以學(xué)生能力為中心的《鍛造工藝與模具設(shè)計》課程教學(xué)改革

馬廷威，王玉紅

（營口理工學(xué)院，遼寧 營口 115014）

0 引言

《鍛造工藝與模具設(shè)計》是材料成型及控制工程專業(yè)重要的課程，該課程與生產(chǎn)相關(guān)。通過該課程的學(xué)習(xí)能讓學(xué)生掌握鍛造的各個工藝過程和典型鍛模的設(shè)計過程，實現(xiàn)學(xué)生在學(xué)校所學(xué)內(nèi)容與畢業(yè)實踐工作內(nèi)容無縫銜接。然而學(xué)生的能力提升面臨各種問題，如何通過該課程的教學(xué)提升學(xué)生的能力，以增強(qiáng)學(xué)生的競爭力，滿足基于產(chǎn)出的教育模式（outcomes-based education，OBE）對學(xué)生能力的要求是必須解決的問題。

1 課程培養(yǎng)面臨的問題

授課學(xué)時嚴(yán)重不足是課程培養(yǎng)面臨的主要問題，當(dāng)前《鍛造工藝與模具設(shè)計》課程實際安排的授課學(xué)時為32學(xué)時，與一般高校相比少16學(xué)時，而且該課程沒有實驗課和課程設(shè)計。學(xué)時的不足是由于學(xué)校寬專業(yè)背景設(shè)置的原因，學(xué)生學(xué)習(xí)的專業(yè)課程多，但每門課程學(xué)時都不足，只重視專業(yè)課的數(shù)量而忽視了專業(yè)課的質(zhì)量和深度。除了課程學(xué)時不足外，還存在課程資源較少等問題，目前雖然有一些該課程的網(wǎng)上教學(xué)資源，但總體資源較少，對學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的知識造成一定困難，如何在不利的情況下，提升學(xué)生的能力需要慎重考慮。

2 《鍛造工藝與模具設(shè)計》教學(xué)改革措施

2.1 教學(xué)知識模塊化梳理

為了解決學(xué)時較少的問題，授課過程中要對課程知識體系進(jìn)行重新梳理，整理相關(guān)的知識點作為重點講解內(nèi)容，以幫助學(xué)生在較少的授課學(xué)時內(nèi)完成重要內(nèi)容的學(xué)習(xí)。整理教材，對照教材內(nèi)容與教學(xué)大綱[1]，梳理教學(xué)內(nèi)容，形成知識模塊，對照不同的知識模塊安排不同的學(xué)時。如鍛造工藝模塊部分和模具設(shè)計模塊部分是整個教學(xué)活動中最為重要的，應(yīng)增加相應(yīng)的學(xué)時，而預(yù)備知識模塊和后處理知識模塊是輔助部分，學(xué)時的分配應(yīng)較少。通過對知識模塊化的梳理，使教學(xué)過程更加側(cè)重化，促進(jìn)了學(xué)生能力的培養(yǎng)，該課程各個知識模塊的學(xué)時安排如圖1所示。

圖1 知識模塊劃分

2.2 課外實驗開展

由于課程學(xué)時較少，沒有設(shè)置實驗課學(xué)時，為了彌補(bǔ)學(xué)生在實驗知識方面的欠缺，采取課后實驗的方法解決。根據(jù)該課程的實際情況和工作中的實際需要，設(shè)置2個課后實驗，分別為DeForm模擬鍛件的鐓粗和DeForm模擬開式模鍛。DeForm模擬鍛件的鐓粗內(nèi)容是采用不同的高徑比進(jìn)行鐓粗時，模擬坯料內(nèi)部等效應(yīng)力、等效應(yīng)變和載荷行程圖的變化，使學(xué)生對基礎(chǔ)知識的了解更加直觀；DeForm模擬開式模鍛內(nèi)容是設(shè)置飛邊槽的不同尺寸，觀察在模鍛過程中，坯料在型腔和飛邊槽中的變形以及飛邊槽各部分對坯料變形不同階段的作用。設(shè)置這2個實驗的原因是鐓粗工序為鍛造過程的基本內(nèi)容，大部分鍛件自由鍛造和模鍛過程都會涉及該工序，如果學(xué)生能熟練掌握該工序，對日后的實際工作將具有較好的指導(dǎo)作用，而且實驗還涉及開式模鍛的內(nèi)容，可完善學(xué)生的知識體系。實驗報告部分內(nèi)容如圖2所示。

