塑性成形工藝及模具設計核心課程建設與教學方法改革探索

李灼華　張發廷　郭彥宏　魏福安　溫德英

摘要：塑性成形工藝及模具設計是材料成型及控制工程專業的核心專業課程，文章從專業發展的現狀和課程特點，詳細分析該課程建設的必要性，從校企聯合編寫教材、課堂教學改革、實踐課程改革、考試改革等方面，闡述該課程建設的具體措施，為該課程的教學提供了有價值的參考方法。

關鍵詞：核心課程建設;課堂教學改革;實踐教學改革;考試改革

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）16-0207-02

一、前言

青海大學是一所綜合型“211”大學，隨著學校的不斷發展，提出以高水平高素質綜合型應用型人才為培養目標。其中工科是青海大學的支柱學科，所以重視本科教育是學校發展的核心目標。塑性成形工藝及模具設計作為材料成型及控制工程專業的必修課，是一門實踐性很強的專業課，也是學生畢業后從事相關工作的核心課程之一。因此該課程的建設是提高材料成型及控制工程專業教學質量和培養綜合型應用型人才的保障。

二、課程現狀及改革依據

教學內容和教學方法直接反映教學目的和人才培養的目標。塑性成形工藝及模具設計作為材料成型及控制工程專業的核心專業課，內容以金屬材料的塑性成形方式—鍛造和沖壓加工—工藝分析—工藝方案制定—工藝計算—模具設計—總裝配—生產應用為主線，系統闡述了金屬材料鍛壓成形的基本原理、基本工藝、模具結構和工程應用四個層次的內容。然而課程內容所涉及的不同的金屬材料鍛壓成形的工藝流程、模具結構設計都存在差異，這樣對授課教師要求也極高，需要授課教師具備廣博深厚的相關學科知識和實踐工程能力。

而實際上，由于高校教師大多從高校畢業再到高校工作，教學過程缺乏對學生綜合應用能力的培養。又因該課程的特點，僅靠傳統的授課方式，學生無法憑空想象出模具結構圖以及總裝圖的關系，并且現有的實踐環節無法實現模具設計及工藝分析能力的培養，教材中對于新產品、新工藝知識體系的更新滯后，無法實現人才教育與企業需求的“零距離”對接。

因此，加強該課程的建設，進行教材改革，聯合企業經驗豐富的工程師共同編寫適合專業發展的實用型教材，積極開展課堂教學改革，引入生產實例、生產視頻教學，加強實踐教學，提高學生的綜合應用能力，從而推進本專業教學質量的提高，才能與青海大學綜合型應用型人才培養目標相契合。

三、課程建設與教學改革措施

1.教材建設。現有教材內容經典，但是更新緩慢，學校培養的人才無法滿足企業的需求。所以應該積極推進應用型教材建設，緊密聯系企業生產實際和先進加工技術，與企業經驗豐富的高級工程師聯合，共同編寫實用性教材。

2.課堂教學改革。教學方法改革的目的就是形成“以學生主動學習為主，以教師引導和指導為輔”的氛圍，激發學生的學習興趣和熱情。課堂教學中普遍采用的講授法、演示法、對話法，對于塑性成形工藝及模具設計課程的講授來說遠遠不夠，尤其是對于模具結構與生產加工流程知識的理解效果明顯不足。因為該課程內容繁多，涉及金屬材料沖壓、鍛造加工的加工原理、成形工藝分析、模具結構設計以及壓力機設備選型等知識，是綜合性很強的實踐類專業課程。

因此，在課堂理論講解時，教師應將抽象的概念盡可能地形象化，并結合工程實踐的經驗，將企業生產經典工藝過程錄制成視頻，在課堂展開橫向聯系。通過企業生產加工過程的視頻錄像學習，學生可以快速清晰地全面了解塑性成形加工流程以及模具裝配關系。其次，充分借助模具實體模型和模型動畫素材，強化學生對模具結構的深刻理解和認識，教學效果明顯改善。

最后，通過教師橫向科研課題的平臺，以企業典型生產應用為載體，開展以實例項目為導向的教學模式。在課堂上以企業汽車曲軸的生產實際為案例，如以“典型曲軸的鍛造加工成形工藝”為主題，將學習過程轉化為“企業現場情景的再現”，實現“將理論知識轉化為專業技能”的學習目標。

將工程中的典型案例引入教學內容，并借助教師的引導、學生的動手實踐和課堂討論，使學生掌握塑性成形加工工藝過程和基本方法，提高學生對抽象的工業生產過程以及工藝設計的理解和認識，夯實了學生綜合設計的能力。

3.實踐教學改革。本課程是一門實踐性很強的核心專業課程，學生缺乏實際生產經驗與感性認識，尤其是對金屬材料塑性加工工藝流程和模具結構缺乏一定的認識，因此配合實驗和綜合設計型環節的鍛煉很有必要。

