基于信息化的彎曲回彈教學方案設計

劉偉

摘 要：隨著國家信息化技術的推進，通過分析學情，選用合適的教材，制訂相應的教法和學法，教師可以實現預定的教學目標。針對模具設計與制造專業二年級的學生，系統分析學生的優勢和劣勢，選用高等職業教育“十二五”規劃教材，以學生為主體，以教師為主導，讓學生在彎曲回彈任務中理解更多內容，在理解中提升自己，實現自主學習、合作探究、優勢互補，從而順利完成任務。分別從知識目標、能力目標和素質目標幾方面討論彎曲回彈產生的原因及影響因素，系統掌握減小彎曲回彈的方法，并利用多種手段提高學生的學習興趣，加強他們對現象本質的分析和理解。

關鍵詞：信息化；彎曲回彈；教學方案；教學目標

中圖分類號：G424.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.05.131

基于信息化的教學設計是由黎教授（上海師范大學黎加厚）提出的，即運用系統方法充分利用現代信息技術和信息資源，科學地安排教學過程的各個環節和要素，以實現教學過程的優化。應用信息手段構建信息化環境，獲取、利用信息資源，支持學生的自主探究學習，培養學生的信息素養，提高學生的學習興趣，能夠有效優化教學效果。

1 彎曲回彈概念以及信息化應用

生活中，小到曲別針，大到飛機蒙皮，都存在彎曲回彈。彎曲零件因為彎曲回彈的存在而使得零件的形狀、尺寸發生變化。為了更清楚地讓學生了解相關學習內容，筆者采用信息化手段，分別從教法分析、教學過程和教學效果等方面進行彎曲回彈的教學設計。

2 教法分析

傳統的教學方法注重知識的傳授，教師習慣用注入式、滿堂灌的方式為學生灌輸知識。這樣做，很容易讓學生思路閉塞，導致他們缺乏獨立思考力和創造力，限止了他們的智能發展。現代信息化教學不僅重視知識的傳授，更重視開發學生的智能，促進學生全面發展。本文采用不同的教學方法和教學手段，利用理實一體、任務驅動、直觀演示和信息化手段等，以學生為主體，以教師為主導，讓學生在任務中理解學習內容，在理解中提升自己的能力。在教學過程中，教師要著重培養學生的觀察力、分析綜合力和創造力。

教學分析分別從教材分析、學情分析等方面進行討論。

2.1 教材分析

課程選用的是高職“十二五”規劃教材，沖壓模具設計與制造屬于模具設計與制造專業的核心課程。這節課選擇項目三彎曲模具設計與制造中的任務“3.1彎曲變形過程”。

2.2 學情分析

該課程適用于高職模具設計與制造專業二年級學生，他們學習時具有一定的優勢和劣勢——優勢是具有一定的基礎理論知識和較強的動手能力；劣勢是自主學習意識淡薄，容易忽略細節。因此，針對這種情況，教師采用多種教學方法提高學生的學習興趣，加強他們對本質和現象的理解。

3 教學過程

學習彎曲回彈的原理和影響因素，利用網站、相關動畫演示和討論完成課前導學，根據課前導學完成電子量化成績。在教學過程中，教師可采取實物演示、動靜結合的方式，加深學生對知識點的理解。先來看彎曲的變形過程：平板坯料定位后，凸模下行，板料發生彈性變形繼而產生塑性變形。當凸模下行到底時，零件尺寸與凸凹模尺寸一致；當載荷下載后，零件形狀、尺寸發生變化，具體為彎曲角、彎曲半徑增大。這是因為板料彎曲時，外側受到拉應力，內側受到壓應力。

在教學過程中，教師可以采取課堂講授或利用典型三維動畫的方式講解彎曲回彈內容。塑性彎曲與任何一種塑性變形一樣，外載卸除以后，都會伴有彈性變形，導致工件尺寸與模具尺寸不一致，這種現象被稱為“回彈”。

分析典型零件發現，影響回彈的因素有材料的力學性能、彎曲半徑、彎曲角度、彎曲件形狀、彎曲方式和模具間隙。對于材料的機械性能σs和E，σs越高，E值越小，彎曲回彈越大；對于變形程度r/t，在相同的條件下，角度回彈量隨著r/t值的增大而增大，曲率回彈量則隨著r/t值的增大而減小；對于彎曲中心角α，彎曲中心角α大，回彈角大；對于工件形狀和材料的組織狀態，形狀復雜，相互牽扯多，回彈量小，冷作硬化后，回彈量大；對于彎曲方式，自由彎曲回彈量大，校正彎曲回彈量小，全形鐓校彎曲回彈量最小；對于模具間隙Z，凸、凹模間隙大，回彈量大。

經過課堂講解、模擬仿真、分組討論和現場指導，判定減小彎曲回彈的措施是：①合理設計彎曲件。在彎曲件變形區增加加強筋，以提高彎曲件的剛度，抑制回彈。在滿足使用性能的條件下，選用σs/E小、力學性能穩定和板料厚度波動小的材料，以減小回彈。②采用合理的彎曲工藝。校正彎曲代替自有彎曲，加熱彎曲，采用補償法控制回彈，采用軟凹模減小回彈。

知識延伸主要是指回彈值的確定。確定工件的回彈值是為了采取相應的措施來克服回彈，使彎曲工件達到圖紙要求的精度。確定回彈值的方法有查圖法、查表法和計算法，一般來說都是近似的。目前，不論國內還是國外，對回彈的研究仍在繼續。由于回彈涉及的因素多，較為復雜，目前還沒有一個精確的計算公式。因此，對于回彈值的控制，一般是用不同結構的模具來修正的，主要是在試模中予以修正的。

在學生對彎曲模具結構和彎曲變形過程有一定了解的基礎上，此教學設計主要講解在彎曲變形過程中出現的回彈現象，其主要表現為彎曲角和彎曲半徑的增大。

4 結束語

本文分別從知識目標、能力目標和素質目標入手闡述相關內容。在教學過程中，以學生為主體，教師為主導，采用理實一體、任務驅動、直觀演示和信息化手段綜合講授教學內容，讓學生在任務中理解知識點，在理解中升華；在教學過程中，教師要培養學生自主學習、合作探究的能力，實現優勢互補，以便順利完成任務；在教學過程中，教師可通過課程網站、實物模型、虛擬仿真和三維動畫等將相關內容化難為簡，以實現形象直觀、突出重點、化簡難點的效果。本文分別從課前導學、知識引領、知識講解、仿真練習和實訓操作幾方面入手探討教學過程，以期為日后相關研究的順利進行提供參考。

參考文獻

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