“材料成型工艺基础”数字化实践教学

韩蕾蕾

摘 要 材料成型工艺基础是机械类专业一门重要的专业基础课。结合文华学院机械系开设此课程的教学现状，从教学内容和教学方法这两个方面探讨，如何将数字化实践性教学与材料成型工艺基础课程相结合。合理有效利用学校现有的实训中心和三维数字化实验室，更好培养学生实际动手能力和创新能力，掌握新工艺、新技术。

关键词 数字化 实践性 教学改革

中图分类号：G424 文献标识码：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

要实现“中国制造2025”的目标，必须推进信息技术与制造技术深度融合，推动制造技术往高端和智能方向发展，才可实现制造强国战略目标。人才是前进的动力，是力量的源泉。高等学校是培养人才的最大基地，对人才的培养和教育不能与社会脱节，不能闭门造车，否则跟不上时代的发展。课程的教学如果不改革，继续墨守成规，培养出来的学生毕业后无法尽快投入工作，企业又将花费巨大的人力和物力培养学生适应工作岗位的要求，无形中增加社会的成本。因此，我们必须要对教育课程做出相适应的改革。

文华学院机械专业以学生为本，尊重学生个体的差异性，制定因人制宜的培养方案，在培养学生过程中重视实践培养，充分发挥每个学生的潜力，打造本专业的优势，突出本专业的特色。文华学院的机械专业在重视实训、实验环节同时加强理论教学，尽可能做到理论和实践的完美结合。本专业目标培养高级应用型本科人才，利用自身的实验室大力培养学生的创新与实践能力，培养学生具有较强的实际动手能力、开拓的创新精神， 材料成型工艺基础课程结合本校数字化建设，依靠金工实训中心和三维数字化实验室，引入数字化和实践化教学，真正让学生体会材料不同成型工艺的魅力，让自己所学的知识融入实践中，在操作中强化理论知识，又使得理论知识应用于实际操作，既加强了学生的理论知识掌握，又让学生提高自身的实际动手能力。

1 课程的教学改革必要性

“材料成型工艺基础”作为本校机械专业的专业基础课，涉及到除机加工以外的各种冷、热加工工艺，包括：铸造、塑性成形（锻造和冲压）、焊接以及其他成型方法。本课程不仅让学生了解到材料成型工艺的基础知识，又要让学生知道未来成型工艺的发展趋势。为了提高本课程的教学质量，必须对本课程进行教学改革，从教学目标、教学方法、教学环境等多面进行有效的合理改革。

“材料成型工艺基础”课程随着制造业的飞速发展，工业领域内的新型材料和新技术、新工艺的不断更新，其课程的内容日益丰富。此课程信息量大，内容多庞杂，重点不突出。如何在有限的40学时内完成教学大纲的规定目标，成为一个难题。目前，课程的教学采用传统的课堂教学，即使采用多媒体和模具教学，也难以摆脱目前的尴尬境地。加上机械专业的学生对课程的学习自觉性、主动性较差，这些教学方法和手段难以调动学生的积极性。

本课程的主要考核采用开卷命题型考试，题型多采用填空题、简答题、综合题、选择题等形式，试卷题型丰富，涉及知识面广，考核学生掌握所学知识的能力。但是基于课程内容多，采用开卷考试。因此，对于那些平时不上课或上课不认真听讲的学生，只要考前突击看书，便可顺利通过。显然，这与我们设置本课程的教学初衷大相径庭，学生不能真正掌握知识，对能力的培养起不到作用。

2 课程的教学改革目标

文华学院的机械类专业以实践化教育为专业特色，校企联合培养，每年根据就业情况和社会所需人才不断修订和完善人才培养方案，优化课程设置，如对目前企业生产实践中运用的各种成型工艺展开对应的软件设计，每种教学软件都可以案例为实验项目展开软件的技能训练。本校的材料成型工艺基础课程结合了三维数字化和实践化教育这一特色，运用各种三维教学软件和实验室硬件展开不同材料成型工艺的技能训练。

