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[摘要]在冲压工艺与模具设计课程的理论和实践教学中,更新教学理念,强调学生实践和创新能力的培养,以强化多媒体教学,调整专业认识实习时间,开设“冲压模具模型拆装”性实验,在加强互动式教学等方面进行教学改革,提高学生的学习兴趣和创新能力,从而提高教学质量和教学效率。
[关键词]冲压工艺与模具设计 教学改革 教学实践
1.引言
冲压工艺与模具设计课程是大学本科“材料成型及控制工程”专业的一门主干专业课程,该课程主要讲授冲压工艺的基本原理及模具设计的基本方法,内容繁杂、知识涵盖面宽、实践性强、综合性强,授课与学习难度大。教学目的是要求学生在了解冲压变形基础与冲压工艺基础后,能正确地设计一般冲压模具结构和冲压模具几何参数,该课程涉及的知识和内容是该专业毕业生就业后从事相关技术工作的重要基础,是一门实践性很强的课程。该课程的教学质量,直接影响学生实践能力和创新能力的培养和提高。
2.课程的教学与改革
2.1 精选教学内容,突出教学重点
(1)依照培养目标,优化教学内容
本课程的教学内容贴近工程实际,使学生具备中等复杂程度冲压件的工艺编制、模具设计、质量分析与控制等方面的能力,并能及时反映本学科新技术、新工艺等的发展前言。根据上述培养目标,可以对现有的教学内容进一步优化和调整:①从实用性出发做相应删减或压缩一些偏离专业培养目标和仅限于了解的内容,如对提高冲裁件精度方法和以大型覆盖件为代表的非轴对称曲面零件的冲压成形工艺及其模具设计;②增加必要的、实用性强的教学内容,如冲裁、弯曲、拉深等三大部分的工艺计算和冲压工艺过程的制定,增加多工位级进模的讲授内容,以满足多工位级进模日益广泛地应用于工业生产的需要;③增加冲压新技术、新工艺的前沿介绍。这样既突出了教学重点,又展示了教学内容的实用性,以学生能力的培养为教学目的,使学生能在较少的学时内掌握冲压的基本原理、冲压工艺编制和冲模设计方法。
(2)抓住主线,建立正确的学习方法。
由于本课程的内容较多,以往学生对本课程难以树立正确的学习方法。在教学中,主要介绍冲裁、弯曲、拉深等冲压工序的成形原理、质量控制、工艺参数及工艺计算、冲压件工艺分析及模具设计。所以,首先应使学生了解冲压件质量的影响因素,然后通过课堂教学和实践教学,使学生掌握各个因素的合理设计方法。例如:冲裁件的质量问题与模具间隙、刃口磨损、排样与搭边、模具结构和设备选择等有关;拉深件的质量问题主要与变形程度、变形次数、毛坯尺寸与形状的设计、模具结构和设备选择、拉深的辅助工序等有关。按照这条主线将主要冲压工序的基础知识贯穿起来,提纲挈领,有利于学生系统掌握所学的理论知识,便于总结规律,更好地指导实践。
2.2 改革教学方法,提高学生的学习兴趣
(1)采用启发式教学,提高学生的创新能力
教师在上课前都要认真备课,确定每次课的重点,在上课前先给学生提出问题,让学生带着问题边听边思考,教师在讲授过程中,不把课程描绘成完美无缺的理论体系,引导、启发学生以怀疑、开放、发展的眼光审视现有的理论和技术成果,培养发散性思维习惯,充分调动学生学习的积极性和主动性,活跃了课堂气氛,为创新留出广阔的空间。
(2)加强互动式教学,培养学生的主观能动性
传统的填鸭式教学方法使得学生为了应付考试不得不死记硬背,激发不出学生对专业课的学习兴趣。启发和讨论的互动式教学方法是师生共同参与、相互交流、相互促进的双边教学方法。对教材中的一些容易忽视、容易混淆的内容,转化为问题,组织学生在课堂上开展讨论,让学生通过讨论得出正确的结论。学生是课堂的主体,教师的作用在于积极启发、诱导学生的思维,使学生跟着教师的思路,积极主动地思考、分析问题,最终解决问题。在教学中充分发挥学生的主观能动性,使学生的思维活跃,思路打开,从而收到较好的学习效果,有利于体现学生的主体作用。
(3)课堂教学与习题课相结合,注重锻炼学生的自学能力
