馮麗琴

[摘 要] 主要介紹“工程材料與成型工藝”課程教學(xué)的方法，通過合理地安排教學(xué)內(nèi)容，針對不同的成型工藝采用不同的課堂教學(xué)方式，盡可能以最生動(dòng)形象的手段向?qū)W生傳授知識(shí)。通過具體的案例式教學(xué)、質(zhì)疑式教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)等方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生對知識(shí)的理解、接受能力；還可以利用校企合作和產(chǎn)學(xué)平臺(tái)，讓學(xué)生在實(shí)踐中鞏固理論基礎(chǔ)知識(shí)、鍛煉實(shí)際運(yùn)用能力，進(jìn)而達(dá)到提高學(xué)生在工程實(shí)踐中的能力。

[關(guān) 鍵 詞] 精簡教材；教學(xué)方式；觀摩實(shí)踐

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2018）11-0066-02

“工程材料與成型工藝”是高職模具設(shè)計(jì)及制造專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在運(yùn)用型人才的培養(yǎng)過程中具有重要的地位和作用，課程主要內(nèi)容包括：金屬的液態(tài)成型、金屬的塑性成型、金屬的連接成型和非金屬材料的成型等。由于教學(xué)內(nèi)容多、涉及面廣、實(shí)踐性很強(qiáng)，而教學(xué)學(xué)時(shí)安排比較少，加上學(xué)生專業(yè)背景知識(shí)比較缺乏，工程意識(shí)和實(shí)踐能力相對較差，如果授課內(nèi)容不分主次，且課堂上如果還僅采取板書和畫圖為主、掛圖為輔的傳統(tǒng)教學(xué)方式，學(xué)生是很難抓住重點(diǎn)的，也很難理解材料成型的微觀過程、結(jié)構(gòu)的變化以及機(jī)械制造業(yè)恢宏壯觀的生產(chǎn)場面?；谶@些原因，為提高學(xué)生對該課程的理解進(jìn)而提高教學(xué)效果，本人對教材內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和研究，精簡了該課程的授課內(nèi)容并制定了相應(yīng)的教學(xué)手段。經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐，從學(xué)生在課堂上的反應(yīng)和在車間的實(shí)操情況來看，這些教學(xué)方法對提高該課程的教學(xué)效果是非常有效的，故在此總結(jié)成文供大家參考。

一、精簡教學(xué)內(nèi)容

工程材料與成型工藝教材的教學(xué)內(nèi)容比較多，各種成型方法學(xué)時(shí)平均，重點(diǎn)不突出，按章教學(xué)會(huì)導(dǎo)致學(xué)生摸不清主次，抓不住重點(diǎn)，什么都學(xué)，但什么都學(xué)不透。針對這種現(xiàn)象，結(jié)合教學(xué)大綱，首先需要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精簡。

第一，根據(jù)機(jī)械工程材料中金屬材料所占比重大（約90%）的情況，重點(diǎn)講授制造業(yè)中運(yùn)用較多的液態(tài)成型的鑄造、塑性成型的鍛造、沖壓和連接成型中的焊接等最典型的成型工藝。其中，鑄造部分內(nèi)容重點(diǎn)介紹砂型鑄造，鍛造部分重點(diǎn)介紹拔長、鐓粗、沖孔和擴(kuò)孔等基本工序，沖壓部分重點(diǎn)介紹沖裁工序，焊接部分重點(diǎn)介紹手工電弧焊和氣體保護(hù)焊等焊接方式，重點(diǎn)介紹的內(nèi)容務(wù)必要讓學(xué)生掌握透徹。至于鑄造、鍛造、沖壓、焊接的其他成型方法及非金屬材料的成型工藝只需作簡單介紹。要重點(diǎn)介紹的每種成型方法一定要講透最基礎(chǔ)、最實(shí)用的理論知識(shí)，通過“對一個(gè)麻雀的詳細(xì)解剖”，讓學(xué)生自己對其他的成型工藝觸類旁通。

第二，精選實(shí)例豐富的教學(xué)內(nèi)容。針對課程實(shí)踐性強(qiáng)、各種成型方法相對獨(dú)立的特點(diǎn)，搜集、精選一些實(shí)際生產(chǎn)中材料成型工藝的典型案例，貫穿每種成型方法教學(xué)的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，既可以在運(yùn)用中理解知識(shí)重點(diǎn)和消化難點(diǎn)，又可以培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)際運(yùn)用能力。

