中央電視臺(tái)新聞報(bào)道“36000噸黑色金屬巨型垂直擠壓機(jī)誕生記”、探索與發(fā)現(xiàn)欄目的“百兵之神-龍泉?jiǎng)Α钡龋黾恿苏n程的趣味性，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)開闊了學(xué)生的視野，拓展了學(xué)生的知識(shí)面。

2.利用多媒體了解典型鍛件的應(yīng)用背景

鍛造工藝是為零件提供機(jī)加工毛坯的，鍛件與最終零件僅形狀就有很大的差別，無(wú)法一目了然。由于鍛件是機(jī)器設(shè)備內(nèi)部的重要零件，日常生活難見真容，例如大型鍛件水輪發(fā)電機(jī)主軸，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿、凸輪軸等模鍛件。因此課前通過(guò)多媒體展示水輪發(fā)電機(jī)組或汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理等內(nèi)容，讓學(xué)生了解相關(guān)鍛件的工作環(huán)境、所處位置及作用，則有助于提高相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)的針對(duì)性，從而加深印象，提高教學(xué)效果。

3.利用多媒體將生產(chǎn)實(shí)景引入課堂

鍛造很重要的教學(xué)內(nèi)容是鍛造工序及其操作方法、典型鍛件的鍛造工藝過(guò)程，完全的口頭講解及圖片展示，枯燥而缺乏真實(shí)感。利用工廠的真實(shí)生產(chǎn)錄像加以展示，例如汽車前橋熱模鍛壓機(jī)鍛造生產(chǎn)自動(dòng)線、汽車連桿熱模鍛壓機(jī)鍛造等，學(xué)生會(huì)有身臨其境的感覺，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，提高教學(xué)質(zhì)量。

三、采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法，理論聯(lián)系實(shí)踐，增強(qiáng)實(shí)踐能力

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法是以具體的、實(shí)用的“任務(wù)”為學(xué)習(xí)動(dòng)力，以完成“任務(wù)”的過(guò)程為學(xué)習(xí)過(guò)程，在學(xué)中做，在做中學(xué)；以“任務(wù)”為主線，以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體的一種科學(xué)而合理的教學(xué)方法。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師將傳統(tǒng)課程中的知識(shí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個(gè)“任務(wù)”，并圍繞具體的“任務(wù)”展開教學(xué)，學(xué)生直接參與“任務(wù)”的全過(guò)程，在完成指定“任務(wù)”的同時(shí)也完成了新知識(shí)的學(xué)習(xí)，在實(shí)踐操作中培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。[4，5]

“任務(wù)”的設(shè)計(jì)是任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法成敗的關(guān)鍵。教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生具體情況及教學(xué)大綱要求制訂“任務(wù)”，要具有難度適中、較強(qiáng)的可操作性和實(shí)用性、涉及知識(shí)的全面性等特點(diǎn)，讓學(xué)生通過(guò)努力既能順利完成又能提高綜合能力。筆者最終選擇長(zhǎng)軸類鍛件的自由鍛造生產(chǎn)工藝、錘上模鍛生產(chǎn)工藝及鍛模設(shè)計(jì)作為本課程的“任務(wù)”（如表1所示），通過(guò)設(shè)置不同材質(zhì)、不同形狀、不同尺寸的鍛件來(lái)避免“任務(wù)”的雷同。

表1 中小型階梯軸鍛件鍛造工藝設(shè)計(jì)和鍛模設(shè)計(jì)的任務(wù)分解

任務(wù)編號(hào) 任務(wù)名稱 相關(guān)理論知識(shí) 提交成果

任務(wù)1 自由鍛件圖繪制 自由鍛件的分類，自由鍛造工序及其分析，自由鍛件圖的繪制方法 自由鍛件圖

任務(wù)2 自由鍛造工藝卡片繪制（協(xié)作完成） 中小型自由鍛的生產(chǎn)工藝流程（下料、加熱、鍛造工序、熱處理），鍛造設(shè)備及選擇，自由鍛工藝規(guī)程的制訂內(nèi)容 自由鍛造工藝卡片

任務(wù)3 錘上模鍛冷鍛件圖繪制 模鍛件分類，模鍛工藝類型，冷鍛件圖的作用及繪制方法 冷鍛件圖

任務(wù)4 計(jì)算毛坯圖的繪制，制坯模膛的設(shè)計(jì) 模鍛工步的分類，計(jì)算毛坯圖的計(jì)算與繪制，制坯工步的選擇，制坯模膛的結(jié)構(gòu)、組成、作用及尺寸設(shè)計(jì) 計(jì)算毛坯圖，制坯模膛截面圖

任務(wù)5 熱鍛件圖的繪制，終鍛模膛的設(shè)計(jì) 冷熱鍛件圖的區(qū)別，熱鍛件圖的作用及繪制，終鍛模膛的結(jié)構(gòu)、組成、作用及尺寸設(shè)計(jì)，模鍛工藝方案及切斷模膛的設(shè)計(jì) 熱鍛件圖，終鍛模膛截面圖

任務(wù)6 錘鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 錘鍛模結(jié)構(gòu)要素，模膛排布方式，錯(cuò)移力平衡及鎖扣設(shè)計(jì)，模塊設(shè)計(jì)要點(diǎn) 鍛模結(jié)構(gòu)及模膛排布圖

