熱加工設備及設計課程教學改革探討

馬勁紅

（河北聯合大學冶金與能源學院，河北 唐山063009）

熱加工設備及設計課程是材料成型及控制以及金屬材料工程專業本科的專業必修課程之一。本課程由兩部分組成：軋鋼機械的主要設備和輔助設備部分。著重闡明各種設備類型選擇、參數確定、主要部件受力分析以及強度和剛度的計算等。通過本課程的學習，使學生了解主要設備的零部件和各種輔助設備的工作原理、受力情況等，能夠根據實際工藝要求選擇各種設備，并能進行簡單的設備設計。本課程屬于專業技術基礎課，涉及的知識面較廣，是機械制圖、力學、數學、機械原理、機械設計及自動控制等多學科知識的綜合。另外，隨著科技的發展，軋鋼機械設備的改造和創新速度也較快，傳統的教學內容和教學方法也急需更新。因此，本課程的講授和學習難度都比較大，需要在教學和學習過程中引入先進的教學理念和教學方法。

1 熱加工設備及設計課程特點及存在的問題

根據我校培養合格的高級應用型人才的辦學定位，課程建設的指導思想是力求將本課程的基礎性、應用性和前瞻性等特點有機地結合起來，并體現在教學內容的安排和教學方法的實現中。為了培養學生理論聯系實際、分析和解決實際軋鋼機械設備問題的能力及創新能力，教師應把科研與教學，生產實踐與理論研究緊密結合，不斷把最新的科研成果充實到教學內容中去，不斷優化教學內容，使學生學到先進的專業知識，掌握解決實際問題的新思路和新方法、了解學科的動態和發展前沿。《熱加工設備及設計》在專業人才培養目標中發揮著重要作用，具有較強的理論性，并和實際緊密結合。

在傳統的教學過程中，多以教材內容和板書教學為主，內容抽象，學生在學習過程中不能很好的理解和消化。教授內容與生產實際的關系不緊密，造成教學與生產實際脫節，學生不能很好的將學到的知識用到實際生產中。加之現在生產實習環節多流于形式，學生對實習內容不理解或理解不深刻，周而復始會造成學生的厭學情緒。不利于教學過程的順利進行，學生的積極性得不到激發。教學內容滯后于理論研究太多，導致內容過于陳舊，不利于學生了解或掌握當前軋鋼設備情況，頭腦封閉和僵化等。

在學習本課程時，培養學生“理論聯系實際”的觀點，并且注重培養學生獨立分析問題和解決問題的能力。使學生具有扎實的理論基礎和較深厚的專業知識，以適應我國社會主義現代建設的需要。

2 改革教學內容

2.1 充實和更新教學內容

根據專業需要，充實和更新教學內容，為了使熱加工設備及設計課程知識更好地為金屬材料和材料成型專業所應用。幾年來，通過教學實踐和社會調查，并參閱大量的理工科院校相關的教材和技術資料，從中精選適合專業需要的軋鋼機械的內容，在精選的充實教學內容的過程中，注重新穎，內容的精煉，前后內容的系統連貫性和循序漸進，在適應教學的基礎上，改變原有的教學順序，而所教授課程更加系統化，條理清楚。比如軋輥材料，是教材上第二章第三節的內容，而把教材上為第六節軋輥的新材料和第七節軋輥制造的新工藝放在一起講，知識點更加集中，重點容易突出，學生更容易掌握。

2.2 注重理論與工程實際的聯系和對學生他們能力及他們知識的培養

通過幾年的教學實踐，筆者認為改革教學內容就要做到兩結合：“設備與工藝相結合”，“傳統與先進相結合”。

2.2.1 設備與工藝相結合

軋鋼設備是為實現特定的軋制生產工藝或工藝中的某一個工序而設計的。簡言之，軋鋼設備為軋鋼工藝服務。搞清楚設備與工藝的關系，在選擇設備時才能有因可循，在設計設備時，才能有的放矢。例如在講授軋輥分類時，應該把平輥和輥型曲線結合起來講授，使學生掌握加輥型曲線的目的是為了控制板形。對于不同的軋制生產線，由于自身的特點，所選的設備也不同。例如：在講述剪切機的類型時，應把平刃剪、斜刃剪、飛剪和圓盤剪等剪切機的用途和和分別用何種生產工藝線上的哪個生產工序講清楚。