心理学认为:在课堂上,学生的注意力的集中时间是有限的。长时间地集中注意力,会引起他们的思维疲劳甚至厌烦,影响教学效果。如果适时地选作练习题,给学生一种具有新意的刺激,可以使学生由“抑制被动”状态转变为“兴奋主动”状态,引导学生通过练习探求和总结教学内容,在做习题时加以运用;并帮助学生总结学习技巧,将其中具有规律性的方法向同学推广,方便学习和记忆。
2.3 更新教学手段、增加教学手段的多样性
(1)多种教学手段相结合,提高教学质量和效率
①运用多媒体教学。冲压工艺与模具设计课程的教学中涉及大量的冲压类模具的结构设计和工艺分析,在以前的教学过程中,一般是采用教材上的二维图,辅以少量模型和挂图,由教师进行讲解。课堂教学时,这种方式教学效率低,教师讲解繁琐,学生理解困难。为此我们制作了多媒体课件,对典型模具制作了动画,利用视频将结构动作过程动态地展现出来,既可以连续播放也可以断续播放动作,使原来难以理解的知识等以直观的方式表达出来,使得课堂教学形象、直观、生动,激发了学生学习的兴趣,提高了课堂效率。
②在线互动教学。在线互动教学实质上是在网络上建立一个教师和学生充分互动的平台,学生可以自由选择时间上网,就课程问题向教师提问,教师则根据学生反馈的问题进行辅导,不论是采用QQ还是论坛的形式,都能将课堂讨论的空间拓展到网络上,使教师与学生的互动不再为课堂有限的时间和空间所限。不仅可以由教师来回答各种问题,学生与学生之间也可以通过论坛相互启发。
(2)调整专业教学计划,在课程教学开始前进行专业认识实习
现代冲压模具类教材的共同特点是:第一章为绪论,第二章为冷冲压变形基础,然后各章分别为冲裁、弯曲、拉深等。这样几十个学时讲完了,同学们还对模具无整体印象,不太清楚讲了这么多内容的教学目的,以致教与学严重脱离。为此,我们打破传统教学顺序,对材料成型及控制工程专业的专业教学计划进行了调整。该专业学生为期1周的专业认识实习安排在第3学年第1学期,内容主要为在实际生产企业内对冲压模具、注塑模具的实际生产状况和模具的制造加工工艺进行认识性实习,实习之后再开始本课程及其他专业课程的教学。这种方式让学生在开始专业主干课程的学习前就能在实习指导教师的指导下有针对性地了解本专业的相关实际知识,获得较多的感性知识,为后续课程的课堂教学打下必备的基础,再配合后续第4学年第1学期的生产实习及第2学期的毕业实习,有效地实现了理论知识从实践中来再到实践中去的原则。
(3)调整课程教学计划,增设“冲压模具模型拆装”课程实验
为更好地提高学生的实际分析能力和实践动手能力,调整课程教学计划,在冲压工艺与模具设计课程原有实验的基础上增设了“冲压模具模型拆装”实验,时间安排在该课程的课堂教学之前。在该实验中要求学生对冲压模具的模型进行拆卸和重新组装,了解其设计方案和具体关键零件的构成,使学生在课程开始之前对冲压模具结构有一定的了解。在课程结束之后,再进行“冲压模具拆装”实验,在该实验中要求学生对现有的实际生产型模具进行拆卸和重新组装,了解其设计方案和具体关键零件的构成,分析其优缺点并加以改进,完成全部测绘图纸。之后,再进行为期3周的课程设计,每位学生完成一副模具的全部设计工作。这种方式使学生在进行模具设计前就可对实际模具的结构和方案有一个直观而且深入的了解和分析,获取一定的设计经验和技能,有效地促进了学生对该课程知识的理解和掌握,学生的创新能力和实际设计能力显著提高。
2.4 改革考核方式
课程考核是检验学生对所学知识和技能掌握程度的一种手段,该考核方式决定着我们对学生学习情况掌握的准确程度,也影响着我们教学效果的检验和今后的完善,同时也间接影响后续学生的学习劲头。为此,我们对传统的考核方式进行了改革,重视考核内容的全面性、重点突出性和方式的灵活性,总成绩由卷面成绩(70%)、课堂表现(10%)、实验报告(15%)和课后作业(5%)组成。
3.结束语
冲压工艺与模具设计课程的教学改革要有利于学生掌握课程的体系,知道将来应用时涉及的知识;要有利于培养学生独立分析和解决实际问题的工程意识,有利于加强学生创新思维和实际创新能力的培养。作为教师,只有在教学过程中不断实践,不断总结,才能使教学改革不断向前发展。实践证明:通过教学内容、教学方法、教学手段和教学模式等方面的改革与实践,极大地调动了学生的学习兴趣,提高了学生分析和解决实际问题的能力,取得了良好的教学效果。
