材料成型原理課程教學改革的探索*

張佳 吳煒 樊湘芳

南華大學機械工程學院 湖南衡陽 421001

材料成型原理課程教學改革的探索*

張佳 吳煒 樊湘芳

南華大學機械工程學院 湖南衡陽 421001

根據材料成型原理課程特點，為解決教學內容過深、教學課時壓縮的矛盾，注重理論聯系實際，構建新型教學模式。實踐證明，這些改革不僅取得良好的教學效果，而且激發了學生的學習興趣和積極性。

材料成型原理；教學改革；多媒體教學

1 本課程的特點

材料成型原理是材料成型與控制工程專業本科生必修的重點專業基礎課程，是金屬塑性成形技術的基礎理論，主要講授塑性成形過程中金屬的彈、塑性變形及控制，材料組織與性能的演變規律、機理及控制等內容。

目前，國內一些工科院校已經逐步建立起該課程的國家級、省級精品課程，極大地豐富了該課程的教學內容，促進了該課程的教學質量。隨著科學水平的發展，新理論、新工藝、新技術不斷出現，知識量的不斷增加與課時減少的矛盾使課程建設變得更加迫切，需用更先進的教學方法和教學手段，實現資源共享，改進教學，從而培養合格的材料成型人才。

為此，積極開展教學方法的改革，推行多媒體教學和課堂互動式教學，拓寬教學內容；不斷改革考試環節，加強學生素質和能力的培養。

2 改革措施

2.1 優化課程結構，豐富教學內容

材料成型原理課程注重關聯金屬塑性變形的宏觀規律與微觀機理，可將其分為塑性成形力學和塑性成形金屬學兩大部分內容。

塑性成形力學主要是運用塑性力學的基本理論分析金屬塑性成形時的應力應變關系，建立變形程度與外加載荷的定量關系，計算塑性成形所需的變形力。塑性成形金屬學則是在物理冶金的基礎上，主要闡明金屬塑性成形的物理本質、變形機制和塑性成形時金屬的組織與性能演化的基本規律等。目的是為合理選擇成形方法及成形設備，正確制定工藝制度，有效控制制品的組織性能及形狀、尺寸和精度，改善金屬塑性成形性能和提高制品質量提供理論依據。這兩部分內容相互影響、相輔相成，講授時可穿插結合。在平時的授課中，結合所學內容，介紹一些塑性成形新方法、新技術、新工藝及行業發展動態，激發學生的學習積極性。

2.2 強調基礎，抓住主干，突出重點

由于材料成型原理課程的內容比較繁雜，特別是塑性成形力學又相對抽象，課堂教學上必須抓住主干，突出重點，才能化難為易?？梢詫ⅰ八苄猿尚瘟W”的內容概括為掌握6個方程（應力張量分解方程、應力平衡微分方程、應變與位移關系方程、應變增量方程、塑性條件方程、塑性應力應變關系方程）、3個方法（求解塑性變形力的工程法、滑移線法、上限法）?！八苄猿尚谓饘賹W”的內容概括為根據“五圖”（相圖、變形力學圖、變形抗力圖、塑性圖、再結晶圖），正確制定“三度”（變形溫度、變形程度、變形速度）及掌握金屬的塑性流動規律。推導基本公式時，注重講清思路，過程則不要求；講解塑性變形力的求解方法時，強調該方法的基本原理、解題步驟等。對有些涉及較多數學及力學知識的內容，只在關鍵地方作必要提示，便于學生理解，而不步步推導，使學生注意力集中。在每章開始設置提要，以便學生一目了然；每章結束進行歸納總結，以利學生抓住主干，方便復習鞏固。

2.3 采用新的教學方法與手段，激發學生興趣，活躍課堂氣氛

建立多媒體教學和塑性加工過程數值模擬平臺，結合板書、擺模型等多種教學手段講解基本概念、基本原理及基本原理的基本應用，由淺入深，啟發學生的思維，激發學生的學習興趣。課程開始，結合一些圖片、視頻，對本課程的地位、內容作生動介紹，使學生一接觸本課程就目的明確，信心十足，熱愛本專業，樹立良好的學習氛圍。

