“锻造工艺及模具设计”课程的教学改革探索

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摘要：针对“锻造工艺及模具设计”课程的教学现状，改革了课程的教学方法和考核方式。提出了以任务驱动式教学法为主、以多媒体教学为辅的教学思路，使理论和实践有机地结合在一起，提高了学生的学习兴趣，增强了实践能力的培养。建立了多种形式的考核方式并贯穿整个教学过程，促进了学生主动学习的热情。

关键词：任务驱动式教学；教学改革；考核方式；多媒体教学

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0139-02

“锻造工艺及模具设计”是模具学生的重要专业课，课程要求学生掌握常用锻造方法，能够正确设计一般的锻造模具，具有初步分析产品缺陷、解决锻件质量问题的能力。与生产实践有着十分紧密的联系，是直接服务于生产的一门学问。[1]随着教育部专业目录的调整，各院校的教学计划也随之进行了相应的改变，河北科技大学“锻造工艺及模具设计”课程由于学时压缩改为选修课程，并取消了课程设计，给教学带来了一系列新问题，尤其是实践能力的培养大打折扣。因此笔者在河北科技大学教研项目支持下，对“锻造工艺及模具设计”课程的教学方法和考核形式进行了改革，以提高学生兴趣，加强实践能力的培养，为应用型本科院校同类专业选修课提供可供借鉴的教学经验。

一、“锻造工艺及模具设计”课程教学现状分析

“锻造工艺及模具设计”课程目前的现状是：

第一，作为专业选修课的“锻造工艺及模具设计”没有了课程设计，既降低了课程的重要性，又弱化了实践能力的训练，课程基本上是纯理论授课变成了名副其实的“纸上谈兵”。

第二，课程压缩至32学时，在教学内容变化不大的情况下，学时的减少使得一些设计计算内容不得不删除，加之缺乏实践环节的支撑，定义、概念及原则学了不少，但却不知学有何用、怎样用，慢慢就丧失了学习的兴趣。

第三，授课对象由模具转为成型专业（铸造、模具、焊接），受众面增加，但学生对选修课重视不够，许多同学认为毕业后不会从事锻造相关工作，混学分现象比较严重。虽然教师将平时考勤计入总成绩加以约束，但留住人留不住心，课堂效果不佳。

基于此，本课程的改革思路是：以任务驱动式教学为主线，通过任务的完成，将理论知识和实践训练相结合，让学生所学知所用，提高实践能力；以多媒体教学为手段，增强课程的趣味性，提高学生的学习兴趣，牢牢抓住学生的心；改革课程考核方式，重视过程考核，调动学生参与学习的热情，避免“一考定成败”。经过教学应用与实践取得了一定的效果。

二、利用多媒体教学，全面提高学生的学习兴趣

随着信息技术的发展和普及，多媒体作为先进的教学手段已广泛运用于各学科的课堂教学中，它具有传统的教学方法无法比拟的优势。通过图片、模型、仿真动画及视频等向学生展示平时无法看到金属流动规律、设备、模具及专业发展的前沿信息，开阔学生视野，激发学生的兴趣和积极性。在有限的时间内增加教学信息量，提高教学效率，[2]尤其适用于像“锻造工艺及模具设计”这样的专业选修课的理论教学。

1.利用多媒体上好第一课

兴趣是最好的老师，而兴趣往往来源于第一课。本课绪论的内容之一是介绍锻造的发展历史和发展现状。通过计算机网络、新闻报道、图书资料等多种途径收集素材，以多媒体形式让学生了解中国古代锻造的悠久历史及现代的重大成就。从商代中期的“铁刃铜钺”到隋代赵州桥的“铁拉杆”，[3]从第一台万吨水压机的诞生到大型船用曲轴的国产化，都见证了古人的智慧和现代的成就。同样，在每个知识单元的第一课将相关的新技术、新装备等学科前沿信息及探索性专题的视频资料剪辑后放给学生观看，例如：中央电视台新闻报道“36000吨黑色金属巨型垂直挤压机诞生记”、探索与发现栏目的“百兵之神-龙泉剑”等，增加了课程的趣味性，提高了学生学习的兴趣，同时开阔了学生的视野，拓展了学生的知识面。