通過上述對教學(xué)內(nèi)容的組織和安排，使這門課程在內(nèi)容上得到整體優(yōu)化，達(dá)到既見樹木，又見森林的目的。

二、采取多樣化的課堂教學(xué)方式

（一）采用多媒體輔助教學(xué)

“材料成型基礎(chǔ)”課程涉及成型方法眾多，實(shí)踐性要求高，有很多動(dòng)態(tài)的內(nèi)容，傳統(tǒng)的實(shí)物展示和黑板板書畫圖，學(xué)生都不易理解，學(xué)校的實(shí)習(xí)工廠也不可能具備所有的實(shí)踐條件，這就需要多媒體輔助教學(xué)。

1.動(dòng)畫模擬成型工藝過程

搜集、精選大量材料成型的視頻、動(dòng)畫，制作成該課程的多媒體課件。如，砂型鑄造用動(dòng)畫模擬液態(tài)金屬由澆口杯注入模具澆注系統(tǒng)，通過直澆道和橫澆道、內(nèi)澆道充滿模具整個(gè)型腔、冷卻固化到將砂型打掉最后得到成型零件的整個(gè)生產(chǎn)過程，視頻內(nèi)容清楚描述了液態(tài)金屬成型的微觀、動(dòng)態(tài)變化過程，通過動(dòng)畫還可以模擬由于鑄型的結(jié)構(gòu)工藝和鑄型本身水氣含量而導(dǎo)致的冷隔、澆不足和產(chǎn)生縮松氣孔等缺陷。這樣，原本看不見、摸不著的微觀過程就變得可視化，這就使教學(xué)既生動(dòng)又直觀，感染力又強(qiáng)，把單純的聽覺語言變?yōu)橐暵犕降膭?dòng)畫模擬，學(xué)生理解就變得輕松，教學(xué)難點(diǎn)就得到化解，學(xué)習(xí)由難變易，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的枯燥感，教學(xué)效率自然會(huì)提高。

2.錄像演示具體生產(chǎn)過程

互聯(lián)網(wǎng)上有大量機(jī)械制造行業(yè)的鑄造成型、鍛造成型和焊接成型的生產(chǎn)實(shí)際演示錄像，可以將搜集到的各種工廠生產(chǎn)錄像短片穿插于教學(xué)中，通過錄像把無形變?yōu)橛行巍⒉豢梢娹D(zhuǎn)變?yōu)榭梢?、無聲轉(zhuǎn)變?yōu)橛新?，這種教學(xué)方式能大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和好奇心。例如塑性成型，觀看汽車前橋的生產(chǎn)過程，可以使學(xué)生了解拔長、輥鍛的設(shè)備工藝；觀看法蘭等盤狀類零件的生產(chǎn)過程學(xué)生可以了解錘上模鍛和自由鍛的鐓粗工序；超塑成形則展示了塑性差、變形抗力大的各種合金在特定的條件下能像橡皮筋一樣伸長到原來的幾倍至幾十倍。這些錄像可以大大拓寬學(xué)生的知識(shí)面，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

（二）采用案例式教學(xué)方式

收集典型的工程案例，通過這個(gè)工程案例，將課堂教學(xué)的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)貫穿起來，使學(xué)生在具體的情境中獲取知識(shí)的同時(shí)掌握如何運(yùn)用于工程實(shí)踐中。

圖1所示的法蘭盤零件，通過砂型鑄造的方式得到的法蘭盤零件，需要幾個(gè)步驟：（1）確定鑄造工藝方案，這又分為三個(gè)步驟來講解清楚，首先要講明鑄件的澆注位置如何選擇，然后如何選擇鑄件的分型面，最后如何設(shè)計(jì)鑄件的砂芯；（2）鑄件澆冒口系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這個(gè)步驟需要著重講清澆注系統(tǒng)的組成和作用，澆注系統(tǒng)的類型和應(yīng)用以及冒口和冷鐵的應(yīng)用；（3）確定鑄造工藝參數(shù)，在這里要詳細(xì)介紹鑄件的尺寸公差、鑄件的收縮率、鑄件起模的斜度以及最小鑄出孔及槽和獲取鑄件后進(jìn)一步機(jī)械加工所需要的機(jī)械加工余量。這樣的案例教學(xué)不但能使學(xué)生獲取生動(dòng)、系統(tǒng)的理論知識(shí)，還增強(qiáng)了工程運(yùn)用能力，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣，使其產(chǎn)生開拓創(chuàng)新的激情。

