楊仕杰 袁玉紅 翁玲玲 董美楊

（貴州師范大學(xué)機械與電氣工程學(xué)院，貴州貴陽 550025）

0 引言

自黨的十八大以來，我國高度重視教育工作，習(xí)近平主席對教育工作作出一系列的重要部署。教育是民族振興、國家發(fā)展、社會進步的正確道路，是實現(xiàn)中國偉大復(fù)興的重要因素。世界和經(jīng)濟的快速發(fā)展要求我國高等工程教育改革做出改變，以應(yīng)對國家戰(zhàn)略布局、新經(jīng)濟挑戰(zhàn)和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動高校工程教育教學(xué)改革創(chuàng)新，以培養(yǎng)具有高度實踐能力、創(chuàng)新精神和專業(yè)素養(yǎng)高的綜合型人才。目前我國高等工程教育受到高度重視和普遍關(guān)注，新工科建設(shè)也隨之快速發(fā)展，從“復(fù)旦共識”[1]和“天大行動”[2]可以看出我國對新工科建設(shè)正在做出改革，以此服務(wù)國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求需要。

教材作為課程教學(xué)的載體，是實現(xiàn)教書育人的重要工具，與學(xué)生發(fā)展、專業(yè)建設(shè)方向有著密切聯(lián)系。新工科背景下，立足人才培養(yǎng)視角，結(jié)合教材，確定教學(xué)目標(biāo)，將知識技能學(xué)習(xí)與個人素養(yǎng)培養(yǎng)放到同等地位研究，以提高學(xué)生核心素養(yǎng)、吃苦耐勞、追求真理、刻苦學(xué)習(xí)的精神具有重要意義?！跺懺旃に嚰澳＞咴O(shè)計》是材料成型及控制工程專業(yè)開設(shè)的一門重要專業(yè)方向選修課，其專業(yè)性強、操作性強、工程意識強，注重理論知識與實踐操作相結(jié)合，旨在為國家培養(yǎng)鍛造技術(shù)領(lǐng)域的工程技術(shù)人才，肩負著培養(yǎng)新工科人才的重任。

1 鍛造工藝及模具設(shè)計課程開展現(xiàn)狀

教材是進行教學(xué)的“物質(zhì)基礎(chǔ)”，《鍛造工藝與模具設(shè)計》教材是課程中心思想、課程目標(biāo)和內(nèi)容的集中體現(xiàn)，是師生間教學(xué)活動的主要媒介。教材分析是教師認識教材的基本途徑，也是教師進行教學(xué)設(shè)計的基礎(chǔ)。正確、合理地對教材進行分析，是教師備好課，上好課和達到預(yù)期的教學(xué)目的及順利完成教學(xué)任務(wù)的前提與關(guān)鍵。由于教材分析的理論不足，以及教師在進行教學(xué)過程中對教材分析的意識淡薄，使得教師在教材分析的過程中存在一定的問題。

1.1 課程開設(shè)情況

《鍛造工藝及模具設(shè)計》課程以“OBE”[3]成果導(dǎo)向教育理念，培養(yǎng)學(xué)生畢業(yè)時的能力能滿足社會的需求。根據(jù)“金課”兩性一度的建設(shè)要求，本課程要求學(xué)生掌握鍛造的基本理論知識、掌握中等以上復(fù)雜鍛件的鍛造工藝設(shè)計及鍛模設(shè)計方法，熟練掌握計算機輔助設(shè)計方法繪制鍛件圖、模具圖，能夠使用先進的鍛造分析軟件進行成形模擬分析，培養(yǎng)學(xué)生運用知識來解決問題的綜合能力。從20 世紀50年代我國開始翻譯前蘇聯(lián)布留哈諾夫和烈別爾斯基的教材《模鍛及模具設(shè)計》[4]到1958年由西安交通大學(xué)金屬壓力加工教研組編寫的《鍛造工藝學(xué)》教材[5]，以及到現(xiàn)在的教材，都較為傳統(tǒng)，變化不大。本課程采用閆洪主編《鍛造工藝與模具設(shè)計》：機械工業(yè)出版社普通“十二五” 普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材，教材共13 章，338 頁。與傳統(tǒng)教材相比，本書知識點清晰，內(nèi)容新穎，符合學(xué)生的培養(yǎng)方案。這本教材主要圍繞鍛造工藝編寫，學(xué)生通過學(xué)習(xí)可以拓寬思維、擴大眼界、強化基礎(chǔ)，同時教材注重理論與實際相聯(lián)系，有新創(chuàng)意和較強的實用性。

