“材料成形基礎課程設計”自主學習平臺研究及應用

李莉 詹肇麟

摘要：闡述了“材料成形基礎課程設計”自主學習平臺研究的意義、內容和方法。并對開發研究的“材料成形基礎課程設計”自主學習平臺的實際應用情況進行了分析。

關鍵詞：材料成形；課程設計；自主學習

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）30-0188-02

1981年語言學家holec將自主學習定義為“自我管理學習能力，學習者自己制定教學目標，控制學習過程，并對學習成果進行評估”[1]。Holec的研究從根本上否定了以教師為中心的教學模式，最早確立了以“學生為中心”的教育理念。當今社會日漸成為學習型社會，以教師為主導、以學生為主體的教學模式已被普遍接受。在新的教學模式下，教師是教學活動的指導者和組織者，學生是知識的主動發現者和探究者。自主學習也逐漸成為高校素質教育的核心內容之一[2]。國內不少學者對大學生自主學習能力的必要性和重要性以及培養自主學習能力的方法進行了研究[3，4，5]，學者周彤[6]通過對大學生自主學習能力的探討，提出了如何從學生、教師、學校三個方面提高大學生自主學習能力，從根本上解決大學生的學習動力問題。而針對工科院校的實踐性課程中如何培養學生的自主學習能力少見報道，本文將結合工科專業實踐課程中對自主學習平臺研究的意義、內容和方法及應用進行探索。

課程設計是一門以學生自主學習為主的實踐課，課程設計的任務一般是在教師的指導下自主完成。目前現代教育技術——計算機輔助網絡教學，為以“學”為中心的教學模式提供了強大的支持平臺[7]，為激發學生的主動構建知識的積極性和改善學生主動構建知識的創造性提供了必要的環境和條件。

一、研究的意義

材料加工工程能力是材料成形及控制工程專業學生應具備的能力之一，該能力的培養要靠材料加工課程體系全面實施來實現?！安牧铣尚位A”是我校材料加工工程系的一門主干課程，與其配套的實踐課程就是“材料成形基礎課程設計”。該課程設計是以零件圖為依據對零件形成的全過程（包括毛坯的制造及后續工序的處理）進行工藝設計[8]，使學生在課程設計后，初步具備材料加工工程設計能力。該課程設計與金工實習、認識實習、生產實習及第四學年的畢業設計構成了一個完整的材料成形及控制工程專業實踐課程體系。通過課程設計的訓練，培養和提高學生的科學思維方法和材料加工技術綜合應用能力。

該平臺按“以學生自主學習”教學模式為主創建，由學生在老師幫助下主要在計算機上，使用該平臺“自主學習”完成課程設計任務，這是對傳統課程設計（從查手冊到趴圖板）有意義的探索和大膽改革。平臺中介紹了大量的先進材料應用和材料成形知識及新工藝、新方法，并且運用動畫技術把許多抽象難以理解的工藝流程及零件全面展現給學生，在動態的三維視覺中輕松地汲取知識。平臺中循序漸進的實例導學使學生對設計產生了濃厚的興趣，由“要我做”變為“我要做”，由“以教師為主”變為“以學生為主”，顯著提高了學生的學習積極性和設計效果。

二、研究設計

1.總體設計。為了讓學生能更快更好地完成課程設計，提高設計質量，激發學生對課程設計的興趣，我們創建了“材料成形基礎課程設計”自主學習平臺。通過該平臺可以很快地查到各種工藝代號、圖形的標準畫法及工藝設計所需的數據資料，還可以幫助學生計算及比較選擇較為合適的工藝方案，節約學生大量的設計時間，提高設計質量，激發學生對課程設計的興趣，達到寓教于樂的效果。同時使學生信息、圖紙信息無紙化管理成為現實?！安牧铣尚位A課程設計”自主學習平臺主要依據工藝設計的步驟劃分模塊，分為工藝設計指導、教學圖紙管理、工藝路線、工藝設計、試題庫系統和探討園地等六大模塊。工藝設計指導模塊分為工藝設計各子模塊的使用說明及其演示兩部分。使用該模塊，學生可以很清楚地了解到整個平臺的使用方法和工藝設計的步驟與方法。

2.教學圖紙管理。教學圖紙管理模塊分為用戶登錄、圖紙分配查詢、學生管理、圖紙管理、超級管理和用戶注銷。該模塊能對圖紙和學生信息進行集中管理，并能自動或手動給學生分配圖紙。

