“材料成型設(shè)備及自動化”課程教學(xué)方法探析

摘要：“材料成型設(shè)備及自動化”課程主要介紹實(shí)現(xiàn)材料成型的裝置。在實(shí)際教學(xué)過程中，結(jié)合高等教育的教學(xué)規(guī)律，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)得出了一些心得體會，并通過實(shí)踐證明了這些教學(xué)方法的有效性。

關(guān)鍵詞：材料成型設(shè)備及自動化；課程；教學(xué)方法

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）21-0103-01

材料成型設(shè)備是指用以實(shí)現(xiàn)材料成型的裝置。設(shè)備是整個工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，工業(yè)的自動化與信息化又是現(xiàn)代工業(yè)與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢。材料成型加工設(shè)備及其自動化的進(jìn)展是材料成型加工工業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志，材料成型設(shè)備的功能、機(jī)械化、自動化及現(xiàn)代化程度直接關(guān)系到成型工藝的可實(shí)現(xiàn)性、成型精度和質(zhì)量、生產(chǎn)效率及生產(chǎn)環(huán)境等。[1]“材料成型設(shè)備及自動化”課程著重闡述“材料成型方法—工藝要求—相應(yīng)設(shè)備—各個設(shè)備之間的相互聯(lián)系—自動控制技術(shù)”之間的關(guān)系。該課程以典型的材料成型工藝方法為主線，是材料成型及控制工程專業(yè)學(xué)生重要的專業(yè)課，與實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合得非常緊密。其主要內(nèi)容包括金屬液態(tài)成型設(shè)備及自動化、金屬塑性成型設(shè)備及自動化、金屬焊接成型設(shè)備及自動化和塑料成型設(shè)備及自動化四大篇章。

該課程教學(xué)以介紹材料的成型設(shè)備為主體，講述成型設(shè)備的自動化為重點(diǎn)，教學(xué)目的是幫助學(xué)生獲得必要的設(shè)備及自動化方面的基本知識，了解材料成型設(shè)備及自動化技術(shù)的發(fā)展前沿，掌握其特點(diǎn)；在全面了解與掌握材料成型設(shè)備種類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，幫助學(xué)生重點(diǎn)學(xué)習(xí)金屬材料成型、高分子塑料成型、快速成型等設(shè)備及新型自動化技術(shù)，為培養(yǎng)新時代高素質(zhì)的材料加工人才奠定基礎(chǔ)。

一、調(diào)動學(xué)生的興趣

興趣是最好的老師，興趣能使人學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，積極主動，從而能自覺克服各種艱難困苦，獲取學(xué)習(xí)的最大成就，并能在活動過程中不斷體驗(yàn)成功的愉悅。[2]因此，在開始某一課程的教學(xué)時引起學(xué)生的興趣、調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性成為每個教師的首要工作。“材料成型設(shè)備及自動化”與生產(chǎn)直接相連，所以可以從實(shí)用性角度出發(fā)，結(jié)合生活中常見的一些實(shí)例引起學(xué)生的注意。例如：一輛汽車的生產(chǎn)就離不開這門課程的四大類成型設(shè)備：汽車發(fā)動機(jī)、各類鋼梁大多是鑄造而成的，需要用到液態(tài)成型設(shè)備；車門、車身覆蓋件多為沖壓件，是由金屬塑性成型設(shè)備加工而成的；汽車要實(shí)現(xiàn)輕量化就必須將一些不重要的零部件如汽車內(nèi)飾件由塑料代替，這是由相應(yīng)的塑料成型設(shè)備加工而成的；而汽車車身整體的組裝也離不開金屬焊接成型設(shè)備。通過實(shí)例可以讓學(xué)生了解該課程的實(shí)用性和重要性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而使學(xué)生對該門課程予以重視。

此外，在學(xué)習(xí)過程中還可以通過課堂提問、學(xué)生上臺講述等方式增加與學(xué)生的互動，從而充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。例如課后布置一些小作業(yè)，要求學(xué)生對某個設(shè)備的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)用途進(jìn)行分析總結(jié)，然后讓學(xué)生上臺講解，這樣既可以調(diào)動學(xué)生的積極性，又可以讓學(xué)生加深對設(shè)備結(jié)構(gòu)的理解，從而提高學(xué)生機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計分析的能力，培養(yǎng)學(xué)生當(dāng)眾演講的能力。

二、總—分—總進(jìn)行講解

總—分—總分別是指總體概述、分而解說、總結(jié)歸納。第一個“總”即總體概述要做到結(jié)合某個產(chǎn)品的整個生產(chǎn)流程進(jìn)行說明。例如金屬型材的生產(chǎn)流程、生產(chǎn)的重點(diǎn)等要介紹清楚，從而為后面的“分”作鋪墊。分而解說就是詳細(xì)、有重點(diǎn)地針對每一道流程及其涉及到的工業(yè)設(shè)備進(jìn)行講解，最后再進(jìn)行一次總結(jié)歸納，讓學(xué)生加深印象與理解。

傳統(tǒng)教材的知識點(diǎn)多而散，沒有整合，容易出現(xiàn)“學(xué)過就忘”“學(xué)無以致用”等現(xiàn)象。而采用總—分—總的教學(xué)方法，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際由整體到細(xì)節(jié)，再到整體，這樣的講解更容易讓學(xué)生理解和接受。

