塑性成形工艺及模具设计课程教学探析

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［摘要］在新工科建设背景下，为加强塑性成形工艺及模具设计领域专业人才培养，在把握核心课程特点基础上对课程教学现状进行了分析。通过剖析课程教学问题，从教学内容规划、混合教学手段引入、创新实践教学开展等方面对课程教学改革路径进行了探索，希望能够推动课程的建设与发展，培养出综合素质能力达标的模具人才。

［关键词］塑性成型工艺及模具设计;核心课程;教学改革

引言

在“中国制造2025”等战略实施背景下，各高校加快了新工科建设研究与实践，希望通过培养高素质、复合型的卓越工程技术人才为国家重大发展战略的实施提供支持。

一、塑性成形工艺及模具设计核心课程特点

塑性成形工艺及模具设计核心课程包含金属材料塑性成形方式、锻造和冲压加工、工艺分析、模具设计等多项内容，采取理论授课、实验、课程设计等各环节，确保学生掌握冲裁、拉深等工艺基本原理，能够结合工艺特点完成工艺方案制定和工艺计算，最终实现模具合理设计。但实际课程理论内容带有一定的抽象性，知识点多且分散，不同知识点对应的案例并不相同，给学生系统学习和理解工艺原理、模具设计理论等内容带来了困难，因此需对课程教学进行系列改革，确保人才培养目标可以顺利实现。

二、塑性成形工艺及模具设计核心课程教学现状

(一)课程内容滞后

从课程内容上来看，塑性成形工艺及模具设计大致可以划分为基本原理、基本工艺、模具结构和工程应用四个部分，渉及各种金属材料锻压工艺流程，讲解的模具结构也存在明显差异。面对内容繁杂的教材，在课时有限的情况下教师通常会选择一些经典案例内容进行讲解，实际与材料学等其他课程存在理论重叠部分，对于学生来讲缺乏新意，难以激发学生学习兴趣。此外，经典内容受背景条件限制，存在一定滞后性。如金属塑性成形理论尽管拥有坚实历史，但近年来发展迅速，促使新工艺、新技术不断出现。但由于课本中并未更新这些内容，造成教师讲解的课程知识体系相对落后，缺乏与专业实践的联系，给学生学习带来了困扰，对有关知识的理解流于浅层，不利于学生今后发展。

(二)教学手段单一

在课程教学方面，教师习惯于采取灌输式方式进行理论讲解，如讲解轧制计算内容会花费大量时间讲解公式推导过程。面对冗杂且抽象的内容，学生容易丧失课程学习信心。为帮助学生理解抽象课程内容，不少教师频繁采用多媒体技术进行模具结构、工艺流程的动态展示。但过于依赖动画、视频，造成学生难以充分发挥空间想象力，在短时间记忆后将学过的内容抛之脑后，未能真正理解内容本质。如在课程作业设计上，因为理解深度不足，只有少数学生可以独立完成作业，多数学生都存在作品抄袭雷同问题。长期采用单一教学手段，造成学生成了知识“容器”，在课程学习方面缺乏主动性。在沉闷的课堂上，师生间缺乏互动，难以对教学内容的深入思考和探索，继而造成课程教学效果不理想。

(三)缺乏实践认知

塑性成形工艺及模具设计为实践性较强的课程，要求学生运用专业知识和技能解决实践问题。但受课程资源限制，安排的实验通常不超10学时，只能简单了解简单的生产加工过程。学生参与动手实践的机会较少，大多通过生产实例、视频教学等途径了解生产实践，难以做到全面掌握生产加工流程和模具装配过程等，给你学生建立知识与实践生产问题的联系带来了困难。与此同时，高校教师多毕业后直接在学校工作，对专业实践环节的了解程度同样不足，在指导学生学习金属材料冲压等加工工艺环节时缺少实践经验。学生在课程设计实践中，主要通过专业设计和制造软件进行模具设计，但由于缺乏对塑性成形工艺不同实践环节的深刻认识，设计出的作品难以与工艺完美结合，遇到复杂模具结构经常出现无从下手的问题。

(四)考评体系不全

在课程教学考评方面，学生取得的成绩主要包含平时成绩、实验成绩和期末考试成绩，其中期末考试成绩占60%比重，其余两项各站20%。而平时成绩主要由教师根据学生课堂出勤和问题回答情况评定，难以客观掌握学生学习情况。试验成绩根据实验报告和模具设计情况评定，但实际报告内容和设计作品大多雷同，也难以有效反映学生知识运用情况。在期末考试成绩占比较大时，主要依靠考试成绩反映课程教学情况，只能考查学生对相关理论和知识的记忆和理解水平，难以反映学生的综合实践能力。