3.工藝路線和工藝設計。工藝路線模塊分為確定毛坯類型、零件的作用分析、工藝路線（包括熱處理在工藝路線中的位置）和生產類型四個子模塊。該模塊主要用于在進入工藝設計之前確定零件應使用的毛坯制造方法等。工藝設計模塊分為鑄造、鍛造、焊接和熱處理四個子模塊，每個子模塊都包括了相關的詳細資料、公式計算、設計方法與步驟等。在鑄造模塊中主要包括鑄造工藝設計，繪制鑄造工藝圖、鑄件圖，填寫工藝卡，編寫工藝設計說明書。其中鑄造工藝設計的內容有鑄造工藝方案的確定、鑄造工藝參數的查詢、砂芯設計、澆注系統設計、冒口及冷鐵設計等[9]。在鍛造模塊中主要包括自由鍛和模鍛鍛造工藝設計，其主要內容有鍛造工藝性分析、參數選擇、確定坯料質量、確定工序、鍛造設備的選擇、繪制鍛件圖、填寫鍛造工藝卡和編寫工藝設計說明書。在焊接模塊中主要包括焊接方法的選擇、焊接接頭與坡口形式的選擇、焊條選擇及工藝參數的確定、焊接設備及參數選擇、繪制焊接工藝圖、補繪部件圖、填寫焊接工藝卡及編寫工藝設計說明書。熱處理模塊包括七個部分：確定熱處理在工藝路線中的位置、選擇熱處理方法與代號、選擇熱處理參數、選擇熱處理設備及工具、查看熱處理工藝曲線、熱處理缺陷分析和填寫熱處理工藝卡。

4.試題庫系統。研究了學生計算機自主考試與老師對學生面試的有機結合途徑。創建材料成形基礎課程設計題庫管理系統。該系統主要包括了“材料成形基礎課程設計”的題庫維護和該專業學生的網絡考試，在該題庫中共有試題1500多道。學生和老師都能方便地通過IE瀏覽器進入本系統，進行相關的維護或考試。對學生，本系統能夠完成自動組題（或抽題）和自動網上閱卷，考試成績能快速響應；對于老師，本系統能對試題庫進行擴展性維護，能方便增加和修改試題，并且能查詢學生的成績。

5.探討園地。在該計算機平臺的探討園地中設有在線討論、問題解答、學生評價、教學質量分析。學生在進行課程設計時能在各自計算機上進行設計交流，自由發表設計看法，并且可以隨時和老師溝通，充分發揮學生的設計積極性。對學生在設計過程中碰到的疑難問題，老師可以進行遠程解答。學生還可以對該計算機平臺及本次課程設計進行評價，老師對使用該平臺指導學生課程設計的教學質量可進行分析。

6.開發工具的選擇?！安牧铣尚位A課程設計”自主學習平臺定位于B/S（瀏覽器/服務器）結構。在這種結構下，用戶界面完全通過WWW瀏覽器實現，一部分事務邏輯在前端實現，但是主要事務邏輯在服務器端實現，形成所謂3-tier結構。該平臺使用ASP開發環境，在其中使用VBScript或JavaScript腳本語言來進行程序的編制[10]。平臺中所使用的數據庫為ACCESS數據庫，利用Dream weaver、FrontPage進行網頁制作，Photoshop進行圖像處理與制作，AutoCAD繪制零件圖。

三、實際應用情況分析

通過七屆大約2800名學生的使用，我們以問卷調查的方式對“材料成形基礎課程設計”自主學習平臺的實效性問題進行了調查研究，部分調查結果是：學生和老師對“材料成形基礎課程設計”自主學習平臺的創建持肯定態度，學生中認為該平臺對學習和設計有幫助的占93%；認為此平臺對學生提高自主學習能力有幫助的占94.5%。53.8%的學生認為利用該自主學習平臺進行課程設計比傳統課程設計方法優越。大多數教師和同學認為使用該軟件系統完成課程設計的效果較好。說明此平臺的創建是必要的，并且對材料成形基礎課程設計有很大的幫助。

結束語：

“材料成形基礎課程設計”自主學習平臺是培養學生從理論知識的綜合應用能力到實踐動手能力的橋梁，此平臺為學生提供了一個實際工程背景的環境，有助于學生接觸和深入了解材料成形生產工藝流程，充分發揮學生的創新思維和自主學習能力。

參考文獻：

[1]Holec，H.Autonomy and foreignlanguagelearning[M].Oxford：Pergamon Press，1981.

[2]高然，康月娜，陶莉.大學生自主學習能力現狀及對策[J].中國科教創新導刊，2011，（23）：110-111.

[3]梁冬梅，李寶寶.論大學生自主學習能力的培養[J].大眾科技，2011，（5）：161-162.

[4]楊俊杰.淺析大學生自主學習能力的培養[J].現代企業教育，2012，（2）：160-161.

[5]馬仲嶺.本科教育應注重大學生自主學習能力的培養[J].教育探索，2011，（4）：90-91.

[6]周彤.大學生自主學習能力及其培養研究[J].科技資訊，2011，（26）：181-183.

[7]李永夫，徐秋芳，姜培坤，等.論多媒體環境下大學生自主學習能力的培養[J].教育教學論壇，2011，（33）：202-203.

[8]胡亞民.材料成形技術基礎[M].重慶：重慶大學出版社，2000.

[9]李魁盛，馬順龍，王懷林.典型鑄件工藝設計實例[M].北京：機械工業出版社，2008.

[10]精銳創作組.ASP+網絡與數據庫整合應用[M].北京：人民郵電出版社，2001.