在課堂講解沖裁工藝時，學生可以理解沖裁工藝的理論知識，但對于加工工藝流程及模具結構設計的真實結構缺乏實踐認知，如對常見的自動送料、壓力機的運行原理、零件的沖裁成形過程是無法靠想象理解的。因此采用課堂與實驗相結合的方式，課堂講解后及時帶學生進入實驗室，現場通過沖壓設備機觀看沖裁加工流程，包括自動送料控制機構，沖裁凸、凹模結構形式、裝配關系以及壓力機在沖裁過程中的配合方式，出件方式、廢料排出方式以及產品最終形狀。學生經歷了這樣的實驗課程，才會對理論知識有更深刻的理解和足夠的認識。

另外，增加實驗操作環節，實驗課上學生可以自己動手拆裝塑性成形模具裝配結構，進一步認識和了解沖裁模具結構和裝配原理，加深對沖裁工藝及模具設計原理的理解。

同時，學生還應進入企業生產一線參觀學習，從而對整個塑性加工流程有親身體驗和現場認識，這些方法都可以培養學生的實際操作能力，增強學生的直觀認識，將枯燥的課堂講解和生動輕松的實驗教學有機結合起來。

最后，教師通過綜合設計型實驗進行綜合訓練，引入企業生產案例，講解設計原理，學生結合實踐知識和課堂所學，動手完成實際鍛壓生產實例的設計分析，最后完成一個實際零件的鍛壓工藝分析及模具設計全過程，這樣將理論與實踐真正地結合到一起，對所學課程有良好的應用和實踐操作能力。

四、考核方式改革

考核重在考察學習過程和教學效果。所以為了讓學生真正地理解和掌握所學知識，完善原來單一的期末統一試卷考核方式，采取期中考試、綜合設計、實驗環節相結合的考核方式，分別設置一定分數比例，記入期末總成績。加強過程考核，減少簡單原理及問答題目，設置綜合作業題目。每一章節選擇幾種典型的零件，讓學生自主研究如何運用所學知識對所選零件進行工藝分析、制定合理的加工工藝方案、工藝計算，最終設計出合理的模具結構，以作業形式呈現出來。

學期末采用考試的方式考查學生對塑性成形工藝及基本原理的理論掌握情況。各部分考核方式成績分配可各自設置為60%/20%/20%，使學生重視平時課堂的表現以及作業的完成情況，同時又能通過實際的操作進一步熟悉模具結構和塑性成形工藝方法，全面提高學生的綜合應用能力。

五、結論

塑性成形工藝及模具設計課程的特點：內容多、原理多、模具結構圖復雜、工藝分析及模具總裝配圖復雜。在實際教學過程中，由于包含金屬材料多種塑性成形方式，知識點多、工藝復雜、概念多，含有大量模具結構圖和總裝配圖，對學生來說突然接觸到比單個機械零件更復雜的模具總裝配結構圖時，學習難度自然增大。

所以從該課程的特點和知識體系出發，從以下幾個方面進行了課程建設和教學方法的探索。

第一，對教材進行改革，推進實用型教材的編寫。

第二，教學方法靈活豐富，以學生主動學習為主，教師引導為輔，加強實踐教學環節，靈活運用塑性加工生產現場視頻錄像，實驗現場教學，綜合設計訓練，強化教學方式，豐富教學內容，提高教學質量。

第三，完善考核方式，注重過程教學和學習效果，采取過程考核和結果考核相結合的評價方式，加大平時成績的比例，有利于夯實學生的專業能力。

參考文獻：

[1]趙云霞，白佳海，周燕.《材料科學基礎》課程教學改革探索[J].教育教學論壇，2017，（39）：112-113.

[2]雷志剛，代成娜.《特殊蒸餾與液液萃取》課程建設、教學方法改革實踐與探索[J].教育教學論壇，2018，（27）：146-148.

Exploration on the Construction of Core Course of Plastic Forming Processing and Mold Design and Reform of Teaching Methods

LI Zhuo-hua，ZHANG Fa-ting，GUO Yan-hong，WEI Fu-an，WEN De-ying

（The Mechanical Department of Qinghai University，Xining，Qinghai 810016，China）

Abstract：Plastic forming processing and mold design is the core processing course for the major of material forming and control engineering.this paper analyzes the necessity of course construction in details from the current situation of discipline development and the characteristics of the course，and elaborates the concrete measures of the course construction from the aspects of school-enterprise joint compilation of textbooks，classroom teaching reform，practice teaching reform，examination reform，etc.It provides valuable reference methods for the teaching of this course.

Key words：construction of core course;classroom teaching reform;practice teaching reform;examination reform

收稿日期：2019-07-11

課題項目：青海大學課程建設項目：ZY17013

作者簡介：李灼華（1981-），女（漢族），甘肅西和人，碩士研究生，副教授，研究方向：材料加工工程。