三、塑性成形工艺及模具设计核心课程教学改革路径

(一)做好教学内容规划

在核心课程教学改革中，应做好教学内容整体规划设计，适当精简传统理论内容的同时，引入新技术、新工艺和新材料，通过扩充前沿理论使课程教学保持与时俱进。针对轧制、冲裁、拉深等传统工艺，考虑到学生学习其他课程时也有所渉及，在实习期间也会参观工艺生产过程，所以可以简单讲述，同时给学生布置自学任务，由学生自主学习该部分内容。针对翻边、胀形等初次渉及内容，应重点讲解。课程渉及的工艺和模具设计原则较多，逐一讲解将造成学生精力分散，不利于突出课程内容重点。合理进行课程内容安排，加强基本概念、原则和工艺的联系，能够简化课程知识点，为学生系统学习提供指导。如讲解冲压模具设计内容时，可以结合止动件复合模设计例子加强模具选取原则与冲裁工艺的联系，通过讲解单工序模、级进模等不同模具把握工艺方案、排样和定位等设计原则，掌握相关计算方法。作为教师，应当主动了解相关领域知识更新情况，通过讲解增材制造、快速凝固等新技术拓宽学生视野，同时增加课程教学的深度和广度。联系课程原有内容适时导入新知识，可以帮助学生加强课程与专业的联系，充分调动学生的学习动力，引导学生形成关注行业发展动态的良好习惯。

(二)引入混合教学手段

在课程教学手段创新上，可以采用混合教学模式，即不拘泥于课程原本教学模式，运用多种教学手段开展丰富课堂教学活动，充分发挥学生的主观能动性。帮助学生形成主动学习的态度，可以主动学习、理解和思考课程内容，探索知识运用方法和过程，形成应有的工程素养。如采用线上与线下相结合的教学形式，可以慕课形式在课前安排学生完成基础理论和内容的预习，在课上针对学生不理解的内容进行重点讲解。采取该种教学形式，通过慕课平台可以发布知识点视频、课件等资料，增强学生对知识点的敏感度。根据平台信息反馈，教师可以掌握学生视频观看时常、学生讨论内容和预习难点等，做好课堂教学准备。采取混合教学模式，教师可以在线上传递整个章节知识构图，提出开放性的知识讨论话题和布置相关作业。在课堂教学中，教师可以选取线上优秀学生作品进行讲解，实现章节思维导图总结和串讲，强化学生思维模块化意识培养。融合线上和线下教学资源，安排学生在线上进行模具装调等视频学习，在线下进行冲压设备操作、模具安装调试，可以使学生经过思考后真正掌握模具结构特点，得到工程实践能力锻炼。

(三)开展创新实践教学

单纯依靠几次实验培养学生的实践能力，显然无法达到复合型人才培养要求。引入教师横向科研课题和项目，通过校企合作将典型生产应用当成是教学载体，能够开展创新实践教学，帮助学生产生丰富的模具学习和设计体验，产生对金属材料塑性加工工艺的深入认识。如将企业汽车曲轴生产实践当成是学习平台，可以安排学生参与到动手实践中，在现场情境帮助下引导学生将知识顺利转化为技能。以教师承接的冲裁模具设计项目为教学任务，可以在学生完成工艺分析、方案制定等内容学习后将学生划分为多个小组，各自根据任务绘制二维零件图和装配图。利用项目经费增设实验操作环节，安排学生尝试进行零件三维造型和装配设计，能够加深学生对模具结构和装配原理的理解和认识。在实践学习过程中，学生可以相互学习和讨论，深刻理解有关知识点的同时，加强知识运用，得到实践能力的充分锻炼。使项目教学贯穿章节学习过程，通过开展阶段性汇报工作能够帮助教师掌握学生的知识转化情况，适时进行理论和技术指导，促使学生自主完成知识体系建构，获得深刻实践体会。

(四)健全课程考评体系

为推动课程教学效果的持续改进，为专业人才培养指明方向，应健全课程考评体系，做到全面、客观反映学生知识、能力等各方面发展情况。通过线上+线下模式开展教学，可以根据课堂考勤、线上任务完成情况、作业完成情况三个方面对日常成绩进行评定，分数占比为25%。增设创新实践项目，与实验一同构成实践成绩考核内容，评分占比分别占20%和10%，总体占30%。在期末阶段，可以增设工艺操作和模具设计答辩环节，评分占总成绩15%，期末考试成绩占比30%。通过优化考评分数结构占比，可以使学生重视平时表现和实践学习，避免学生将主要精力放在应付期末考试上。而不同考核方式侧重点不同，能够分别考查学生理论水平、实践能力、综合素质等各方面发展情况。根据学生分数，能够了解各阶段课程教学问题，有针对性地进行后续教学内容和方法调整，确保学生能够取得全面发展。

四、结论

结合课程改革需求探索完善的塑性成形工艺及模具设计核心课程教学体系，需要实现教学内容科学规划，向学生传授先进行业知识，并运用混合教学手段体现学生主体性，引入创新项目增强教学实践性，最终通过健全课程考评体系推动课程教学的不断完善。伴随着课程教学改革的不断推进，能够培养出综合型、应用型材料成型及控制工程专业人才，为工业兴国战略落实提供有力支撑。

参考文献:

［1］贾平．《冲压工艺及模具设计》课程多元混合模式教学探索［J］．科技风，2021(6):59－60．

［2］付晓惠，俞梦璇，刘宇婷．建筑设计课程中模型设计环节教学研究［J］．湖北开放职业学院学报，2020，33(19):151－153．

作者:王昌福 单位:江苏省安全技术职业学院基础部