1.2 教材內(nèi)容

本教材講解了鍛造生產(chǎn)的特點、方法、選材用材、加熱規(guī)范、自由鍛造工藝、模鍛成型工序分析、錘上模鍛、機械壓力機上模鍛、螺旋壓力機上模鍛、平鍛機上模鍛、液壓機上模鍛、模鍛后續(xù)工序、特種鍛造及鍛造工藝的技術(shù)經(jīng)濟分析，共計32 學(xué)時，其中自由鍛造工藝、模鍛成型工序分析、錘上模鍛、機械壓力機上模鍛是學(xué)生需要重點掌握的，也是本書的重難點。由于課時較少，教材涉及內(nèi)容過多，因此，本課程還使用了學(xué)習(xí)通平臺，教師將所需要補充的知識點上傳至學(xué)習(xí)通，通過資料和視頻來完善知識點，同時授課時需要明確重難點，對學(xué)生需要掌握的知識點進行詳細講解，并進行課后拓展。本課程是一門專業(yè)技術(shù)課程，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法課程教學(xué)會很枯燥無趣，為了增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)的自主性，在教學(xué)設(shè)計中教師不斷改革和創(chuàng)新，科學(xué)安排每一堂課每一個教學(xué)活動，使得教學(xué)環(huán)環(huán)相扣、連貫一致，總體扎實，有效完成教學(xué)目標(biāo)，較好地契合材料成型及控制工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)——旨在培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展，適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)需要，主要面向鍛壓成型工藝管理、鍛壓模具制造各加工工種、鍛壓模具裝配與維修、鍛壓模具設(shè)計等崗位，兼顧機械制造工藝、機械產(chǎn)品加工與裝配等崗位的高端技能型專門人才。

1.3 學(xué)情分析

從學(xué)生知識基礎(chǔ)來看：學(xué)生在前期已完成專業(yè)基礎(chǔ)課程《機械制圖及AUTOCAD 繪圖》《金屬學(xué)及熱處理》《材料力學(xué)》《材料成形原理》等課程學(xué)習(xí)。從學(xué)生知識需要來看：通過緒論部分的講授，讓學(xué)生知道通過本課程學(xué)習(xí)能掌握材料成型的重要技術(shù)之一“鍛造”，掌握本課程知識學(xué)生將來能從事相關(guān)技術(shù)工作和科學(xué)研究，將來能為國家的制造業(yè)發(fā)展貢獻力量。從學(xué)生知識能力來看：學(xué)生具備金屬材料學(xué)、材料成形相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識、工程圖學(xué)知識，能夠理解本門課程的教學(xué)內(nèi)容及其重要性，所以可以通過講解并引導(dǎo)學(xué)生討論“鍛造技術(shù)的重要性”的方式進行教學(xué)。因此，授課時可以采用講授法、討論法、啟發(fā)法、模擬分析法等。

1.4 根據(jù)學(xué)生特點，有效選擇教學(xué)內(nèi)容

新工科背景下，學(xué)生是教學(xué)的主體，教師應(yīng)作為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、組織者和協(xié)作者[6]，在教學(xué)的過程中，應(yīng)該以學(xué)生為主，充分考慮學(xué)生的實際情況，以促進學(xué)生知識的獲得，世界觀與價值觀的形成以及心理的發(fā)展與成熟。充分考慮學(xué)生的實際情況除了包括考慮學(xué)生的現(xiàn)有的知識結(jié)構(gòu)及認知結(jié)構(gòu)，還必須考慮到學(xué)生的心理發(fā)展變化和學(xué)生的興趣所在等這就要求教師對于教育學(xué)和心理學(xué)有一定的了解。教師在教材分析的時候除了要以學(xué)生為主，還必須對選擇的內(nèi)容進行整合或進一步地篩選，使其較普遍地適用于大部分學(xué)生。

1.5 學(xué)生能力培養(yǎng)