2.2.2 傳統與先進相結合

講述傳統設備的結構原理的同時，引入最新設備，簡要講述其結構原理和應用，有利于使學生了解最新的軋鋼設備，既擴展了學生的視野，又提高學生學習的積極性的專業興趣。

3 改革教學組織方法

在掌握一個科學、合理的軋鋼機械設備課程體系后，關系是更改教學方法來提高教學效果，采用模型教學，電化 教學，計算機輔助教學，開展課堂討論，激發學生學習興趣，采用歸納類比法，啟發式教學法，分類對比等一系列行之有效的教學方法，使課堂效果大幅度提高。

3.1 與相關課程有機結合

軋鋼機械是金屬材料專業和材料成型專業的技術基礎課，怎么處理好該課程與基礎課及專業課的關系問題，是涉及該課程教學效果的大問題，為此，筆者從幾年的教學實踐得出的結論是：利用高等數學、材料力學、理論力學、機械原理、機械制圖、液壓傳動等先行課程所學過的知識講授軋鋼機械課來解決學生認為本課程中抽象難學的問題。克服學生畏難心理。

3.2 利用多媒體教學

利用多媒體教學，現在學生實習多流于形式，現場參觀實習多是走馬觀花，加之生產現場從安全角度考慮，學生對設備只能遠觀，很難對設備情況有一個比較清楚的了解。教師可通過播放軋鋼生產線的生產錄像，詳細介紹設備情況。對于主要設備的關鍵部分，通過PROE軟件建立起來該設備的立體結構，其裝配關系和運動關系通過該軟件進行演示。這樣，學生對所演示的設備的結構、運動關系，一目了然。克服了以往教師用語言反復描述設備，而學生仍然一頭霧水的窘境。既節省了時間和精力，又激發了學生學習的積極性。

3.3 注意課堂教學的邏輯性

課堂教學本身是傳業、授道、解惑的過程。教學必須關注其內在的邏輯性。我們經常說，我們的教學不但要讓學生知其然，而且要讓學生之其所以然。講課之前，教師應該清楚教什么，為什么和怎么教，這節課不同內容之前的內在的邏輯關系。這樣能使教學從始至終都成為一個有序的、嚴謹的、合乎邏輯規律的思維過程。如果我們能夠使自己的教學成為一個合乎邏輯的整體，成為一個有機聯系的整體，那么學生就能夠由這一知識想到另一知識，想到相似、相關、相對、相反的內容，學生用聯系的、辯證的、理性的方式去思考問題。有利于學生思維方式和思維能力的培養。例如在講軋輥材料這一章節時，教材上的內容就兩塊，軋輥常用四種材料和軋輥材料的選擇，包括初軋機和型鋼軋機、熱軋機、冷軋機軋輥選擇，這時教師如何把這兩塊內容通過軋輥材料選擇的依據聯系起來，讓學生清楚軋輥是根據受力情況來選擇材料，受力是由軋制工藝條件確定的，這樣學生就可以做到有據可循。增強了知識的條理性和系統性。

3.4 注意講課的技巧性和藝術性

課堂教學是一門藝術，它不僅要求對教師對講授的學科知識淵博、內容熟練、而且要語言簡煉、直觀、幽默和風趣，要有一定的技巧性和藝術性。同時，要使語言、表情、手勢和板書或課件融為一體，以激發學生的學習興趣和調動學生的學習積極性。

4 展望

根據目前本課程教學中存在的不足和問題，把軋鋼機械的主機部分做成幾個模塊，比如軋輥模塊（包括軋輥、軸承、軸承座）、調整模塊（包括壓下螺絲和螺母和平衡部分）、機架模塊，傳動模塊。學生能夠把這個幾個模塊之間像搭積木一樣構建軋機，同時每個模塊中有不同的選擇，這樣，學生能夠比較輕松地掌握主機列的知識。當然，也可以投入較大的精力，把不同的軋制生產線按這種方法構建，就可以把輔助機械也包括其中。提高學生學習的熱情，寓教于樂。

[1] 劉寶珩. 軋鋼機械設備[M] . 北京：冶金工業出版社，1986，6.

[2] 鄒家祥. 軋鋼機械(修訂版) [M] .北京：冶金工業出版社，2004.