馬廷威,王玉紅
(營口理工學院,遼寧 營口 115014)
《鍛造工藝與模具設計》是材料成型及控制工程專業(yè)重要的課程,該課程與生產相關。通過該課程的學習能讓學生掌握鍛造的各個工藝過程和典型鍛模的設計過程,實現學生在學校所學內容與畢業(yè)實踐工作內容無縫銜接。然而學生的能力提升面臨各種問題,如何通過該課程的教學提升學生的能力,以增強學生的競爭力,滿足基于產出的教育模式(outcomes-based education,OBE)對學生能力的要求是必須解決的問題。
授課學時嚴重不足是課程培養(yǎng)面臨的主要問題,當前《鍛造工藝與模具設計》課程實際安排的授課學時為32學時,與一般高校相比少16學時,而且該課程沒有實驗課和課程設計。學時的不足是由于學校寬專業(yè)背景設置的原因,學生學習的專業(yè)課程多,但每門課程學時都不足,只重視專業(yè)課的數量而忽視了專業(yè)課的質量和深度。除了課程學時不足外,還存在課程資源較少等問題,目前雖然有一些該課程的網上教學資源,但總體資源較少,對學生學習該課程的知識造成一定困難,如何在不利的情況下,提升學生的能力需要慎重考慮。
為了解決學時較少的問題,授課過程中要對課程知識體系進行重新梳理,整理相關的知識點作為重點講解內容,以幫助學生在較少的授課學時內完成重要內容的學習。整理教材,對照教材內容與教學大綱[1],梳理教學內容,形成知識模塊,對照不同的知識模塊安排不同的學時。如鍛造工藝模塊部分和模具設計模塊部分是整個教學活動中最為重要的,應增加相應的學時,而預備知識模塊和后處理知識模塊是輔助部分,學時的分配應較少。通過對知識模塊化的梳理,使教學過程更加側重化,促進了學生能力的培養(yǎng),該課程各個知識模塊的學時安排如圖1所示。
圖1 知識模塊劃分
由于課程學時較少,沒有設置實驗課學時,為了彌補學生在實驗知識方面的欠缺,采取課后實驗的方法解決。根據該課程的實際情況和工作中的實際需要,設置2個課后實驗,分別為DeForm模擬鍛件的鐓粗和DeForm模擬開式模鍛。DeForm模擬鍛件的鐓粗內容是采用不同的高徑比進行鐓粗時,模擬坯料內部等效應力、等效應變和載荷行程圖的變化,使學生對基礎知識的了解更加直觀;DeForm模擬開式模鍛內容是設置飛邊槽的不同尺寸,觀察在模鍛過程中,坯料在型腔和飛邊槽中的變形以及飛邊槽各部分對坯料變形不同階段的作用。設置這2個實驗的原因是鐓粗工序為鍛造過程的基本內容,大部分鍛件自由鍛造和模鍛過程都會涉及該工序,如果學生能熟練掌握該工序,對日后的實際工作將具有較好的指導作用,而且實驗還涉及開式模鍛的內容,可完善學生的知識體系。實驗報告部分內容如圖2所示。
圖2 實驗報告部分內容
課外實驗的優(yōu)勢:一方面不占用上課學時,減少學生的負擔和逆反心理;另一方面,通過專業(yè)軟件的學習,激發(fā)同學對電腦學習的愛好,提升學生的專業(yè)素質和技能,為大四的畢業(yè)設計奠定基礎,同時該部分內容的學習也豐富了畢業(yè)要求中的相關內容[2];通過設置該實驗,在學時緊缺的情況下,解決了學生缺乏實驗經驗問題,提升了學生的基本實驗素養(yǎng),增加了對基礎知識的理解。課外實驗的劣勢是增加學生的課外學習負擔,尤其是Solid?Works軟件和DeForm軟件的學習及應用。
為了更好地推進課外實驗的進行,在學生成績中設置該實驗成績的占比[2],并規(guī)定不參加課外實驗的學生一律不及格。通過這種方式,保證了課外實驗的順利進行,通過課外實驗的開展,提升了學生的實驗能力。
