基于模具現(xiàn)代成形方法研究生課堂教學(xué)實(shí)踐與效果

0 引 言

隨著社會(huì)加速發(fā)展，不同行業(yè)更高層次人才的需求快速增加，研究生招生每年遞增，所以研究生培養(yǎng)質(zhì)量在當(dāng)代教育事業(yè)中越來越被關(guān)注。研究生相比本科生，經(jīng)過了本科培養(yǎng)過程的綜合訓(xùn)練，具有更加扎實(shí)的理論知識(shí)及專業(yè)知識(shí)，較好的創(chuàng)新意識(shí)及邏輯思維，討論問題時(shí)具有一定的深度和廣度，同時(shí)具有較好的團(tuán)隊(duì)意識(shí)及較強(qiáng)的表述能力，具備實(shí)踐開放式課堂教學(xué)模式的基本要求。由于研究生是按專業(yè)選課，人數(shù)相比專業(yè)基礎(chǔ)課更少，從而有足夠的教學(xué)課時(shí)完成開放式教學(xué)，有助于每位學(xué)生參與其中，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)意識(shí)與創(chuàng)造性思維，為后續(xù)科研及工作產(chǎn)生長遠(yuǎn)影響。

墨西哥竹子的利用可追溯到數(shù)千年前，其資源豐富且易于收獲。在墨西哥溫暖潮濕的氣候條件下，竹屋或竹制庇護(hù)所方便建造且能夠提供良好的居住環(huán)境，在整體特性上優(yōu)于木屋(圖7)。然而，在15世紀(jì)隨著西班牙人的到來，新的建筑施工技術(shù)隨之而來，殖民地建筑不僅在墨西哥而且在所有美洲國家大量使用。盡管竹子已經(jīng)使用了數(shù)千年，但歐洲征服者認(rèn)為竹材是次要材料或窮人的材料，而是采用其他建筑材料建設(shè)殖民地的基礎(chǔ)設(shè)施。但是，土著居民仍然保持著利用竹子的傳統(tǒng)。墨西哥竹利用發(fā)展的停滯與過去500年來歐洲人對(duì)土著居民的社會(huì)壓制直接相關(guān)。

1 基于《材料現(xiàn)代成形方法》課程改革的研究生調(diào)研與反饋

為了充分探索高質(zhì)量研究生的培養(yǎng)模式，就《材料現(xiàn)代成形方法》課程教學(xué)改革實(shí)踐，針對(duì)攻讀材料科學(xué)與工程的研究生進(jìn)行了四屆在校生（見表1）及三屆畢業(yè)生調(diào)研（見表2），調(diào)研結(jié)果顯示，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)同改革后的課程形式，提高學(xué)生參與度、體現(xiàn)學(xué)生主體、活躍課堂教學(xué)氛圍、學(xué)生能夠積極討論課堂相關(guān)內(nèi)容問題，學(xué)生既可以從他人的講解中學(xué)到新知識(shí)、提升專業(yè)素養(yǎng)，又可以通過自己的講解提高口頭表達(dá)能力及自信心，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)意識(shí)。

從委員會(huì)的架構(gòu)可以看出，赫爾辛基委員會(huì)的組織架構(gòu)非常成熟，委員會(huì)自上而下內(nèi)部分工科學(xué)、明晰，與外部的整合、拓展和跨界合作也已經(jīng)得到很好的機(jī)制化。波羅的海海洋環(huán)保合作重視決策科學(xué)性的特色、多元主體的參與的特色、跨界合作的特色等都通過制度化設(shè)計(jì)的方式得以固定下來。赫爾辛基委員會(huì)的良好運(yùn)行，使得公約和波羅的海行動(dòng)項(xiàng)目的各項(xiàng)規(guī)定和措施得以有效的落實(shí)。同時(shí)，委員會(huì)在海洋環(huán)保合作實(shí)踐過程中不斷積累經(jīng)驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)問題、積極調(diào)整和整合新的政策領(lǐng)域，使得委員會(huì)成為一個(gè)組織完整性、包容性程度很高的不斷成熟的組織。

由表1可知，學(xué)生希望有相關(guān)領(lǐng)域的企業(yè)工程師加入課堂，所以該課程在2020屆研究生授課過程中，邀請(qǐng)企業(yè)工程師結(jié)合課程培養(yǎng)目標(biāo)講解4個(gè)學(xué)時(shí)，獲得了良好的教學(xué)效果。

