研究性教學在“沖壓工藝與模具設計”課程中的探索

代洪慶等

摘要：針對傳統教學的弊端，把研究性教學思路引入到課程教學當中，調動學生自主學習能力，充分發揮學生能動性和積極性，逐漸培養學生的學習興趣，達到提高學生科學研究和解決問題的能力。

關鍵詞：研究性教學；教學改革；沖壓模具

作者簡介：代洪慶（1977-），男，黑龍江大慶人，黑龍江八一農墾大學工程學院，講師。（黑龍江 大慶 163319）張福剛（1976-），男，黑龍江綏棱人，煙臺宏田汽車零部件有限公司，助理工程師。（山東 煙臺 264670）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）08-0100-02

“沖壓工藝與模具設計”是機械設計制造及自動化專業主干課程之一，但是長期以來，其課堂教學多數由教師根據課本上的內容進行灌輸式講授。在整個教學過程，老師主要以講授為主，學生以聽課為主，此教學方法內容陳舊，形式單一。學生對模具設計只是有了初步的了解，但遇到實際模具設計問題的時候，時常感到束手無策，無從下手。換而言之，在整個教學過程中，教師灌輸了課本內的有限知識，缺乏對學生科學研究方法的指導，學生的學科素質并沒有得到提高，學生不會用正確的學科思維解決問題。

研究性教學是指在教師的指導下，學生主動地獲取知識，應用知識，解決問題的教學。[1]教師根據教學內容和學生的認識水平，激發學生主動參與教學過程，啟發學生積極思考，引導學生運用所學的知識去積極探索新知識，培養學生創造性地分析問題和解決問題的能力。教師的授課任務不僅是向學生傳授知識，而是著力培養學生的能力，特別是在未來學習和工作中的研究能力和創造能力。這為學生今后的學習和工作打下堅實的基礎。[2]本文對開展研究性教學課程的培養目標、訓練載體和實施過程的教學活動進行了分析和總結。

一、研究性教學方案設計

1.教學目的和培養目標

“沖壓工藝與模具設計”這門課程的主要任務是培養學生具備沖壓工藝的基本技能，具有模具設計的初步能力，能夠設計中等復雜程度的模具；具備沖壓設備、模具材料選擇的能力；能夠運用所學知識，分析和解決在生產中常見的產品質量和模具方面的技術問題。而更高的要求是對冷沖壓成形的新工藝及新技術發展動態有初步的了解，培養創新設計能力進行知識傳授與能力培養。

根據近幾年來工程學院（以下簡稱“我院”）畢業生的就業情況及對各地的調查回訪結果來看，用人單位的用工要求是除了畢業生要具備沖壓工藝和模具設計的基本技能以外，同時要求能獨立開展工作和盡快適應本崗位要求的能力；特別是要求學生具有一定的創新研究能力。而機械設計制造及自動化專業畢業學生，僅僅具備設計簡單的沖壓模具能力，并不具備一些創新設計和科學研究的能力。由此，筆者重新把“沖壓工藝與模具設計”教學目標定位于：面向各類型企業和培訓學校，培養愛崗敬業，具備各類沖壓模具設計與制造基礎知識，既能承擔在模具生產第一線從事中等復雜模具工藝和結構設計任務，又會用正確的學科思維、科學研究方法解決實際生產問題的人才。從社會的用人需求和筆者制訂的培養目標來看，研究性教學勢在必行。

2.研究性教學方法

研究性教學是一種開放式教學，其具體辦法和形式多種多樣。教師要根據課程性質、教學內容和學生的特點，打破傳統教學束縛學生手腳的那套做法，遵循以學生為本的觀念，創造性地進行教學設計。具體到教學上，可以采用討論式教學、互動式教學、任務驅動式教學、案例教學、合作式教學等各種教學方法。[3]

“沖壓工藝與模具設計”這門課可以分成三大部分，沖裁模具設計、彎曲模具設計和拉深模具設計。其中沖裁模具設計部分，模具的標準化程度高，模具設計規律性比較強，適合傳統的教學方法，而且由于大多數學生剛剛接觸模具，對模具工作原理和加工特點認識不深，采用研究性教學方法讓其自主學習這部分內容勢必會對其造成很多困難，所以筆者采用了提問式和案例式的教學方法。為了提高教學效果，筆者制作了豐富的多媒體課件，極大地提高了學生的學習的興趣。課堂“理論”教學要著重突出普遍性、典型性，理論分析則選擇難易程度適中的某個題目進行工藝分析、工藝計算和模具結構設計，使學生具有系統的、完整的、扎實的知識結構。

