劉勝膽

(1.中南大學，材料科學與工程學院，湖南 長沙 410083;2.中南大學，材料科學與工程國家教學示范中心，湖南 長沙 410083)

《金屬塑性加工技術》教學改革的探討

劉勝膽1，2

(1.中南大學，材料科學與工程學院，湖南 長沙 410083;2.中南大學，材料科學與工程國家教學示范中心，湖南 長沙 410083)

簡介了《金屬塑性加工技術》課程的地位和作用?；谔岣邔W生綜合能力的角度，從教學內(nèi)容、課堂教學方法和形式、實驗教學和考核方式四個方面的對該課程的教學改革進行了探討。

金屬塑性加工技術;教學;改革

《金屬塑性加工技術》是研究利用金屬的塑性，在外力作用下成形為所需形狀、尺寸、組織和性能的毛坯或零件的基本知識的學科，亦可稱為金屬壓力加工［1］。金屬塑性加工是金屬材料制備和金屬器件制造的主要成形與加工方式，在國民經(jīng)濟中起著重要的作用，可以說是國家工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國防發(fā)展的基礎。該課程是材料加工工程專業(yè)的一門主要課程，是在三年級學生學習完《金屬塑性加工原理》和《材料科學基礎》的基礎上開設的專業(yè)必修課。這門課程更據(jù)工藝性、實踐性和前沿性，涉及的知識面廣。如今計算機、自控技術在金屬塑性加工技術中應用越來越廣泛，使得生產(chǎn)過程已逐漸向自動化、連續(xù)化及智能化方向轉變;一些特種和先進的塑性加工技術的開發(fā)和應用也發(fā)展迅速。針對這種情況，為了讓學生全面的學習和掌握金屬塑性加工技術，了解其發(fā)展前沿和趨勢，該課程的教學需進行改革，遵循現(xiàn)代高等教育發(fā)展的客觀規(guī)律，優(yōu)化教學內(nèi)容，改進教學方法，提高教學質量，達到為國民經(jīng)濟建設和社會發(fā)展培養(yǎng)出基礎好、素質高、能力強的人才的目的。

一、優(yōu)化教學內(nèi)容

金屬塑性加工具有悠久的歷史，傳統(tǒng)的金屬塑性加工技術包括擠壓、軋制、拉拔、鍛造和沖壓等，這些是必須講授的課程內(nèi)容。近年來，在計算機和自控技術應用的推廣下，先進設備的開發(fā)，促使金屬塑性加工技術快速發(fā)展。計算機技術已用于模擬工件塑性變形過程中的應力場、應變場和溫度場，可用于金屬鍛造流線分布和缺陷產(chǎn)生情況［1］;而在塑性加工過程中，計算機控制和檢測技術已用于自動生產(chǎn)線，例如在發(fā)達國家生產(chǎn)中應用了塑性成形柔性加工系統(tǒng)，而像“1+4”鋁熱連軋生產(chǎn)線的使用大大提高了高精產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、成品率及質量［2］。另外，一些特種和先進的塑性加工技術，如超塑性成形、粉末鍛造、精密鍛造、液態(tài)模鍛等的應用也日益擴大。為順應當前技術的飛速發(fā)展，教學內(nèi)容應不僅限于傳統(tǒng)塑性加工技術方面的知識，需要不斷地進行更新，增加對塑性加工技術、設備的最新發(fā)展和計算機應用方面內(nèi)容的擴充，另外對一些陳舊、偏窄的內(nèi)容也需要刪剪，使得課程內(nèi)容既具基礎性又保持其先進性，讓這門課程與時俱進，跟上科學發(fā)展的前沿。這不但可以拓寬學生的基礎和知識面，而且可活躍學生的思維，激發(fā)學生的興趣，讓學生對前沿問題和發(fā)展方向有所了解。討論思維與科學的來源、性質及實踐的密切關系，這是符合現(xiàn)代高等教育發(fā)展的客觀要求。