2 基于模具現(xiàn)代成形方法課堂改革

2.1 充分了解學(xué)生本科專業(yè)與方向

教師授課內(nèi)容主要有課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、課程要求和材料現(xiàn)代部分章節(jié)，使學(xué)生對(duì)該課程教學(xué)任務(wù)及目標(biāo)有清晰的認(rèn)識(shí)，在后續(xù)開放式講授及PPT制作中能圍繞課程目標(biāo)及任務(wù)。為給學(xué)生留下充足的時(shí)間去準(zhǔn)備所負(fù)責(zé)的授課內(nèi)容，開始幾節(jié)課由教師講授，對(duì)課程的體系和框架進(jìn)行講解。授課計(jì)劃在課程第一次課做好布置，初步確定每位學(xué)生負(fù)責(zé)講授和討論的內(nèi)容，明確課堂授課的要求和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可獲得常用工程材料及材料成形工藝的知識(shí)，培養(yǎng)其工藝分析的能力，了解現(xiàn)代材料成形的先進(jìn)工藝、技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)。

2.2 課堂設(shè)計(jì)

2.2.1 教師授課目標(biāo)與內(nèi)容及課程要求

根據(jù)授課對(duì)象及《材料現(xiàn)代成形方法》課程大綱選擇教學(xué)內(nèi)容。首先教師對(duì)選課學(xué)生本科專業(yè)背景及對(duì)基礎(chǔ)課程掌握程度差異進(jìn)行了解，有助于授課過程中能兼顧、發(fā)揮不同專業(yè)背景的優(yōu)勢(shì)，做到知識(shí)點(diǎn)互補(bǔ)，同時(shí)有利于教師對(duì)課程內(nèi)容及環(huán)節(jié)的布置。在突出現(xiàn)代成形方法、原理、工藝、設(shè)備、特點(diǎn)、應(yīng)用等基礎(chǔ)上，不僅在教學(xué)內(nèi)容中結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展研究動(dòng)態(tài)，而且補(bǔ)充工程實(shí)例，培養(yǎng)研究生探索科學(xué)的興趣及分析、解決問題的方法。

在進(jìn)行營養(yǎng)咨詢的過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有的寶寶總是生病低燒，或者厭食、厭奶。有經(jīng)驗(yàn)的家長會(huì)說：“我的寶寶又積食了。”

研究生在學(xué)習(xí)過程中主動(dòng)分主題討論、分重點(diǎn)分析，能了解模具零件材料、加工、成形、應(yīng)用等的發(fā)展歷程，同時(shí)進(jìn)一步結(jié)合模具制造、修復(fù)等工程實(shí)例進(jìn)行分享，使課本上的理論與實(shí)際應(yīng)用案例相結(jié)合，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與參與度，充分展示研究生課堂教學(xué)方式的獨(dú)特之處。

2.2.2 學(xué)生參與講授課程的實(shí)施及效果

現(xiàn)主要列舉《材料現(xiàn)代成形方法》課程中模具現(xiàn)代成形章節(jié)的改革，模具現(xiàn)代成形要突出“精密”、“優(yōu)質(zhì)”、“快速”、“復(fù)合”、“綠色”和“信息化”等6個(gè)主題。學(xué)生需圍繞主題擬定6個(gè)報(bào)告題目，課后查閱資料，準(zhǔn)備材料與案例，同時(shí)教師提出各主題應(yīng)涵蓋的內(nèi)容（見表3）。雖然實(shí)施過程中“一節(jié)一課題”的課題是學(xué)生根據(jù)要求擬定，但是在教學(xué)的過程中要有明確的目標(biāo)，有嚴(yán)格的時(shí)間觀念，例如設(shè)定鬧鐘提示。

2.3 參觀相關(guān)模具企業(yè)與行業(yè)實(shí)踐的效果

通過開放式課堂教學(xué)，激發(fā)了研究生對(duì)模具相關(guān)領(lǐng)域的深入學(xué)習(xí)與研究的熱情，使其在校期間結(jié)合工程應(yīng)用背景，繼續(xù)開展模具課題研究，為其在模具領(lǐng)域的就業(yè)奠定了理論及實(shí)際操作基礎(chǔ)。以下列舉課堂模式改革后的2個(gè)研究生的研究成果。