彎曲模具設計和拉深模具設計這兩部分，由于模具結構簡單，但彎曲、拉深工藝復雜，而且學生對模具工作原理和模具結構有了一定的了解，所以筆者采用研究性教學方法，通過課前布置的專題研究任務，讓學生主動到圖書館或互聯網上查找資料，提出解決問題的方法和培養科學研究方法。

3.設計訓練載體

訓練載體的設計是實施研究性教學的主要環節，它依據教學目標，在相應的教學策略下，為傳遞教學內容而設計編制的教學內容的組合形式和形態。

筆者在沖裁模具設計部分，通過墊圈的級進模設計和止動件的復合設計兩個設計實例，使學生掌握沖裁件的工藝分析、工藝方案的確定、模具的工藝計算、壓力設備的選擇以及沖壓模具結構的設計，培養學生模具設計的基本能力，使學生對模具有一個全面的認識和了解。

在彎曲模具設計部分，彎曲模具的結構設計簡單，但彎曲在成型工藝上，彎曲毛坯尺寸計算和彎曲回彈值的確定是個難點。所以筆者設計了“基于Dynaform軟件的彎曲件毛坯尺寸計算方法”和“基于Dynaform軟件的彎曲件回彈尺寸的確定”兩個專題任務。這兩個專題主要通過CAE軟件對毛坯件進行數值模擬，從而得到毛坯尺寸和回彈數值。在這個專題任務中，并不要求學生懂得有限元原理，只是通過軟件操作，使學生了解目前先進的設計方法，提高學生對新技術的認知和興趣，同時也激勵學生探索新的知識領域。

拉深模具設計部分：拉深件的主要質量問題是拉裂和起皺，筆者通過“基于CAE圓筒件的質量分析與優化”這個任務，使學生更加直觀地掌握拉深和起皺的影響因素，并對起皺的板料厚度、拉深系數、壓邊力、模具工作部分的尺寸等因素及解決拉深和起皺的措施，同時也培養了學生的科學研究能力。

二、研究性教學方案實施

“沖壓工藝與模具設計”研究性教學方案實施是對教學方案設計做出全面具體而又明確安排的計劃。其中包括教學實施過程進程表、教學組織安排、課程考核等內容。

1.教學實施過程進程表

根據教學任務和教學目標，對課堂講授、課外布置研究報告、項目練習、學生分組討論等內容進行統籌規劃。

2.教學組織安排

在授課前，教師安排好學生分組。每個專題研究要求3～4人一小組。小組成員可以相互溝通，相互研討，相互合作。小組的每個學生都要交一份研究報告或設計說明書。一些涉及到較深的研究領域，教師首先提出選題，然后引導學生自己去圖書館查找相關資料，分析總結，最后形成報告的形式。完成研究報告或項目訓練之后，讓每個學生分別陳述研究報告，并提出研究過程中所遇到的問題和解決的對策。教師對學生研究報告的內容及陳述進行點評。

3.課程的考核

考核包括學生成績的評價方式、等級。以往采用的閉卷考試，學生死記硬背考試內容，并不能真正反應學生的學習效果，也不能體現學生真實能力。教師要改變傳統的一考定終身的評價模式，實行課內教學與課外學習相結合的全程評價，采用多樣化的考試方式，推進考試制度改革。在評價方式中特別重視學生的創新能力及科學研究能力，這部分成績所占的比例應加大。本課程采用期末成績和平時成績相結合來進行考核，其中期末筆試占60%，平時成績占40%。平時成績中項目訓練、研究報告成績占30%，出勤、作業、課堂提問、學習主動性等占10%。

三、結束語

通過對設計09級、10級學生研究性教學的實踐，“沖壓工藝與模具設計”課程的教學水平和教學質量有了明顯的提高。學生在掌握基本沖壓工藝設計和模具結構設計的同時，及時了解科學研究方法，使學生對所學的知識加深了理解，拓寬了知識面，提高了學習興趣，同時也培養了學生創新性思維能力，使學生能用正確的學科思維解決問題，為今后參加工作奠定了良好的基礎。

參考文獻：

[1]張胤.研究者——學習者：高校研究性學習之課程與教學體系的構建[J].遼寧教育研究，2004，（7）：63-65.

[2]夏錦文，程曉樵.研究性教學的理論內涵與實踐要求[J].中國大學教學，2009，（12）：25-28.

[3]王潔.大學本科研究性教學模式的構建[J].文教資料，2008，

（20）：166-167.

（責任編輯：王意琴）