如何培養(yǎng)學(xué)生能力成為教育的重難點[7]，當(dāng)前國內(nèi)外高校對學(xué)生能力培養(yǎng)展開一系列研究，并形成了有效而豐富的經(jīng)驗[8]。在新工科的背景下，學(xué)校提倡培養(yǎng)學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新能力，力爭成為學(xué)與做的專業(yè)型人才，基于此，國內(nèi)許多高校制定新的實習(xí)模式，縮短學(xué)校與企業(yè)距離，通過校企合作達到產(chǎn)教融合，并且，不少學(xué)校對學(xué)生實施雙導(dǎo)師制，校內(nèi)校外均有導(dǎo)師指導(dǎo)，讓學(xué)生真正意義上實現(xiàn)理論與現(xiàn)實相結(jié)合，為新工科建設(shè)及《中國制造2025》[9]做出巨大貢獻。通過《鍛造工藝及模具設(shè)計》專業(yè)課的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，在課程中期對學(xué)生布置課程設(shè)計安排，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)分析問題、解決問題的工程能力、團隊合作精神，學(xué)會鍛件圖的制訂與繪制工藝卡片，掌握鍛件圖繪制的要點，計算鍛件坯料質(zhì)量及尺寸的確定。最終要求學(xué)生能自主設(shè)計一套模具，并進行模擬仿真，如圖1 ～2所示模具，由學(xué)生自主設(shè)計完成，并以此申報大學(xué)生科研項目。教師在培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能的同時，鼓勵學(xué)生積極參加科研項目，在參與項目的過程中檢驗了學(xué)生專業(yè)水平，鍛煉了學(xué)生動手能力。

圖1 機鍛模模架結(jié)構(gòu)圖

2 教材結(jié)構(gòu)待解決問題

2.1 注重局部分析，缺乏整體分析

圖2 機鍛模三維數(shù)字模型

在《鍛造工藝及模具設(shè)計》教學(xué)過程中，教學(xué)以節(jié)為單位進行開展，所以教師在教材分析時經(jīng)常是以小節(jié)來分析，使得教師在分析教學(xué)內(nèi)容時注重了某一章或某一節(jié)內(nèi)容。以鐓粗知識點為例，本節(jié)知識點是《鍛造工藝與模具設(shè)計》第四章“自由鍛造工藝”第3 節(jié)。在前面三章學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了鍛造用材料準(zhǔn)備、鍛造的加熱規(guī)范，對鍛造技術(shù)的用材、下料、加熱有了一定的了解。第四章前兩節(jié)介紹了自由鍛用途、自由鍛鍛件的分類，為本知識點教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。在重點分析鐓粗知識點，忽略了鐓粗在本章節(jié)及本課程的具體地位。《鍛造工藝及模具設(shè)計》教材以一定的主線為基礎(chǔ)將所有知識串聯(lián)起來的，前面知識點的學(xué)習(xí)都是為了后續(xù)知識的學(xué)習(xí)做鋪墊，所以在教材分析的時候必須對教材進行小節(jié)和整體分析。這樣才可以從一個較高的角度來把握教材整體的思路。

2.2 注重表面分析，缺乏深層次的分析

從《鍛造工藝及模具設(shè)計》這本書目錄來看，可以得知整本書涉及的內(nèi)容過多，教師在講授知識點時，僅靠書上的內(nèi)容是完全不夠的，需要教師在課下準(zhǔn)備更多的資源。而更多更深層次的知識點在書上是沒有體現(xiàn)的。以第四章第3 節(jié)知識點鐓粗為例，書上介紹了鐓粗的概念、分類、方式及鐓粗過程產(chǎn)生的缺陷的措施，在這個知識點里，學(xué)生需要掌握的知識目標(biāo)有（1）理解鐓粗的作用、目的、分類；（2）掌握平砧鐓粗的變形原理；（3）能夠分析鐓粗缺陷產(chǎn)生的原因，掌握減少鐓粗時鼓肚和裂紋的措施。通過重難點的講解，學(xué)生能夠?qū)︾叴值娜笞冃螀^(qū)的變形進行分析，最終運用鐓粗成形理論知識選擇鐓粗方式。雖然教材上將鐓粗涉及的知識點介紹比較全面，但是對于學(xué)生需要重點掌握的平砧鐓粗和三大變形區(qū)的講解卻微乎其微，此時，需要教師對該知識點進行補充。在拓展專業(yè)知識時，借用Deform-3D專業(yè)鍛造成形模擬仿真分析軟件播放平砧鐓粗的有限元模擬視頻，如圖3-6 所示，使知識點講解更加生動具體，利于學(xué)生吸收掌握。同時，通過借用軟件等技術(shù)，“讓學(xué)生認識自由鍛工藝在生產(chǎn)中的重要性，激勵學(xué)生學(xué)好專業(yè)知識為國家制造業(yè)發(fā)展做貢獻”，完成思政教學(xué)任務(wù)。通過鐓粗這一知識點的講解可以反映出整本書大量存在這樣的問題，許多知識點需要教師下去進行收集資料補充，教材只是涉及概念內(nèi)容，并未列出相應(yīng)的例子。學(xué)生在學(xué)習(xí)時普遍會產(chǎn)生無聊和厭學(xué)的情緒，因此教師應(yīng)基于教材已有內(nèi)容，及時補充教師專業(yè)知識案例。