三、二維圖形講解技巧

圖形是學(xué)生最容易理解和接受的信息表達(dá)方式，是教師最方便講解的信息傳播載體。[3]該課程的特點(diǎn)是介紹實(shí)際的生產(chǎn)設(shè)備，所以教材中涉及了大量的設(shè)備圖片，其中黑白的二維圖片占了絕大多數(shù)。因此，如何引導(dǎo)學(xué)生看懂這些圖片成為本課程教學(xué)的一大難題。由于條件的限制、網(wǎng)絡(luò)資源有限，所能找到的三維彩圖和動畫視頻實(shí)在有限，所以教學(xué)不得不圍繞課本上的黑白二維圖片來進(jìn)行講解。學(xué)生常常提出“想象不出實(shí)際的機(jī)械設(shè)備”“看不懂結(jié)構(gòu)圖”“無法想象設(shè)備是如何運(yùn)行的”等意見和抱怨，這為教學(xué)工作的開展帶來了很大困難。在不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)：在講解二維設(shè)備結(jié)構(gòu)圖的過程中，不需要每個細(xì)節(jié)都提到，而是“抓重點(diǎn)”。結(jié)合設(shè)備的主要用途找出該設(shè)備的主要工作零部件（一般為2～3個），只要把主要工作零部件的結(jié)構(gòu)組成以及它們之間的關(guān)系理順，其他的輔助結(jié)構(gòu)簡單說明，即可了解整臺設(shè)備。如果每個細(xì)節(jié)都要提到，力求面面俱到，反而容易讓學(xué)生分不清主次，抓不到關(guān)鍵，從而產(chǎn)生厭學(xué)心理。

此外，在條件允許的情況下，可以通過網(wǎng)絡(luò)查找或者Flash動畫制作等方式盡可能多地找一些三維實(shí)物圖、視頻動畫，借助多媒體教學(xué)工具讓學(xué)生更形象地理解和掌握各類設(shè)備的結(jié)構(gòu)。

四、對比分析，加深印象

“材料成型設(shè)備及自動化”課程涉及的設(shè)備結(jié)構(gòu)較多，很容易讓學(xué)生學(xué)了后面忘前面，或者幾種設(shè)備混淆不清。在教學(xué)過程中，采用對比分析、歸納總結(jié)的方式，即對同類型設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成、功能用途、工作原理等進(jìn)行對比分析，歸納其“共同點(diǎn)”，找出其“不同點(diǎn)”，可以使學(xué)生第一時間就抓住某兩個或者幾個材料成型設(shè)備的各自特點(diǎn)，并迅速掌握它們的結(jié)構(gòu)特征和工作原理，使教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果。

例如金屬塑性成型設(shè)備中的通用機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)和螺旋壓力機(jī)三大類設(shè)備就有很多的共同點(diǎn)：都屬于壓力成型設(shè)備，都是借用沖壓力對各類金屬型材進(jìn)行加工，它們的設(shè)備結(jié)構(gòu)有很多地方是相像的甚至是相同的。而這三類設(shè)備的主要不同點(diǎn)在于它們的主要工作原件的驅(qū)動與傳動方式不同：機(jī)械壓力機(jī)主要依靠電動機(jī)驅(qū)動，借助機(jī)械構(gòu)件間的剛性傳動而實(shí)現(xiàn)壓力加工；液壓機(jī)利用液體的壓力勢能，借助各種泵來驅(qū)動工作元件；螺旋壓力機(jī)則是通過一組或一組以上的內(nèi)外螺栓的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的壓力來實(shí)現(xiàn)壓力加工。基于這一不同點(diǎn)，可以引申介紹它們的噸位、加工精度、加工特點(diǎn)和應(yīng)用范圍之間的差別。這樣可以快速地讓學(xué)生掌握同類型設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并且形象生動、思路清晰、易于理解。

五、考核方法

必修課大多采用閉卷考試的考核方法，但結(jié)合“材料成型設(shè)備及自動化”課程的特點(diǎn)，筆者認(rèn)為閉卷考試并不能體現(xiàn)學(xué)生對“材料成型設(shè)備及自動化”課程的掌握程度。“材料成型設(shè)備及自動化”課程的考核目的是檢驗(yàn)學(xué)生對材料成型工藝的掌握，對材料成型生產(chǎn)方式、生產(chǎn)流程的理解，對實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)組成、工作原理及其自動化控制方式的認(rèn)識。一張試卷所能涵蓋的內(nèi)容有限，考查的范圍狹窄，并不能考查學(xué)生對課程的掌握程度。筆者認(rèn)為，可以結(jié)合平時課堂的互動問答、小作業(yè)考核，再通過布置大作業(yè)的形式進(jìn)行考核，即多方面、多方位地進(jìn)行考核。例如布置大作業(yè)，讓學(xué)生針對某種產(chǎn)品設(shè)計一套生產(chǎn)流程以及每道流程上用到的設(shè)備，并且給出設(shè)備的簡單結(jié)構(gòu)圖，這樣更能體現(xiàn)出學(xué)生對課程的理解，從而提高學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)備知識的能力。

六、結(jié)束語

“材料成型設(shè)備及自動化”課程的教學(xué)是一門系統(tǒng)工程，在今后的教學(xué)過程中還會不斷遇到很多難題，需要不斷進(jìn)行教學(xué)總結(jié)和教學(xué)反思，不斷改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)方式，才能不斷提高教學(xué)效果，調(diào)動學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)積極性，提高該課程的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]王敏.材料成形設(shè)備及自動化[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]趙文華.高等教育系統(tǒng)論[M].桂林：廣西師范大學(xué)出版社，2001.

[3]黎秋萍.《機(jī)械工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程的改革與實(shí)踐[J].華東交通大學(xué)學(xué)報，2005，（12）.

（責(zé)任編輯：王祝萍）