圖2 實驗報告部分內(nèi)容

課外實驗的優(yōu)勢：一方面不占用上課學(xué)時，減少學(xué)生的負(fù)擔(dān)和逆反心理；另一方面，通過專業(yè)軟件的學(xué)習(xí)，激發(fā)同學(xué)對電腦學(xué)習(xí)的愛好，提升學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和技能，為大四的畢業(yè)設(shè)計奠定基礎(chǔ)，同時該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)也豐富了畢業(yè)要求中的相關(guān)內(nèi)容[2]；通過設(shè)置該實驗，在學(xué)時緊缺的情況下，解決了學(xué)生缺乏實驗經(jīng)驗問題，提升了學(xué)生的基本實驗素養(yǎng)，增加了對基礎(chǔ)知識的理解。課外實驗的劣勢是增加學(xué)生的課外學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，尤其是Solid?Works軟件和DeForm軟件的學(xué)習(xí)及應(yīng)用。

為了更好地推進(jìn)課外實驗的進(jìn)行，在學(xué)生成績中設(shè)置該實驗成績的占比[2]，并規(guī)定不參加課外實驗的學(xué)生一律不及格。通過這種方式，保證了課外實驗的順利進(jìn)行，通過課外實驗的開展，提升了學(xué)生的實驗?zāi)芰Α?/p>

2.3 課程設(shè)計的開展

該課程沒有單獨的課程設(shè)計環(huán)節(jié)，不利于學(xué)生掌握鍛模設(shè)計的基本步驟，為了消除這種不利因素的影響，在教學(xué)過程中開展課內(nèi)簡單課程設(shè)計的方法，開設(shè)的時間分別為學(xué)習(xí)完工藝知識模塊和模具設(shè)計模塊，課內(nèi)學(xué)時都是2學(xué)時。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要和學(xué)習(xí)的連續(xù)性要求設(shè)置2個簡單的課內(nèi)課程設(shè)計，分別為熱鍛件圖的制定和鍛模的設(shè)計。學(xué)生采用分組學(xué)習(xí)的模式，每組一題且不同的方式進(jìn)行，每組學(xué)生需要通力合作才能完成相應(yīng)的課程設(shè)計。熱鍛件圖的制定是設(shè)計鍛模的重要內(nèi)容，是設(shè)計和加工鍛模型腔的基礎(chǔ)。通過這個實驗?zāi)苁箤W(xué)生掌握零件圖在實際生產(chǎn)中變成熱鍛件圖的過程，使知識更加直觀，提高學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣。鍛模的設(shè)計是針對簡單的鍛件，通過設(shè)計其鍛模，使之能滿足鍛件模鍛生產(chǎn)的需要，通過該設(shè)計，提升學(xué)生的專業(yè)成就感和自豪感，為學(xué)好該課程奠定良好的基礎(chǔ)。熱鍛件圖和設(shè)計的模具如圖3所示。

圖3 課程設(shè)計

課程設(shè)計的優(yōu)勢：①課程設(shè)計采用分組進(jìn)行的方式，能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生分工合作，錘煉團(tuán)隊的合作精神；②課程設(shè)計是對所學(xué)知識的總結(jié)和融會貫通的階段，通過課程設(shè)計讓學(xué)生理解前后知識之間的聯(lián)系；③通過該課程設(shè)計的設(shè)置，鍛煉了學(xué)生查閱資料、整理所學(xué)內(nèi)容、分析和解決設(shè)計中常見問題的能力，達(dá)到畢業(yè)要求[2]；④課程設(shè)計有一個簡單的答辯過程，每組選擇一人進(jìn)行答辯，回答老師的問題，這個環(huán)節(jié)鍛煉了同學(xué)的語言表達(dá)能力[2]。課程設(shè)計的劣勢是時間太短，同學(xué)沒有足夠的時間消化課程設(shè)計的內(nèi)容，但這也是對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的一種促進(jìn)。另外課程設(shè)計題目布置應(yīng)難易適度，內(nèi)容不需太多，避免超過學(xué)生能夠理解的程度，這樣才能水到渠成，達(dá)到事半功倍的效果。通過這種簡單課程設(shè)計的開展，促進(jìn)了學(xué)生查閱資料[3]、撰寫論文和團(tuán)隊合作的能力提升。