圖3 鐓粗

圖4 有限元分析

2.3 增強專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，形成整體的知識結(jié)構(gòu)體系

扎實的專業(yè)知識是教師進行教材分析的基礎(chǔ)[10]。只有具備扎實的專業(yè)知識，教師才能從較高的角度對教材進行整體的分析，在對教材進行局部分析時，需考慮到整體的思路，對教材結(jié)構(gòu)做出適當(dāng)?shù)奶幚怼Ｔ趯滩慕Y(jié)構(gòu)分析的過程中，能將各知識點之間及與其他學(xué)科之間的聯(lián)系分析出來，從而較好地進行教學(xué)設(shè)計。教師進行教材分析，必須達到“懂、透、化”的程度[11]。“懂”就是對教材的基本思想、基本概念、基本理論，甚至每一句話，每一個字，都要弄懂，弄清楚，搞明白?！巴浮本褪菍滩牟粌H要懂，而且要熟悉，能夠運用自如。“化”就是教師的思想感情和教材的思想性?？茖W(xué)性融合在一起。而這些都需要扎實的專業(yè)知識作為依托，也就是說在弄懂的基礎(chǔ)上才能進行下一步，最后將知識、能力、思想內(nèi)化為教師自身的東西，最終形成整體的知識體系結(jié)構(gòu)。在教材分析的時候就會既考慮到知識點之間的關(guān)系、也會考慮到與其他學(xué)科之間的關(guān)系，同時對教材分析也會達到一定的深度，而不僅停留于表面分析。

3 解決對策

3.1 展示生產(chǎn)視頻，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

本課程主要學(xué)習(xí)鍛造加工輔助工藝和鍛造工藝，每一種工藝在生產(chǎn)中都會使用，所以本課程應(yīng)加強鍛造生產(chǎn)各環(huán)節(jié)視頻的收集和整理。在每一章的開始基本都會利用生產(chǎn)視頻，把學(xué)生帶入生產(chǎn)現(xiàn)場，讓他們對鍛造加工有直觀的感性認識，避免學(xué)生閉門造車虛無想象。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性同時提高教學(xué)的效率。

3.2 使用模擬仿真案例，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

傳統(tǒng)教學(xué)方式的直觀感、立體感和動態(tài)感等方面的不足，使一些抽象的內(nèi)容難于理解和掌握。在《鍛造工藝及模具設(shè)計》這門課程中，探索金屬的流動規(guī)律貫穿于整個教學(xué)過程。學(xué)生的抽象能力是有限的，為了解決教學(xué)中“金屬流動”這個難點，本課程運用先進的鍛造成形模擬分析軟件Deform3D 模擬了鍛件的成形過程，學(xué)生可以直觀鍛造成形過程中金屬流動狀況，鍛造溫度的變化、鍛件的應(yīng)力應(yīng)變狀況。學(xué)生可以輕松學(xué)習(xí)、興趣更濃，樹立學(xué)習(xí)先進研究技術(shù)方法的信心。目前在整個課程體系中，教師團隊制作了：“齒輪坯自由鍛成形模擬仿真；“齒輪坯開式模鍛成形模擬仿真”“后鋼板彈簧吊耳開式模鍛成形仿真”“刷盒閉式模鍛成形模擬仿真”等案例來講解自由鍛、模鍛成形、閉式成形，拓展了專業(yè)知識，激勵學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

3.3 在教學(xué)中開設(shè)課程設(shè)計，促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)

本課程的最終目的是要培養(yǎng)既掌握鍛造工藝及模具設(shè)計的人才，也要培養(yǎng)會撰寫工藝文件、設(shè)計說明書的人才，還要培養(yǎng)口頭表達能力強的人才，更要培養(yǎng)協(xié)作創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的人才。在教學(xué)中，利用課后作業(yè)環(huán)節(jié)，分組完成“齒輪坯自由鍛工藝設(shè)計”“冷鍛件圖工藝設(shè)計”“熱鍛件圖工藝設(shè)計”，要求完成設(shè)計說明書、繪制圖紙和三維模型，還要分組答辯。同學(xué)們相互學(xué)習(xí)，分工協(xié)作完成設(shè)計任務(wù)，制作PPT，共同答辯。通過課后的教學(xué)活動，促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)，鍛煉學(xué)生的綜合素質(zhì)。

3.4 通過網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)，方便學(xué)生課前預(yù)習(xí)