2.利用多媒体了解典型锻件的应用背景

锻造工艺是为零件提供机加工毛坯的，锻件与最终零件仅形状就有很大的差别，无法一目了然。由于锻件是机器设备内部的重要零件，日常生活难见真容，例如大型锻件水轮发电机主轴，汽车发动机曲轴、连杆、凸轮轴等模锻件。因此课前通过多媒体展示水轮发电机组或汽车发动机的结构、原理等内容，让学生了解相关锻件的工作环境、所处位置及作用，则有助于提高相关知识学习的针对性，从而加深印象，提高教学效果。

3.利用多媒体将生产实景引入课堂

锻造很重要的教学内容是锻造工序及其操作方法、典型锻件的锻造工艺过程，完全的口头讲解及图片展示，枯燥而缺乏真实感。利用工厂的真实生产录像加以展示，例如汽车前桥热模锻压机锻造生产自动线、汽车连杆热模锻压机锻造等，学生会有身临其境的感觉，加深对理论知识的理解，提高教学质量。

三、采用任务驱动式教学法，理论联系实践，增强实践能力

任务驱动式教学法是以具体的、实用的“任务”为学习动力，以完成“任务”的过程为学习过程，在学中做，在做中学；以“任务”为主线，以教师为主导，以学生为主体的一种科学而合理的教学方法。在整个教学过程中，教师将传统课程中的知识内容转化为若干个“任务”，并围绕具体的“任务”展开教学，学生直接参与“任务”的全过程，在完成指定“任务”的同时也完成了新知识的学习，在实践操作中培养发现问题和解决问题的能力。[4，5]

“任务”的设计是任务驱动教学法成败的关键。教师应根据学生具体情况及教学大纲要求制订“任务”，要具有难度适中、较强的可操作性和实用性、涉及知识的全面性等特点，让学生通过努力既能顺利完成又能提高综合能力。笔者最终选择长轴类锻件的自由锻造生产工艺、锤上模锻生产工艺及锻模设计作为本课程的“任务”（如表1所示），通过设置不同材质、不同形状、不同尺寸的锻件来避免“任务”的雷同。

表1 中小型阶梯轴锻件锻造工艺设计和锻模设计的任务分解

任务编号 任务名称 相关理论知识 提交成果

任务1 自由锻件图绘制 自由锻件的分类，自由锻造工序及其分析，自由锻件图的绘制方法 自由锻件图

任务2 自由锻造工艺卡片绘制（协作完成） 中小型自由锻的生产工艺流程（下料、加热、锻造工序、热处理），锻造设备及选择，自由锻工艺规程的制订内容 自由锻造工艺卡片

任务3 锤上模锻冷锻件图绘制 模锻件分类，模锻工艺类型，冷锻件图的作用及绘制方法 冷锻件图

任务4 计算毛坯图的绘制，制坯模膛的设计 模锻工步的分类，计算毛坯图的计算与绘制，制坯工步的选择，制坯模膛的结构、组成、作用及尺寸设计 计算毛坯图，制坯模膛截面图

任务5 热锻件图的绘制，终锻模膛的设计 冷热锻件图的区别，热锻件图的作用及绘制，终锻模膛的结构、组成、作用及尺寸设计，模锻工艺方案及切断模膛的设计 热锻件图，终锻模膛截面图

任务6 锤锻模结构设计 锤锻模结构要素，模膛排布方式，错移力平衡及锁扣设计，模块设计要点 锻模结构及模膛排布图

任务7 锤上模锻工艺卡片绘制（协作完成） 毛坯计算，锻前加热，锻造后续工序，锻造设备的选择 锤上模锻工艺卡片

组织和实施是任务驱动教学法顺利进行的保证。“任务”应在第一课布置给学生，以便学生能够以“任务”为中心，有的放矢地进行后面相关知识的学习。学生4～5人组成任务小组，可自愿组队，实行组长制，组长负责全组分工协作。分组应本着“组内互补、组间平衡”的原则以有利于学生相互协作、优势互补。在教师的主导下，任务小组通过借阅资料、查阅手册，学习相关知识要点并完成各项任务，提交各项任务的图纸、工艺卡片等成果。任务驱动教学法给了学生一个由表及里、由浅入深、循序渐进的学习途径，有利于充分调动学生积极性，培养自主学习及独立分析问题和解决问题的能力。