[关键词]冲压工艺与模具设计 教学改革 教学实践
1.引言
冲压工艺与模具设计课程是大学本科“材料成型及控制工程”专业的一门主干专业课程,该课程主要讲授冲压工艺的基本原理及模具设计的基本方法,内容繁杂、知识涵盖面宽、实践性强、综合性强,授课与学习难度大。教学目的是要求学生在了解冲压变形基础与冲压工艺基础后,能正确地设计一般冲压模具结构和冲压模具几何参数,该课程涉及的知识和内容是该专业毕业生就业后从事相关技术工作的重要基础,是一门实践性很强的课程。该课程的教学质量,直接影响学生实践能力和创新能力的培养和提高。
2.课程的教学与改革
2.1 精选教学内容,突出教学重点
(1)依照培养目标,优化教学内容
本课程的教学内容贴近工程实际,使学生具备中等复杂程度冲压件的工艺编制、模具设计、质量分析与控制等方面的能力,并能及时反映本学科新技术、新工艺等的发展前言。根据上述培养目标,可以对现有的教学内容进一步优化和调整:①从实用性出发做相应删减或压缩一些偏离专业培养目标和仅限于了解的内容,如对提高冲裁件精度方法和以大型覆盖件为代表的非轴对称曲面零件的冲压成形工艺及其模具设计;②增加必要的、实用性强的教学内容,如冲裁、弯曲、拉深等三大部分的工艺计算和冲压工艺过程的制定,增加多工位级进模的讲授内容,以满足多工位级进模日益广泛地应用于工业生产的需要;③增加冲压新技术、新工艺的前沿介绍。这样既突出了教学重点,又展示了教学内容的实用性,以学生能力的培养为教学目的,使学生能在较少的学时内掌握冲压的基本原理、冲压工艺编制和冲模设计方法。
(2)抓住主线,建立正确的学习方法。
由于本课程的内容较多,以往学生对本课程难以树立正确的学习方法。在教学中,主要介绍冲裁、弯曲、拉深等冲压工序的成形原理、质量控制、工艺参数及工艺计算、冲压件工艺分析及模具设计。所以,首先应使学生了解冲压件质量的影响因素,然后通过课堂教学和实践教学,使学生掌握各个因素的合理设计方法。例如:冲裁件的质量问题与模具间隙、刃口磨损、排样与搭边、模具结构和设备选择等有关;拉深件的质量问题主要与变形程度、变形次数、毛坯尺寸与形状的设计、模具结构和设备选择、拉深的辅助工序等有关。按照这条主线将主要冲压工序的基础知识贯穿起来,提纲挈领,有利于学生系统掌握所学的理论知识,便于总结规律,更好地指导实践。
2.2 改革教学方法,提高学生的学习兴趣
(1)采用启发式教学,提高学生的创新能力
教师在上课前都要认真备课,确定每次课的重点,在上课前先给学生提出问题,让学生带着问题边听边思考,教师在讲授过程中,不把课程描绘成完美无缺的理论体系,引导、启发学生以怀疑、开放、发展的眼光审视现有的理论和技术成果,培养发散性思维习惯,充分调动学生学习的积极性和主动性,活跃了课堂气氛,为创新留出广阔的空间。
(2)加强互动式教学,培养学生的主观能动性
传统的填鸭式教学方法使得学生为了应付考试不得不死记硬背,激发不出学生对专业课的学习兴趣。启发和讨论的互动式教学方法是师生共同参与、相互交流、相互促进的双边教学方法。对教材中的一些容易忽视、容易混淆的内容,转化为问题,组织学生在课堂上开展讨论,让学生通过讨论得出正确的结论。学生是课堂的主体,教师的作用在于积极启发、诱导学生的思维,使学生跟着教师的思路,积极主动地思考、分析问题,最终解决问题。在教学中充分发挥学生的主观能动性,使学生的思维活跃,思路打开,从而收到较好的学习效果,有利于体现学生的主体作用。
(3)课堂教学与习题课相结合,注重锻炼学生的自学能力
心理学认为:在课堂上,学生的注意力的集中时间是有限的。长时间地集中注意力,会引起他们的思维疲劳甚至厌烦,影响教学效果。如果适时地选作练习题,给学生一种具有新意的刺激,可以使学生由“抑制被动”状态转变为“兴奋主动”状态,引导学生通过练习探求和总结教学内容,在做习题时加以运用;并帮助学生总结学习技巧,将其中具有规律性的方法向同学推广,方便学习和记忆。