2.4 建立優(yōu)質(zhì)課程資源

該課程網(wǎng)上資源較少，優(yōu)質(zhì)的課程資源更少，為了使學(xué)生在課前能預(yù)習(xí)，課后能復(fù)習(xí)，在授課中加入自身的信息平臺，如超星、雨課堂等。授課中充分利用平臺上傳收集相應(yīng)的教學(xué)資源，如視頻、習(xí)題、圖片等，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也為學(xué)生課后復(fù)習(xí)提供方便。建立健全課前預(yù)習(xí)、課上授課、課后答疑的機(jī)制，全方位為教學(xué)服務(wù)。

2.5 建立有效的學(xué)生評價機(jī)制

學(xué)生對授課教師進(jìn)行評課，一方面能指出教師授課時出現(xiàn)的問題，另一方面通過這些問題的提出促使教師改變教學(xué)方法和方式，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的需要；最后，這種評價機(jī)制還能促進(jìn)教學(xué)團(tuán)隊的建設(shè)[4]，優(yōu)化教師團(tuán)隊能力水平的配置，提高授課能力和水平，最終實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的提升。

2.6 與生產(chǎn)實習(xí)的有機(jī)結(jié)合

學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)的過程中會有生產(chǎn)實習(xí)，生產(chǎn)實習(xí)的單位都與本專業(yè)相關(guān)，為此在實習(xí)開始前，跟企業(yè)相關(guān)人員進(jìn)行溝通，說明學(xué)生需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。這樣在實習(xí)過程中，企業(yè)專業(yè)技能人員才會針對企業(yè)的設(shè)備或工藝等情況，給同學(xué)進(jìn)行解答和指導(dǎo)，以此作為臺階，提升學(xué)生的實踐能力和水平。

2.7 課后作業(yè)布置

課后作業(yè)是總結(jié)和鞏固課上知識的一項措施，每次課后教師都要結(jié)合本節(jié)課程的具體內(nèi)容和教學(xué)大綱布置相應(yīng)的作業(yè)，并安排學(xué)生定期收齊，進(jìn)而督促學(xué)生完成作業(yè)。通過課后作業(yè)的布置，除了督促學(xué)生復(fù)習(xí)課上知識外，還能使教師的授課過程完成閉環(huán)，即有課前、課上和課后的環(huán)節(jié)。課后作業(yè)的布置雖好但要注意作業(yè)的數(shù)量和深度，最好控制在20 min內(nèi)，這樣才能達(dá)到促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的目的。

2.8 專業(yè)先進(jìn)技術(shù)的引領(lǐng)

隨著科技的不斷進(jìn)步，專業(yè)在不斷地發(fā)展并推動社會的前進(jìn)，各種媒體對專業(yè)技術(shù)發(fā)展的報導(dǎo)較多，如圖4所示。授課過程中，教師應(yīng)將當(dāng)前專業(yè)技術(shù)的發(fā)展情況及時告訴學(xué)生，并幫助學(xué)生分析該項技術(shù)在教學(xué)內(nèi)容中對應(yīng)的部分以及該項技術(shù)發(fā)展面臨的困難，增加學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感，同時該部分也是課程思政的內(nèi)容。

圖4 專業(yè)發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)

3 結(jié)束語

為了提升學(xué)生的能力及素質(zhì)，針對目前課程面臨的問題，采用合理劃分知識模塊、開展課外實驗、設(shè)置課內(nèi)課程設(shè)計、建立優(yōu)質(zhì)的課程資源庫等措施，提高學(xué)生的應(yīng)用能力和水平，提升學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感和自豪感，以滿足學(xué)生能力的需求。