“材料成型工藝基礎”數字化實踐教學

韓蕾蕾

摘 要 材料成型工藝基礎是機械類專業一門重要的專業基礎課。結合文華學院機械系開設此課程的教學現狀，從教學內容和教學方法這兩個方面探討，如何將數字化實踐性教學與材料成型工藝基礎課程相結合。合理有效利用學校現有的實訓中心和三維數字化實驗室，更好培養學生實際動手能力和創新能力，掌握新工藝、新技術。

關鍵詞 數字化 實踐性 教學改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.10.059

Abstract The fundamentals of materials molding technology is an important mechanical professional basic course. Combined with the main problem of this course in college teaching， the teaching content and the teaching methods were discussed how the digital and practical teaching combined with the course. It is better to cultivate practical and innovative ability and master new techniques and technologies for students based on the training center and the 3D digital lab.

Keywords digital teaching； practical teaching； teaching reform

0 引言

要實現“中國制造2025”的目標，必須推進信息技術與制造技術深度融合，推動制造技術往高端和智能方向發展，才可實現制造強國戰略目標。人才是前進的動力，是力量的源泉。高等學校是培養人才的最大基地，對人才的培養和教育不能與社會脫節，不能閉門造車，否則跟不上時代的發展。課程的教學如果不改革，繼續墨守成規，培養出來的學生畢業后無法盡快投入工作，企業又將花費巨大的人力和物力培養學生適應工作崗位的要求，無形中增加社會的成本。因此，我們必須要對教育課程做出相適應的改革。

文華學院機械專業以學生為本，尊重學生個體的差異性，制定因人制宜的培養方案，在培養學生過程中重視實踐培養，充分發揮每個學生的潛力，打造本專業的優勢，突出本專業的特色。文華學院的機械專業在重視實訓、實驗環節同時加強理論教學，盡可能做到理論和實踐的完美結合。本專業目標培養高級應用型本科人才，利用自身的實驗室大力培養學生的創新與實踐能力，培養學生具有較強的實際動手能力、開拓的創新精神， 材料成型工藝基礎課程結合本校數字化建設，依靠金工實訓中心和三維數字化實驗室，引入數字化和實踐化教學，真正讓學生體會材料不同成型工藝的魅力，讓自己所學的知識融入實踐中，在操作中強化理論知識，又使得理論知識應用于實際操作，既加強了學生的理論知識掌握，又讓學生提高自身的實際動手能力。

1 課程的教學改革必要性

“材料成型工藝基礎”作為本校機械專業的專業基礎課，涉及到除機加工以外的各種冷、熱加工工藝，包括：鑄造、塑性成形（鍛造和沖壓）、焊接以及其他成型方法。本課程不僅讓學生了解到材料成型工藝的基礎知識，又要讓學生知道未來成型工藝的發展趨勢。為了提高本課程的教學質量，必須對本課程進行教學改革，從教學目標、教學方法、教學環境等多面進行有效的合理改革。

“材料成型工藝基礎”課程隨著制造業的飛速發展，工業領域內的新型材料和新技術、新工藝的不斷更新，其課程的內容日益豐富。此課程信息量大，內容多龐雜，重點不突出。如何在有限的40學時內完成教學大綱的規定目標，成為一個難題。目前，課程的教學采用傳統的課堂教學，即使采用多媒體和模具教學，也難以擺脫目前的尷尬境地。加上機械專業的學生對課程的學習自覺性、主動性較差，這些教學方法和手段難以調動學生的積極性。

本課程的主要考核采用開卷命題型考試，題型多采用填空題、簡答題、綜合題、選擇題等形式，試卷題型豐富，涉及知識面廣，考核學生掌握所學知識的能力。但是基于課程內容多，采用開卷考試。因此，對于那些平時不上課或上課不認真聽講的學生，只要考前突擊看書，便可順利通過。顯然，這與我們設置本課程的教學初衷大相徑庭，學生不能真正掌握知識，對能力的培養起不到作用。

2 課程的教學改革目標

文華學院的機械類專業以實踐化教育為專業特色，校企聯合培養，每年根據就業情況和社會所需人才不斷修訂和完善人才培養方案，優化課程設置，如對目前企業生產實踐中運用的各種成型工藝展開對應的軟件設計，每種教學軟件都可以案例為實驗項目展開軟件的技能訓練。本校的材料成型工藝基礎課程結合了三維數字化和實踐化教育這一特色，運用各種三維教學軟件和實驗室硬件展開不同材料成型工藝的技能訓練。