（三）采用質(zhì)疑式教學(xué)方式

宋代教育家朱熹說：“學(xué)貴有疑，小疑則小進(jìn)，大疑則大進(jìn)。疑者覺悟之機(jī)也?！睂W(xué)起于思，思源于疑，有疑才能激發(fā)強(qiáng)烈的求知欲望，點(diǎn)燃思維的火花。教學(xué)中，針對學(xué)生認(rèn)識(shí)模糊的原因，提出質(zhì)疑，激起學(xué)生探討理由的學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行多層次、多角度的深思。例如，講授焊接成型時(shí)，針對焊接應(yīng)力和變形對焊縫產(chǎn)生的危害，提出疑問（如圖2）拼接大塊鋼板是否合理，為減小焊接應(yīng)力和變形，其合理的焊縫布置和焊接次序應(yīng)該如何？

這種疑問非常貼近生產(chǎn)實(shí)際，有些學(xué)生認(rèn)為可以如此焊接，有些學(xué)生認(rèn)為不可以，此時(shí)可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)給定焊件的形狀特點(diǎn)進(jìn)行分析，根據(jù)焊接應(yīng)力和焊接變形防止和消除的辦法得出焊接順序（如圖3）。實(shí)踐告訴我們：這樣的巧設(shè)疑問，在疑、答、辯的過程中充分調(diào)動(dòng)了師生互動(dòng)的內(nèi)在潛力，使學(xué)生思維進(jìn)入最佳活動(dòng)狀態(tài)，激發(fā)他們的求知欲、創(chuàng)造力，也使前后教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地銜接起來。

（四）采用現(xiàn)場生產(chǎn)式的教學(xué)方式

根據(jù)本課程工程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以充分利用學(xué)校實(shí)習(xí)工廠的設(shè)備，增加現(xiàn)場教學(xué)環(huán)節(jié)。例如焊接，可以帶學(xué)生到實(shí)習(xí)車間，對學(xué)生現(xiàn)場演示手工電弧焊，現(xiàn)場講解不同厚度的鋼板焊接時(shí)對坡口開設(shè)的要求，如果采用不同的接頭方式時(shí)焊槍的具體操作等。此外，還可以演示車間具備的氣體保護(hù)焊焊接方式。在教師的指導(dǎo)下讓學(xué)生現(xiàn)場實(shí)際操作，生產(chǎn)一些焊接零件，還可以拿一些不同焊接性能的材料給學(xué)生練習(xí)焊接，讓他們自己比較焊接性能好的低碳鋼和焊接性能差的高碳鋼以及鋁銅等材料焊后焊縫的質(zhì)量，以滿足學(xué)生的好奇心、成就感，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性。經(jīng)過實(shí)踐歷練的學(xué)生擁有的是活的能力，而非死的知識(shí)，正所謂“授之以魚，不如授之以漁”。

三、充分利用校企合作或產(chǎn)學(xué)平臺(tái)，帶學(xué)生現(xiàn)場觀摩

利用校企合作或產(chǎn)學(xué)平臺(tái)，讓學(xué)生課外到企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場觀摩，可以鞏固、加深對各種材料成型工藝?yán)碚撝R(shí)的理解。例如，到粉末冶金廠，讓學(xué)生現(xiàn)場觀看粉料的配制、制坯以及最后的燒結(jié)成型這一系列過程，并指導(dǎo)學(xué)生思考一些問題，比如，考慮粉末均勻填充及壓坯密度，考慮脫模的困難以及影響燒結(jié)的一些因素以及獲得制件后為提高物理、化學(xué)和力學(xué)性能的一些后處理手段；到組裝生產(chǎn)摩托車的公司現(xiàn)場觀摩各種焊接成型的方法以及焊接操作時(shí)需要注意的安全問題。同時(shí)還可以帶學(xué)生到大型機(jī)械制造廠觀摩材料成型后的熱處理方式。通過這些現(xiàn)場觀摩所獲得的知識(shí)除了可以給學(xué)生積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)之外還可以讓他們感受先進(jìn)生產(chǎn)工藝跟傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的優(yōu)勢對比，激發(fā)他們學(xué)習(xí)并改革創(chuàng)新的動(dòng)力。

總之，對實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，我們都需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容研究相應(yīng)的教學(xué)方法以提高學(xué)生對課程內(nèi)容的理解，提高學(xué)生的理論水平和工程實(shí)踐能力，讓學(xué)生在校學(xué)習(xí)也能具備一定的實(shí)踐運(yùn)用能力。

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