該課程沒有單獨的課程設計環(huán)節(jié),不利于學生掌握鍛模設計的基本步驟,為了消除這種不利因素的影響,在教學過程中開展課內簡單課程設計的方法,開設的時間分別為學習完工藝知識模塊和模具設計模塊,課內學時都是2學時。根據教學內容的需要和學習的連續(xù)性要求設置2個簡單的課內課程設計,分別為熱鍛件圖的制定和鍛模的設計。學生采用分組學習的模式,每組一題且不同的方式進行,每組學生需要通力合作才能完成相應的課程設計。熱鍛件圖的制定是設計鍛模的重要內容,是設計和加工鍛模型腔的基礎。通過這個實驗能使學生掌握零件圖在實際生產中變成熱鍛件圖的過程,使知識更加直觀,提高學生專業(yè)學習的興趣。鍛模的設計是針對簡單的鍛件,通過設計其鍛模,使之能滿足鍛件模鍛生產的需要,通過該設計,提升學生的專業(yè)成就感和自豪感,為學好該課程奠定良好的基礎。熱鍛件圖和設計的模具如圖3所示。
圖3 課程設計
課程設計的優(yōu)勢:①課程設計采用分組進行的方式,能調動學生的學習積極性,學生分工合作,錘煉團隊的合作精神;②課程設計是對所學知識的總結和融會貫通的階段,通過課程設計讓學生理解前后知識之間的聯系;③通過該課程設計的設置,鍛煉了學生查閱資料、整理所學內容、分析和解決設計中常見問題的能力,達到畢業(yè)要求[2];④課程設計有一個簡單的答辯過程,每組選擇一人進行答辯,回答老師的問題,這個環(huán)節(jié)鍛煉了同學的語言表達能力[2]。課程設計的劣勢是時間太短,同學沒有足夠的時間消化課程設計的內容,但這也是對學生學習能力的一種促進。另外課程設計題目布置應難易適度,內容不需太多,避免超過學生能夠理解的程度,這樣才能水到渠成,達到事半功倍的效果。通過這種簡單課程設計的開展,促進了學生查閱資料[3]、撰寫論文和團隊合作的能力提升。
該課程網上資源較少,優(yōu)質的課程資源更少,為了使學生在課前能預習,課后能復習,在授課中加入自身的信息平臺,如超星、雨課堂等。授課中充分利用平臺上傳收集相應的教學資源,如視頻、習題、圖片等,增加學生學習的興趣,也為學生課后復習提供方便。建立健全課前預習、課上授課、課后答疑的機制,全方位為教學服務。
學生對授課教師進行評課,一方面能指出教師授課時出現的問題,另一方面通過這些問題的提出促使教師改變教學方法和方式,滿足學生學習的需要;最后,這種評價機制還能促進教學團隊的建設[4],優(yōu)化教師團隊能力水平的配置,提高授課能力和水平,最終實現教學目標的提升。
學生在專業(yè)學習的過程中會有生產實習,生產實習的單位都與本專業(yè)相關,為此在實習開始前,跟企業(yè)相關人員進行溝通,說明學生需要學習的內容。這樣在實習過程中,企業(yè)專業(yè)技能人員才會針對企業(yè)的設備或工藝等情況,給同學進行解答和指導,以此作為臺階,提升學生的實踐能力和水平。
課后作業(yè)是總結和鞏固課上知識的一項措施,每次課后教師都要結合本節(jié)課程的具體內容和教學大綱布置相應的作業(yè),并安排學生定期收齊,進而督促學生完成作業(yè)。通過課后作業(yè)的布置,除了督促學生復習課上知識外,還能使教師的授課過程完成閉環(huán),即有課前、課上和課后的環(huán)節(jié)。課后作業(yè)的布置雖好但要注意作業(yè)的數量和深度,最好控制在20 min內,這樣才能達到促進學生學習的目的。
隨著科技的不斷進步,專業(yè)在不斷地發(fā)展并推動社會的前進,各種媒體對專業(yè)技術發(fā)展的報導較多,如圖4所示。授課過程中,教師應將當前專業(yè)技術的發(fā)展情況及時告訴學生,并幫助學生分析該項技術在教學內容中對應的部分以及該項技術發(fā)展面臨的困難,增加學生的專業(yè)學習興趣,提升學生的專業(yè)認同感,同時該部分也是課程思政的內容。
圖4 專業(yè)發(fā)展的先進技術
為了提升學生的能力及素質,針對目前課程面臨的問題,采用合理劃分知識模塊、開展課外實驗、設置課內課程設計、建立優(yōu)質的課程資源庫等措施,提高學生的應用能力和水平,提升學生的專業(yè)認同感和自豪感,以滿足學生能力的需求。