沖壓工藝與模具設計課程的教學改革與實踐

[摘要]在沖壓工藝與模具設計課程的理論和實踐教學中，更新教學理念，強調學生實踐和創新能力的培養，以強化多媒體教學，調整專業認識實習時間，開設“沖壓模具模型拆裝”性實驗，在加強互動式教學等方面進行教學改革，提高學生的學習興趣和創新能力，從而提高教學質量和教學效率。

[關鍵詞]沖壓工藝與模具設計 教學改革 教學實踐

1.引言

沖壓工藝與模具設計課程是大學本科“材料成型及控制工程”專業的一門主干專業課程，該課程主要講授沖壓工藝的基本原理及模具設計的基本方法，內容繁雜、知識涵蓋面寬、實踐性強、綜合性強，授課與學習難度大。教學目的是要求學生在了解沖壓變形基礎與沖壓工藝基礎后，能正確地設計一般沖壓模具結構和沖壓模具幾何參數，該課程涉及的知識和內容是該專業畢業生就業后從事相關技術工作的重要基礎，是一門實踐性很強的課程。該課程的教學質量，直接影響學生實踐能力和創新能力的培養和提高。

2.課程的教學與改革

2.1 精選教學內容，突出教學重點

(1)依照培養目標，優化教學內容

本課程的教學內容貼近工程實際，使學生具備中等復雜程度沖壓件的工藝編制、模具設計、質量分析與控制等方面的能力，并能及時反映本學科新技術、新工藝等的發展前言。根據上述培養目標，可以對現有的教學內容進一步優化和調整：①從實用性出發做相應刪減或壓縮一些偏離專業培養目標和僅限于了解的內容，如對提高沖裁件精度方法和以大型覆蓋件為代表的非軸對稱曲面零件的沖壓成形工藝及其模具設計；②增加必要的、實用性強的教學內容，如沖裁、彎曲、拉深等三大部分的工藝計算和沖壓工藝過程的制定，增加多工位級進模的講授內容，以滿足多工位級進模日益廣泛地應用于工業生產的需要；③增加沖壓新技術、新工藝的前沿介紹。這樣既突出了教學重點，又展示了教學內容的實用性，以學生能力的培養為教學目的，使學生能在較少的學時內掌握沖壓的基本原理、沖壓工藝編制和沖模設計方法。

(2)抓住主線，建立正確的學習方法。

由于本課程的內容較多，以往學生對本課程難以樹立正確的學習方法。在教學中，主要介紹沖裁、彎曲、拉深等沖壓工序的成形原理、質量控制、工藝參數及工藝計算、沖壓件工藝分析及模具設計。所以，首先應使學生了解沖壓件質量的影響因素，然后通過課堂教學和實踐教學，使學生掌握各個因素的合理設計方法。例如：沖裁件的質量問題與模具間隙、刃口磨損、排樣與搭邊、模具結構和設備選擇等有關；拉深件的質量問題主要與變形程度、變形次數、毛坯尺寸與形狀的設計、模具結構和設備選擇、拉深的輔助工序等有關。按照這條主線將主要沖壓工序的基礎知識貫穿起來，提綱挈領，有利于學生系統掌握所學的理論知識，便于總結規律，更好地指導實踐。

2.2 改革教學方法，提高學生的學習興趣

(1)采用啟發式教學，提高學生的創新能力

教師在上課前都要認真備課，確定每次課的重點，在上課前先給學生提出問題，讓學生帶著問題邊聽邊思考，教師在講授過程中，不把課程描繪成完美無缺的理論體系，引導、啟發學生以懷疑、開放、發展的眼光審視現有的理論和技術成果，培養發散性思維習慣，充分調動學生學習的積極性和主動性，活躍了課堂氣氛，為創新留出廣闊的空間。

(2)加強互動式教學，培養學生的主觀能動性

傳統的填鴨式教學方法使得學生為了應付考試不得不死記硬背，激發不出學生對專業課的學習興趣。啟發和討論的互動式教學方法是師生共同參與、相互交流、相互促進的雙邊教學方法。對教材中的一些容易忽視、容易混淆的內容，轉化為問題，組織學生在課堂上開展討論，讓學生通過討論得出正確的結論。學生是課堂的主體，教師的作用在于積極啟發、誘導學生的思維，使學生跟著教師的思路，積極主動地思考、分析問題，最終解決問題。在教學中充分發揮學生的主觀能動性，使學生的思維活躍，思路打開，從而收到較好的學習效果，有利于體現學生的主體作用。

(3)課堂教學與習題課相結合，注重鍛煉學生的自學能力

心理學認為：在課堂上，學生的注意力的集中時間是有限的。長時間地集中注意力，會引起他們的思維疲勞甚至厭煩，影響教學效果。如果適時地選作練習題，給學生一種具有新意的刺激，可以使學生由“抑制被動”狀態轉變為“興奮主動”狀態，引導學生通過練習探求和總結教學內容，在做習題時加以運用；并幫助學生總結學習技巧，將其中具有規律性的方法向同學推廣，方便學習和記憶。