任務(wù)7 錘上模鍛工藝卡片繪制（協(xié)作完成） 毛坯計(jì)算，鍛前加熱，鍛造后續(xù)工序，鍛造設(shè)備的選擇 錘上模鍛工藝卡片

組織和實(shí)施是任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法順利進(jìn)行的保證。“任務(wù)”應(yīng)在第一課布置給學(xué)生，以便學(xué)生能夠以“任務(wù)”為中心，有的放矢地進(jìn)行后面相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)。學(xué)生4～5人組成任務(wù)小組，可自愿組隊(duì)，實(shí)行組長(zhǎng)制，組長(zhǎng)負(fù)責(zé)全組分工協(xié)作。分組應(yīng)本著“組內(nèi)互補(bǔ)、組間平衡”的原則以有利于學(xué)生相互協(xié)作、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。在教師的主導(dǎo)下，任務(wù)小組通過(guò)借閱資料、查閱手冊(cè)，學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)要點(diǎn)并完成各項(xiàng)任務(wù)，提交各項(xiàng)任務(wù)的圖紙、工藝卡片等成果。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法給了學(xué)生一個(gè)由表及里、由淺入深、循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)途徑，有利于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)及獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

任何一個(gè)“任務(wù)”都不可能涵蓋所有的課程知識(shí)點(diǎn)。首先教師應(yīng)根據(jù)“任務(wù)”的進(jìn)程，打破傳統(tǒng)的以教材為中心、以章節(jié)為順序的授課方式，應(yīng)以“任務(wù)”為主線，通過(guò)課堂講授、師生討論、輔導(dǎo)答疑等方式完成相關(guān)的理論知識(shí)學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)邊干邊學(xué)，邊學(xué)邊干。其次“任務(wù)”未直接涉及到的知識(shí)點(diǎn)則利用多媒體穿插講解，形式多樣，例如緒論、鍛造設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理等內(nèi)容用多媒體教學(xué)；大鍛件自由鍛、其他壓力機(jī)模鍛等內(nèi)容采用講座式教學(xué)并以小論文方式結(jié)題；鍛造加熱和熱處理方法及缺陷、部分后續(xù)鍛造工序等內(nèi)容采用自學(xué)方式以緩解學(xué)時(shí)緊張的狀況。受課時(shí)限制，“任務(wù)”會(huì)擠占學(xué)生課下時(shí)間，因此輔導(dǎo)答疑必不可少；階段性檢查、監(jiān)督進(jìn)度是確保“任務(wù)”保質(zhì)保量完成的法寶。

四、改革課程考核形式，摒棄“一考定成敗”

課程考核是教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它是評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的主要手段，也是教師獲取反饋信息，檢查自身教學(xué)效果的重要方法和途徑，對(duì)教學(xué)過(guò)程起著重要的引導(dǎo)和監(jiān)控作用。[6，7]隨著課程教學(xué)方式的改革，傳統(tǒng)的期末閉卷考核方式難以達(dá)到全面評(píng)價(jià)學(xué)生的目的，因此課程的考核方式也將隨之改變。變知識(shí)型閉卷考試為貫穿始終的過(guò)程考核；將單一考核變成平常考核、期中小論文、“任務(wù)”考核、知識(shí)小結(jié)、抽簽答辯等多種形式相結(jié)合（如表2所示），全面考核學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)知識(shí)的理解、掌握和完成“任務(wù)”的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

表2 課程考核任務(wù)一覽表

考核任務(wù) 分?jǐn)?shù)所占比例 考核內(nèi)容

平時(shí)成績(jī) 10% 出勤、課堂問(wèn)答等

“任務(wù)”完成 50% 工作態(tài)度、學(xué)習(xí)能力、任務(wù)貢獻(xiàn)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、成果質(zhì)量

期中小論文 15% 針對(duì)大鍛件自由鍛造方向

知識(shí)小結(jié) 5% 其他壓力機(jī)上模鍛

抽簽答辯 20% 針對(duì)“任務(wù)”成果及理論知識(shí)

課程考核中占比最大的是“任務(wù)”完成一項(xiàng)，這是由于“任務(wù)”完成需要課程絕大部分理論知識(shí)的支撐，要做到在學(xué)中做，在做中學(xué)，過(guò)程的參與至關(guān)重要。學(xué)生完成“任務(wù)”過(guò)程中的態(tài)度、能力、貢獻(xiàn)、協(xié)作及質(zhì)量都是考核的內(nèi)容，力求考核客觀、公正和全面。最后學(xué)生需攜帶“任務(wù)”成果及抽簽題卡參加答辯，教師針對(duì)“任務(wù)”及題卡上的理論知識(shí)面詢，對(duì)學(xué)生知識(shí)的掌握及“任務(wù)”完成中的水分進(jìn)一步過(guò)濾和把關(guān)，體現(xiàn)考核的公平性和合理性。

五、結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐證明，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法和多媒體輔助教學(xué)對(duì)于專業(yè)選修課“鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)”是可行的，它將理論和實(shí)踐很好地結(jié)合在一起，所學(xué)知所用，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性和運(yùn)用理論知識(shí)解決問(wèn)題的實(shí)踐能力；貫穿始終的多種形式的考核方式，避免了“一考定成敗”，對(duì)于促進(jìn)學(xué)生參與“任務(wù)”主動(dòng)學(xué)習(xí)起到了重要的作用。

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（責(zé)任編輯：王意琴）