机械专业的材料成型工艺基础不像材料成型专业将其作为核心课程，机械类专业学时短，只能简单介绍各类材料成型工艺，工艺设计和结构工艺性，在有限的学时内最大程度让学生全面掌握材料成型工艺。在整个教学过程中，必须认识到本学院的学生与其他高校的学生差异性，更应提高学生的积极性、参与性，充分发挥自身的优势。不仅要培养他们的理论知识学习，更要注重他们的实际动手能力。培养学生的专业综合素质，提高自身的竞争力，做一名职业性、全能型的优秀人才，才能在竞争中立于不败之地。

3 课程的教学改革实现

3.1 教学内容改革

教学内容的改革是建立在熟悉书本知识内容基础上，不是盲目毫无根据的删减，并且要结合现在材料成型工艺在实际中的应用和最新研究进展做出的正确调整。并结合文华学院的应用性定位和机械专业的就业领域，以及考虑学生的实际情况进行尝试。首先我们看看这门课程的教学任务：通过本课程的学习，学生应对金属的铸造成形、金属的塑性成形、金属焊接成形和材料的其他成形的基本过程有较深入的理解，掌握基本原理和规律。初步掌握根据工件的材质、性能和使用要求能够选择其成形方法，为后续专业课程的学习和以后的科技实践工作打下基础。

这门课的重点是培养学生掌握对中等复杂件能进行铸造工艺设计，锻压工艺设计和焊接工艺设计，了解高分子、粉末冶金、陶瓷等材料的成形工艺。根据这个最基本的要求，在教学过程中可以弱化不易理解和并不实用的理论内容。这些内容不是机械专业的研究重点，在讲解内容根据专业的特点适当调整内容，深入浅出，通俗易懂。因此，根据内容的调整要制定新的教学大纲，才能对课程体系和教学内容有较大的正确改进。课程设置如图1所示。

3.2 教学方法改革

各种材料成形工艺（铸造、焊接、锻造等）在金工实习中已经操作过，但是理论内容讲解比较滞后，学生未能真正理解体会到各种成形方法的实质。在讲解有关成形工艺有关基本概念内容时，可将课堂放在实训中心，学生身临其境会回忆自己曾经操作的成型工艺，不仅强化金工实习的内容，又可加深学生对理论知识的理解。

利用学校三维数字化实验室指导学生利用各种三维软件进行零件造型，动画仿真加工过程演绎。学生可自选三维软件，生成加工程序，进行加工模拟和后置处理。工艺加工过程在课堂讲的天花乱坠也没动态演绎来的形象、真实。如围绕铸造加工可安排零件的建模、铸造加工仿真训练，使学生熟悉掌握软件技能，有体会到铸造加工工艺的真实性。运动仿真完成，让学生在金工实训中心零件加工，在实践中得到锻炼。在三维数字化设计和实践教学中既锻炼了软件的技能，又强化了所学的专业知识，同时得到实际锻炼。

这种数字化和实践性教学，三维设计和理论知识相互融合、相互影响。既强化理论知识，又加强实际应用，在实例中锻炼了学生的三维数字化设计能力。培养学生既具有强大的理论知识基础，又有很过硬的实际应用能力。

3.3 教学考核改革

以前，评判学生主要以卷面成绩为主（70%），这种考核方式很片面，对学生的考核不够全面。这种考核变成了学生考前突击应付考试，甚至考试只带打印的复习资料连书本都不带的局面。因此，调整教学大纲，实行新的考核方式。通过新旧考核方式对比发现（如图2所示）：卷面分数比重减轻，更注重对能力的考核，考核内容和形式更加全面和多样化。考核方式可在一定程度上解决目前尴尬的局面，提高学生的主动性，积极参与课程学习中，提高自身的能力。教师也更加全面认识了解学生，对学生做出更加客观的评判。总之，要从根本上解决以教师为主体的教学，使学生作为主体参与教学过程。

4 结束语

材料成型工艺基础的实践化和数字化教学，打破原来的传统课堂教学，为课程的教学注入新鲜活力。实践化和数字化教学的引入使得材料成型工艺基础的教学更加贴近实际，可使学生更加全面认识不同成型工艺，实现各种成型工艺的动画仿真与演绎，将理论与实践结合的更加紧密。考核形式多样化，提高学习的主动性，不再是应付性对待本课程，也使得老师全面地多角度认识学生，更加客观评判学生。

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