2.3 更新教學手段、增加教學手段的多樣性

(1)多種教學手段相結合，提高教學質量和效率

①運用多媒體教學。沖壓工藝與模具設計課程的教學中涉及大量的沖壓類模具的結構設計和工藝分析，在以前的教學過程中，一般是采用教材上的二維圖，輔以少量模型和掛圖，由教師進行講解。課堂教學時，這種方式教學效率低，教師講解繁瑣，學生理解困難。為此我們制作了多媒體課件，對典型模具制作了動畫，利用視頻將結構動作過程動態地展現出來，既可以連續播放也可以斷續播放動作，使原來難以理解的知識等以直觀的方式表達出來，使得課堂教學形象、直觀、生動，激發了學生學習的興趣，提高了課堂效率。

②在線互動教學。在線互動教學實質上是在網絡上建立一個教師和學生充分互動的平臺，學生可以自由選擇時間上網，就課程問題向教師提問，教師則根據學生反饋的問題進行輔導，不論是采用QQ還是論壇的形式，都能將課堂討論的空間拓展到網絡上，使教師與學生的互動不再為課堂有限的時間和空間所限。不僅可以由教師來回答各種問題，學生與學生之間也可以通過論壇相互啟發。

(2)調整專業教學計劃，在課程教學開始前進行專業認識實習

現代沖壓模具類教材的共同特點是：第一章為緒論，第二章為冷沖壓變形基礎，然后各章分別為沖裁、彎曲、拉深等。這樣幾十個學時講完了，同學們還對模具無整體印象，不太清楚講了這么多內容的教學目的，以致教與學嚴重脫離。為此，我們打破傳統教學順序，對材料成型及控制工程專業的專業教學計劃進行了調整。該專業學生為期1周的專業認識實習安排在第3學年第1學期，內容主要為在實際生產企業內對沖壓模具、注塑模具的實際生產狀況和模具的制造加工工藝進行認識性實習，實習之后再開始本課程及其他專業課程的教學。這種方式讓學生在開始專業主干課程的學習前就能在實習指導教師的指導下有針對性地了解本專業的相關實際知識，獲得較多的感性知識，為后續課程的課堂教學打下必備的基礎，再配合后續第4學年第1學期的生產實習及第2學期的畢業實習，有效地實現了理論知識從實踐中來再到實踐中去的原則。

(3)調整課程教學計劃，增設“沖壓模具模型拆裝”課程實驗

為更好地提高學生的實際分析能力和實踐動手能力，調整課程教學計劃，在沖壓工藝與模具設計課程原有實驗的基礎上增設了“沖壓模具模型拆裝”實驗，時間安排在該課程的課堂教學之前。在該實驗中要求學生對沖壓模具的模型進行拆卸和重新組裝，了解其設計方案和具體關鍵零件的構成，使學生在課程開始之前對沖壓模具結構有一定的了解。在課程結束之后，再進行“沖壓模具拆裝”實驗，在該實驗中要求學生對現有的實際生產型模具進行拆卸和重新組裝，了解其設計方案和具體關鍵零件的構成，分析其優缺點并加以改進，完成全部測繪圖紙。之后，再進行為期3周的課程設計，每位學生完成一副模具的全部設計工作。這種方式使學生在進行模具設計前就可對實際模具的結構和方案有一個直觀而且深入的了解和分析，獲取一定的設計經驗和技能，有效地促進了學生對該課程知識的理解和掌握，學生的創新能力和實際設計能力顯著提高。

2.4 改革考核方式

課程考核是檢驗學生對所學知識和技能掌握程度的一種手段，該考核方式決定著我們對學生學習情況掌握的準確程度，也影響著我們教學效果的檢驗和今后的完善，同時也間接影響后續學生的學習勁頭。為此，我們對傳統的考核方式進行了改革，重視考核內容的全面性、重點突出性和方式的靈活性，總成績由卷面成績(70％)、課堂表現(10％)、實驗報告(15％)和課后作業(5％)組成。

3.結束語

沖壓工藝與模具設計課程的教學改革要有利于學生掌握課程的體系，知道將來應用時涉及的知識；要有利于培養學生獨立分析和解決實際問題的工程意識，有利于加強學生創新思維和實際創新能力的培養。作為教師，只有在教學過程中不斷實踐，不斷總結，才能使教學改革不斷向前發展。實踐證明：通過教學內容、教學方法、教學手段和教學模式等方面的改革與實踐，極大地調動了學生的學習興趣，提高了學生分析和解決實際問題的能力，取得了良好的教學效果。