利用網(wǎng)絡(luò)資源輔助教學(xué)學(xué)習(xí)，教師可以把更多先進的鍛造知識推送給學(xué)生，學(xué)生課前完成各章節(jié)任務(wù)點也可以提高課堂教學(xué)的效率。教師通過觀察同學(xué)們課后作業(yè)完成的情況，課后學(xué)習(xí)、討論的情況，及時對教學(xué)問題進行調(diào)整。線上線下教學(xué)模式打破了傳統(tǒng)教育局限，豐富了教學(xué)內(nèi)容和方法，學(xué)生學(xué)習(xí)時間更加自由，能解決跨時空的限制，在一定程度上節(jié)約了教育資本，并且好的線上線下課程還具有覆蓋面大、推廣性強等特點；同時線上線下教學(xué)還能解決單一的線下教育與線上教育模式所帶來的不足。

3.5 在教學(xué)中注意多種教學(xué)方法的結(jié)合使用，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

對于現(xiàn)在信息時代的青年學(xué)生，必須使用更多先進的教學(xué)方法，才能吸引他們學(xué)習(xí)的注意力。在教學(xué)中除了采用常規(guī)的講授法，還運用了探究、討論、提問、項目學(xué)習(xí)、任務(wù)學(xué)習(xí)、模擬仿真等多種教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)達到學(xué)習(xí)要求。

3.6 根據(jù)課程特點，增添思政教學(xué)目標(biāo)

《鍛造工藝及模具設(shè)計》作為工科課程，注重理論知識與實踐操作相結(jié)合，在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)理論知識與實踐操作兩部分滲透的課程思政元素均較少。通過教學(xué)與考核，部分學(xué)生存在專業(yè)認可度低、學(xué)習(xí)參與性差、對專業(yè)課的學(xué)習(xí)不感興趣等現(xiàn)狀。因此，為改變這一現(xiàn)狀，現(xiàn)將課程做出調(diào)整。在整個教學(xué)過程中增添課程思政知識點，融入思政教學(xué)，以提高學(xué)生專業(yè)自信，幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀，促進學(xué)生全面發(fā)展，實現(xiàn)立德樹人的根本任務(wù)。在課程教學(xué)中時常讓學(xué)生了解鍛壓技術(shù)的重要性，培養(yǎng)學(xué)生科技報國的理想。一個國家的鍛壓技術(shù)可以衡量其工業(yè)水平和國防實力，要求學(xué)生學(xué)好專業(yè)知識為社會、為國家出力，做出大學(xué)生應(yīng)有的貢獻。教學(xué)過程中教師始終要遵循學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律，從專業(yè)課程出發(fā)，立足專業(yè)建設(shè)要求；從學(xué)生道德修養(yǎng)、技能掌握與知識水平層面考慮，引導(dǎo)學(xué)生為中國制造業(yè)發(fā)展、實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化以及邁入制造強國而奮斗。

3.7 轉(zhuǎn)變教師觀念，對教材進行拓展延伸

圖5 模擬仿真圖

圖6 三大變形區(qū)

教師要通過學(xué)習(xí)，對新工科背景下的《鍛造工藝及模具設(shè)計》教材的拓展延伸有一個正確的理解，以課程標(biāo)準(zhǔn)為根本，合理地對教材內(nèi)容和結(jié)構(gòu)進行一定的拓展延伸。針對教材進行再度開發(fā)，應(yīng)以教材為中心，聯(lián)系當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，利用最有效的資源去輔助教學(xué)，促進學(xué)生理解、分析和解決問題的能力提高。此外，教師要通過學(xué)習(xí)，不斷提高自己的業(yè)務(wù)素養(yǎng)，使自己能夠可以從大量的信息中找到并提煉出自己所需要的信息，真正成為教學(xué)中的引導(dǎo)者，更好地讓學(xué)生的身心得到全面的發(fā)展。

4 結(jié)語

在新工科的指導(dǎo)下，教師開始將教材作為一種教學(xué)資源，漸漸地打破了一切以教材為中心的思想觀念。教師在進行教材分析的時候，必須以課程標(biāo)準(zhǔn)和培養(yǎng)方案為根本，深入解讀課程標(biāo)準(zhǔn)和培養(yǎng)方案，弄清楚教材的存在的不足。在拓展延伸內(nèi)容時要以學(xué)生為主，了解學(xué)生心理和注重技能的培養(yǎng)。只有這樣，教材分析才能更好地分析學(xué)生的情況，在教材需要拓展的地方就可以清楚地知道學(xué)生的需要。結(jié)合實際情況，對教材進行拓展，讓學(xué)生學(xué)習(xí)對生活有用的知識，堅持理論知識與實踐知識相結(jié)合，鼓勵學(xué)生做學(xué)習(xí)的主人，真正實現(xiàn)做中學(xué)。（文責(zé)自負）