在金屬塑性加工技術的研究中，一個極其重要的問題就是要正確處理加工條件、材料組織結構與產(chǎn)品性能的關系。眾所周知，材料的組織結構決定性能。大部分的教學內(nèi)容都注重于通過塑性加工獲得一定形狀和尺寸的產(chǎn)品，而對如何控制塑性加工過程中材料的組織結構來獲得所需的性能涉及的不夠。比如說易拉罐用鋁合金罐料板朝著更薄，性能更好的方向發(fā)展，其塑性加工過程中除了控制板形及尺寸外，還需控制其中的粗大化合物和織構組態(tài)，這對降低制耳率，改善深沖性能有著至關重要的作用［2］。因此，有必要加強金屬塑性加工中組織控制方面的內(nèi)容，強化學生組織決定性能的意識，讓他們對金屬塑性加工的內(nèi)涵有更深刻的認識。

二、改進課堂教學方法和形式

在實際課堂教學中，應當針對學生的興趣和課程的特點，遵循高等教育規(guī)律，改革傳統(tǒng)的教學方法和形式，充分調(diào)動學生學習的積極性［3］?！督饘偎苄约庸ぜ夹g》是一門工藝性強的課程，它緊密地和生產(chǎn)實際相聯(lián)系。其教學中如果只由教師在課堂上講解各種技術，學生只做聽眾，容易產(chǎn)生枯燥無味的感覺，難以獲得好的教學效果。在這種情況下，建議分成小班上課，每個約20個人左右，而且在講解過程中采用案例教學的方法，就某種塑性加工技術的工藝方案進行討論，調(diào)動學生學習的積極性和參與性，激發(fā)學生的興趣，同時加深學生對加工技術的理解。對一些較難較抽象但又重要的內(nèi)容，教師可以提前布置預習作業(yè)，給出一些談論的題目，讓學生在課外查閱文獻先進行自學;在課堂教學時可組織學生進行討論，各抒己見，激發(fā)學生的思維和潛能，通過討論和辯論將問題徹底弄明白。最后教師將學習的重點和難點進行總結，指出存在的問題以及應該注意的地方。通過這種以學生為主體和核心的教學模式，可提供學生更大的自由度去獨立思考，培養(yǎng)其探索問題、分析問題和解決問題的能力，拓展知識，延伸思維［3］。

由于該課程的信息量很大，課堂講述時間有限，在實際教學過程中還特別要注重現(xiàn)代教育技術的應用［4］。學生在學習課程之前，對金屬塑性加工技術的種類及設備等接觸不多，缺乏感性認識。因此教師在多媒體課件中應采用大量的生產(chǎn)現(xiàn)場的照片、圖片及視頻，塑性加工時金屬的流動成形過程的三維仿真動畫。這可將抽象、枯燥的內(nèi)容生動、形象地表現(xiàn)出來，變得更容易理解，從而提高學生學習興趣，增加學生對塑性加工技術的感性認識，讓學生在有限的課堂教學中學到更多的知識，改善教學效果，并由感性認識上升至理性認識，形成質的飛躍。

目前網(wǎng)絡技術的發(fā)展給教學提供了新的途徑［5］。因此可以創(chuàng)建網(wǎng)絡教學平臺，實現(xiàn)教學多媒體課件的在線學習、下載，拓展課程知識，跟蹤和了解最新塑性加工技術動態(tài)，特別是提供實際生產(chǎn)中金屬塑性加工視頻的在線觀看，為學生提供一個能夠全面學習和了解金屬塑性加工技術的信息平臺，彌補課堂教學時間有限的不足。

此外還應讓學生就某一種塑性加工技術寫一篇小論文，即通過文獻資料的查閱、整理和分析，對某些技術的原理、現(xiàn)象及問題提出自己的看法和建議。這種方式在國外的一些大學是很常見的，可起到很好的教學效果，這對學生是一個極好的鍛煉機會，有利于學生綜合能力的培養(yǎng)。