2.3 更新教学手段、增加教学手段的多样性
(1)多种教学手段相结合,提高教学质量和效率
①运用多媒体教学。冲压工艺与模具设计课程的教学中涉及大量的冲压类模具的结构设计和工艺分析,在以前的教学过程中,一般是采用教材上的二维图,辅以少量模型和挂图,由教师进行讲解。课堂教学时,这种方式教学效率低,教师讲解繁琐,学生理解困难。为此我们制作了多媒体课件,对典型模具制作了动画,利用视频将结构动作过程动态地展现出来,既可以连续播放也可以断续播放动作,使原来难以理解的知识等以直观的方式表达出来,使得课堂教学形象、直观、生动,激发了学生学习的兴趣,提高了课堂效率。
②在线互动教学。在线互动教学实质上是在网络上建立一个教师和学生充分互动的平台,学生可以自由选择时间上网,就课程问题向教师提问,教师则根据学生反馈的问题进行辅导,不论是采用QQ还是论坛的形式,都能将课堂讨论的空间拓展到网络上,使教师与学生的互动不再为课堂有限的时间和空间所限。不仅可以由教师来回答各种问题,学生与学生之间也可以通过论坛相互启发。
(2)调整专业教学计划,在课程教学开始前进行专业认识实习
现代冲压模具类教材的共同特点是:第一章为绪论,第二章为冷冲压变形基础,然后各章分别为冲裁、弯曲、拉深等。这样几十个学时讲完了,同学们还对模具无整体印象,不太清楚讲了这么多内容的教学目的,以致教与学严重脱离。为此,我们打破传统教学顺序,对材料成型及控制工程专业的专业教学计划进行了调整。该专业学生为期1周的专业认识实习安排在第3学年第1学期,内容主要为在实际生产企业内对冲压模具、注塑模具的实际生产状况和模具的制造加工工艺进行认识性实习,实习之后再开始本课程及其他专业课程的教学。这种方式让学生在开始专业主干课程的学习前就能在实习指导教师的指导下有针对性地了解本专业的相关实际知识,获得较多的感性知识,为后续课程的课堂教学打下必备的基础,再配合后续第4学年第1学期的生产实习及第2学期的毕业实习,有效地实现了理论知识从实践中来再到实践中去的原则。
(3)调整课程教学计划,增设“冲压模具模型拆装”课程实验
为更好地提高学生的实际分析能力和实践动手能力,调整课程教学计划,在冲压工艺与模具设计课程原有实验的基础上增设了“冲压模具模型拆装”实验,时间安排在该课程的课堂教学之前。在该实验中要求学生对冲压模具的模型进行拆卸和重新组装,了解其设计方案和具体关键零件的构成,使学生在课程开始之前对冲压模具结构有一定的了解。在课程结束之后,再进行“冲压模具拆装”实验,在该实验中要求学生对现有的实际生产型模具进行拆卸和重新组装,了解其设计方案和具体关键零件的构成,分析其优缺点并加以改进,完成全部测绘图纸。之后,再进行为期3周的课程设计,每位学生完成一副模具的全部设计工作。这种方式使学生在进行模具设计前就可对实际模具的结构和方案有一个直观而且深入的了解和分析,获取一定的设计经验和技能,有效地促进了学生对该课程知识的理解和掌握,学生的创新能力和实际设计能力显著提高。
2.4 改革考核方式
课程考核是检验学生对所学知识和技能掌握程度的一种手段,该考核方式决定着我们对学生学习情况掌握的准确程度,也影响着我们教学效果的检验和今后的完善,同时也间接影响后续学生的学习劲头。为此,我们对传统的考核方式进行了改革,重视考核内容的全面性、重点突出性和方式的灵活性,总成绩由卷面成绩(70%)、课堂表现(10%)、实验报告(15%)和课后作业(5%)组成。
3.结束语
冲压工艺与模具设计课程的教学改革要有利于学生掌握课程的体系,知道将来应用时涉及的知识;要有利于培养学生独立分析和解决实际问题的工程意识,有利于加强学生创新思维和实际创新能力的培养。作为教师,只有在教学过程中不断实践,不断总结,才能使教学改革不断向前发展。实践证明:通过教学内容、教学方法、教学手段和教学模式等方面的改革与实践,极大地调动了学生的学习兴趣,提高了学生分析和解决实际问题的能力,取得了良好的教学效果。