機械專業的材料成型工藝基礎不像材料成型專業將其作為核心課程，機械類專業學時短，只能簡單介紹各類材料成型工藝，工藝設計和結構工藝性，在有限的學時內最大程度讓學生全面掌握材料成型工藝。在整個教學過程中，必須認識到本學院的學生與其他高校的學生差異性，更應提高學生的積極性、參與性，充分發揮自身的優勢。不僅要培養他們的理論知識學習，更要注重他們的實際動手能力。培養學生的專業綜合素質，提高自身的競爭力，做一名職業性、全能型的優秀人才，才能在競爭中立于不敗之地。

3 課程的教學改革實現

3.1 教學內容改革

教學內容的改革是建立在熟悉書本知識內容基礎上，不是盲目毫無根據的刪減，并且要結合現在材料成型工藝在實際中的應用和最新研究進展做出的正確調整。并結合文華學院的應用性定位和機械專業的就業領域，以及考慮學生的實際情況進行嘗試。首先我們看看這門課程的教學任務：通過本課程的學習，學生應對金屬的鑄造成形、金屬的塑性成形、金屬焊接成形和材料的其他成形的基本過程有較深入的理解，掌握基本原理和規律。初步掌握根據工件的材質、性能和使用要求能夠選擇其成形方法，為后續專業課程的學習和以后的科技實踐工作打下基礎。

這門課的重點是培養學生掌握對中等復雜件能進行鑄造工藝設計，鍛壓工藝設計和焊接工藝設計，了解高分子、粉末冶金、陶瓷等材料的成形工藝。根據這個最基本的要求，在教學過程中可以弱化不易理解和并不實用的理論內容。這些內容不是機械專業的研究重點，在講解內容根據專業的特點適當調整內容，深入淺出，通俗易懂。因此，根據內容的調整要制定新的教學大綱，才能對課程體系和教學內容有較大的正確改進。課程設置如圖1所示。

3.2 教學方法改革

各種材料成形工藝（鑄造、焊接、鍛造等）在金工實習中已經操作過，但是理論內容講解比較滯后，學生未能真正理解體會到各種成形方法的實質。在講解有關成形工藝有關基本概念內容時，可將課堂放在實訓中心，學生身臨其境會回憶自己曾經操作的成型工藝，不僅強化金工實習的內容，又可加深學生對理論知識的理解。

利用學校三維數字化實驗室指導學生利用各種三維軟件進行零件造型，動畫仿真加工過程演繹。學生可自選三維軟件，生成加工程序，進行加工模擬和后置處理。工藝加工過程在課堂講的天花亂墜也沒動態演繹來的形象、真實。如圍繞鑄造加工可安排零件的建模、鑄造加工仿真訓練，使學生熟悉掌握軟件技能，有體會到鑄造加工工藝的真實性。運動仿真完成，讓學生在金工實訓中心零件加工，在實踐中得到鍛煉。在三維數字化設計和實踐教學中既鍛煉了軟件的技能，又強化了所學的專業知識，同時得到實際鍛煉。

這種數字化和實踐性教學，三維設計和理論知識相互融合、相互影響。既強化理論知識，又加強實際應用，在實例中鍛煉了學生的三維數字化設計能力。培養學生既具有強大的理論知識基礎，又有很過硬的實際應用能力。

3.3 教學考核改革

以前，評判學生主要以卷面成績為主（70%），這種考核方式很片面，對學生的考核不夠全面。這種考核變成了學生考前突擊應付考試，甚至考試只帶打印的復習資料連書本都不帶的局面。因此，調整教學大綱，實行新的考核方式。通過新舊考核方式對比發現（如圖2所示）：卷面分數比重減輕，更注重對能力的考核，考核內容和形式更加全面和多樣化。考核方式可在一定程度上解決目前尷尬的局面，提高學生的主動性，積極參與課程學習中，提高自身的能力。教師也更加全面認識了解學生，對學生做出更加客觀的評判。總之，要從根本上解決以教師為主體的教學，使學生作為主體參與教學過程。

4 結束語

材料成型工藝基礎的實踐化和數字化教學，打破原來的傳統課堂教學，為課程的教學注入新鮮活力。實踐化和數字化教學的引入使得材料成型工藝基礎的教學更加貼近實際，可使學生更加全面認識不同成型工藝，實現各種成型工藝的動畫仿真與演繹，將理論與實踐結合的更加緊密。考核形式多樣化，提高學習的主動性，不再是應付性對待本課程，也使得老師全面地多角度認識學生，更加客觀評判學生。

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