三、加強實驗教學的改革

《金屬塑性加工技術》是一門實踐性強的課程，實驗教學具有實踐性、探索性和直觀性的特點，在傳授知識的同時，還可培養(yǎng)學生動手實踐能力、創(chuàng)新能力，提高科學實驗素養(yǎng)，是教學中必不可少的一個關鍵環(huán)節(jié)。

目前的實驗課主要是驗證性實驗，其內(nèi)容、步驟都按照教師的安排進行，結果也是預知的。學生對這樣的實驗課往往缺乏興趣，沒有積極性，創(chuàng)新力和想象力得不到發(fā)揮。針對這種現(xiàn)象，可以采用自主式實驗教學的方式［6］。教師可以給出多項實驗課題，讓學生根據(jù)自己興趣自由選擇，并將學生分成3～5人的實驗小組，讓他們根據(jù)具體的課題獨立去分析、討論并制定出實驗方案。教師也可以適度地參與到實驗方案的制定中去，對一些不完善或者不合理之處提出建議，并向學生仔細解釋其修改的原因。學生需在教師的指導下獨立完成全部實驗內(nèi)容，并整理實驗數(shù)據(jù)，分析實驗中存在的問題，運用所學知識解釋觀察到的現(xiàn)象，實驗結果可以報告或論文的形式提交。

這樣可以讓學生成為實驗的主體，調(diào)動學生的實驗積極性，將學到的理論知識應用到實際中去，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，增強創(chuàng)新意識，還可培養(yǎng)學生的組織能力和團隊合作的精神。

四、改革考核方式

在學生的最終成績的評定中，除了依據(jù)傳統(tǒng)的期末閉卷考試成績外，還要和口試、實驗報告、平時作業(yè)、小論文相結合。采用口試和小論文考核的方式可更好的檢查學生對知識的掌握程度和學習的效果，這也可促使學生積極主動地去學習。應該適當?shù)亟档蛡鹘y(tǒng)筆試在最終成績中所占的權重，重視學生在口試及小論文中的具有創(chuàng)新性、合理性的想法和見解，鼓勵學生自主學習。

結語

金屬塑性加工技術的發(fā)展需要基礎理論深、知識面廣、實踐能力強、思維活躍的綜合性人才?！督饘偎苄约庸ぜ夹g》課程的教學內(nèi)容和教學方式也需不斷地改進和發(fā)展，以達到提高教學質量，培養(yǎng)出優(yōu)秀人才的要求。

［1］劉楚明.有色金屬材料加工［M］.長沙:中南大學出版社，2010.

［2］肖亞慶.鋁加工技術實用手冊［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2005.

［3］劉鋒.高等教育學［M］.長沙:湖南大學出版社，2008.

［4］陳乃立.多媒體課堂教學軟件之我見［J］.高等工程教育研究，2000(3):67－69.

［5］劉建萍，郭福，邱曉飛.北京教育(高教版)［J］.2009(10):45－46.

［6］潘清林，黃繼武，徐國富，曹中一.材料科學與工程實驗教學中心的改革與實踐，實驗室研究與探索［J］.2009，28(1):11－38.

On Reform of the Course Plastic Processing Technology of Metals

LIU Sheng－dan
(School of Materials Science and Engineering，Central South University，Changsha 410083，China;

The status and application of Plastic Processing Technology of Metals were introduced briefly.Based on cultivating the students’comprehensive ability，the reform of the course was discussed from the following aspects:teaching contents and method，experimental teaching and examination forms.

plastic processing technology of metals，teaching，reform

G642.0

A

1671－5004(2010)03－0143－02

2010－04－25

材料科學與工程國家教學示范中心基金項目。

劉勝膽 (1980－)，男，江西吉水人，中南大學講師，博士，主要從事輕合金塑性變形、組織及性能方面研究。National Teaching Demonstration Center of Materials Science and Engineering，Central South University，Changsha 410083，China)