任何一个“任务”都不可能涵盖所有的课程知识点。首先教师应根据“任务”的进程，打破传统的以教材为中心、以章节为顺序的授课方式，应以“任务”为主线，通过课堂讲授、师生讨论、辅导答疑等方式完成相关的理论知识学习，实现边干边学，边学边干。其次“任务”未直接涉及到的知识点则利用多媒体穿插讲解，形式多样，例如绪论、锻造设备的结构原理等内容用多媒体教学；大锻件自由锻、其他压力机模锻等内容采用讲座式教学并以小论文方式结题；锻造加热和热处理方法及缺陷、部分后续锻造工序等内容采用自学方式以缓解学时紧张的状况。受课时限制，“任务”会挤占学生课下时间，因此辅导答疑必不可少；阶段性检查、监督进度是确保“任务”保质保量完成的法宝。

四、改革课程考核形式，摒弃“一考定成败”

课程考核是教学过程中的一个重要环节，它是评价学生学习效果的主要手段，也是教师获取反馈信息，检查自身教学效果的重要方法和途径，对教学过程起着重要的引导和监控作用。[6，7]随着课程教学方式的改革，传统的期末闭卷考核方式难以达到全面评价学生的目的，因此课程的考核方式也将随之改变。变知识型闭卷考试为贯穿始终的过程考核；将单一考核变成平常考核、期中小论文、“任务”考核、知识小结、抽签答辩等多种形式相结合（如表2所示），全面考核学生在整个学习过程中对知识的理解、掌握和完成“任务”的能力，激发学生的学习热情，调动学生的积极性。

表2 课程考核任务一览表

考核任务 分数所占比例 考核内容

平时成绩 10% 出勤、课堂问答等

“任务”完成 50% 工作态度、学习能力、任务贡献、团队协作、成果质量

期中小论文 15% 针对大锻件自由锻造方向

知识小结 5% 其他压力机上模锻

抽签答辩 20% 针对“任务”成果及理论知识

课程考核中占比最大的是“任务”完成一项，这是由于“任务”完成需要课程绝大部分理论知识的支撑，要做到在学中做，在做中学，过程的参与至关重要。学生完成“任务”过程中的态度、能力、贡献、协作及质量都是考核的内容，力求考核客观、公正和全面。最后学生需携带“任务”成果及抽签题卡参加答辩，教师针对“任务”及题卡上的理论知识面询，对学生知识的掌握及“任务”完成中的水分进一步过滤和把关，体现考核的公平性和合理性。

五、结束语

经过教学实践证明，任务驱动教学法和多媒体辅助教学对于专业选修课“锻造工艺及模具设计”是可行的，它将理论和实践很好地结合在一起，所学知所用，充分调动了学生主动学习的积极性和运用理论知识解决问题的实践能力；贯穿始终的多种形式的考核方式，避免了“一考定成败”，对于促进学生参与“任务”主动学习起到了重要的作用。

参考文献：

[1]鲁素玲，王丽娟，韩鹏彪.锻造工艺及模具设计的案例教学方法[J].科技信息，2010，（12）：257-258.

[2]于琳华，殷秋菊，周超梅.多媒体技术在模具专业课教学中的应用[J].辽宁高职学校，2009，（4）：50-51.

[3]王德拥，王丽娟.追溯中国古代的锻造[J].塑性工程学报，2006，

13（3）：115-117.

[4]林红旗，杨样.任务驱动教学法在模具设计课程实施中存在的问题与解决对策[J].教学研究，2013，（5）：94-95.

[5]傅宝根.项目教学法在冲压模具设计课程教学中的问题与对策[J].职业教育研究，2011，（1）：110-111.

[6]陈胡兰，陈海红，黄珍，等.《有机化学》课程考核方式改革的探索[J].成都中医药大学学报（教育科学版），2012，15（1）：46-47.

[7]李江昊，常丹华，张宝荣.议“随堂考”的公平性与效果性[J].教学研究，2013，（4）：108-110.