在教學方法上，一方面將講授法和擺設問題的啟發式教學法有機結合起來，并適當指導學生的課外自學，改變單一的課堂灌輸模式，豐富學生的想象力，活躍課堂氣氛。另一方面將傳統教學與多媒體教學有機組合起來，根據教學內容的需要，繼承傳統教學的合理成分，引進計算機輔助教學，使兩者各取所長，相輔相成，共同參與課堂教學過程，優化教學過程。

2.4 注重學生素質和能力的培養

大學教育不僅是簡單的專業知識灌輸，還應該注重培養學生的素質和能力。在教學中不是要求學生死記公式和條文，而是注意循序漸進，適當引導，使學生既能進行數學推導、計算，又能掌握基本概念、基本原理及一些生產實際的基本應用，這樣能夠較好地培養學生獨立分析問題、解決問題的能力。如講解增量理論時，如果只講數學和力學知識，學生必然埋在復雜的公式堆中而茫然不知所措。數學和力學只是一個工具，應要求學生分析應變增量方程的意義。對于金屬塑性，則要求學生結合塑性流動規律思考尋求改善金屬塑性應采取的途徑。注重外語應用能力的培養，對于一些專業名詞和專業術語，給出英語表達，既可消除歧義，又培養了學生運用英語的能力。

2.5 建立習題庫、試題庫

考試是檢查學生全面掌握所學內容，改進教學的一個重要手段?？荚嚨膬热菖c形式也是本課程教學改革的重要方面。在考試內容上，注重覆蓋課程內容的各個主要部分，涉及基本概念、基本原理、基本應用等各方面，并建立相應的習題庫，方便學生復習。在考試形式上，主要采取閉卷的形式，輔以上課出勤、回答問題、課后作業等平時成績。其目的是正確引導學生全面掌握所學知識，為畢業論文及設計提供理論基礎，并增強對從事本專業相關工作的適應能力。

3 改革效果

在改進材料成型原理課程方面做了一些有益探索，取得良好的效果：

1）豐富了教學內容，增強了學生的學習興趣和積極性，學生對課程知識掌握更為牢固，分析問題、解決問題的能力得到提高。

2）新型教學模式在一定程度上緩解了課時少、內容深的矛盾，加強了學生的認知，是一種行之有效的教學方法。

[1]周志明,等.“材料成型原理”模塊化教學改革與探討[J].中國冶金教育,2011(2).

[2]梁維中,等.材料成型原理課程教學改革探索[J].鑄造設備與工藝,2009(6):36-37.

[3]張健,等.《金屬塑性成型原理與工藝》課程教學改革初探[J].裝備制造技術,2010(10).

[4]李強,等.“金屬塑性成形原理”課程教學方法改革與實踐[J].中國電力教育,2010(9):59-60.

[5]馬海濤.金屬塑性加工基礎課程改革與實踐[J].遼寧科技學院學報,2010(3):56-57.

Practice and Reform on Teaching for Principle of Materials Formation

Zhang Jia, Wu Wei, Fan Xiangfang

According to characteristic of Principle of Materials Formation, we combined the theory and practice together, and organized a new teaching model. It was used to resolve contradiction of hard teaching content and compressed teaching hours. The practice illustrated that teaching reforms not only obtain good effects, but also inspire students’interest and enthusiasm.

principle of material formation; teaching reform; multimedia teaching

G642.0

B

1671-489X(2013)18-0092-02

10.3969/j.issn.1671-489X.2013.18.092

南華大學教學研究與改革課題（2011XJG012）。

作者：張佳，講師，主要從事材料成型原理、金屬塑性成形技術的教學及金屬材料的組織性能研究。