2.4 模具企業(yè)專家參與課堂實(shí)踐及效果

經(jīng)過本科培養(yǎng)的綜合訓(xùn)練，研究生思考問題更趨于成熟，追求目標(biāo)更加明確。為了進(jìn)一步培養(yǎng)研究生獨(dú)立解決問題能力，更好地了解行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，在教學(xué)課時(shí)中分配4個(gè)學(xué)時(shí)，邀請(qǐng)企業(yè)專家或工程師參與。例如針對(duì)2020屆研究生，結(jié)合課程培養(yǎng)目標(biāo)，2次邀請(qǐng)企業(yè)工程師為學(xué)生講授了模具三坐標(biāo)測(cè)量及汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)要求、模具敏捷制造工程和逆向工程，分享了國內(nèi)外模具發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，介紹了模具開發(fā)過程中需要掌握的設(shè)計(jì)及分析軟件，探討了模具行業(yè)就業(yè)規(guī)劃等。這激發(fā)了研究生的學(xué)習(xí)興趣與工程探索未來模具行業(yè)工作的熱情，培養(yǎng)自己終身學(xué)習(xí)能力。

3 教學(xué)改革效果實(shí)例

課程開始前教師負(fù)責(zé)與模具相關(guān)企業(yè)溝通，為企業(yè)提供培養(yǎng)目標(biāo)與課程要求，合理安排學(xué)生課余時(shí)間與企業(yè)接待參觀時(shí)間，參觀內(nèi)容包括：模具材料性能測(cè)試工序、模具制造工序、模具表面強(qiáng)化工序、模具生產(chǎn)產(chǎn)品工序等。研究生結(jié)合其在本科期間的基礎(chǔ)理論知識(shí)，可以與現(xiàn)場(chǎng)工程師良好互動(dòng)。學(xué)生參觀后反饋收獲豐富，達(dá)到了預(yù)期的實(shí)踐效果。

3.1 模具激光表面淬火強(qiáng)化的工業(yè)發(fā)展

學(xué)生甲課堂講解討論主題為汽車模具激光表面淬火強(qiáng)化的工業(yè)發(fā)展，將GGG70L模具鋼表面進(jìn)行不同激光功率、不同激光掃描速度的激光表面淬火，如圖1和圖2所示，淬火后加工試樣，進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)。結(jié)合圖1和圖2的試驗(yàn)結(jié)果，綜合考慮實(shí)際生產(chǎn)成本、效率、產(chǎn)品使用性能、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等因素，GGG70L模具鋼激光表面強(qiáng)化選取的最佳工藝參數(shù)為：激光功率

=1 900 W、激光掃描速度

=6 mm/s。

3.2 熱鍛模自動(dòng)化電弧增材再制造工藝

針對(duì)研究生培養(yǎng)特色，為提高培養(yǎng)質(zhì)量，以《材料現(xiàn)代成形方法》課程中模具現(xiàn)代成形章節(jié)為例，通過課堂教學(xué)模式改革達(dá)到以下效果。

將待修復(fù)模具模型導(dǎo)入離線編程軟件中，把標(biāo)準(zhǔn)模具模型作為待修復(fù)毛坯，獲得偏置環(huán)形的銑削刀具路徑，如圖5所示。將銑削刀具路徑的軌跡信息轉(zhuǎn)化為熔絲電弧增材再制造路徑，同時(shí)把數(shù)控代碼輸入機(jī)器，根據(jù)前期試驗(yàn)選取工藝參數(shù)，開展單層和多層增材制造修復(fù)，鍛模環(huán)形路徑堆焊修復(fù)如圖6所示。

4 結(jié)束語

學(xué)生乙課堂討論主題為熱鍛模自動(dòng)化電弧增材再制造工藝，針對(duì)失效5CrNiMo鍛模鋼進(jìn)行增材制造修復(fù)，首先制定了完善的自動(dòng)化電弧增材再制造操作流程，規(guī)劃了填充軌跡，開發(fā)與機(jī)器人指令轉(zhuǎn)化接口、方法。將待修復(fù)鍛模進(jìn)行掃描獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型，如圖3（a）所示，然后把點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)化為三角化模型，如圖3（b）所示，最后將待修復(fù)鍛模和原鍛模的三角化模型進(jìn)行模型實(shí)體化，如圖3（c）所示。將通過掃描所獲得鍛模缺損部位實(shí)體化模型與目標(biāo)缺損量模型進(jìn)行偏差對(duì)比，檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)在誤差允許范圍（見圖4）。

興趣是最好的老師。小學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是提升學(xué)習(xí)品質(zhì)的重要因素，小學(xué)道德與法治是一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科，它不僅要對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想教育，促使學(xué)生樹立正確的人生觀、價(jià)值觀，還要對(duì)學(xué)生認(rèn)知進(jìn)行改造和優(yōu)化，培養(yǎng)他們積極樂觀的生活態(tài)度，幫助學(xué)生參與社會(huì)、學(xué)習(xí)做人。教學(xué)實(shí)踐中，教師要注意采用多元化教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。激趣方式眾多，情境創(chuàng)設(shè)、故事講述、觀看視頻、做實(shí)驗(yàn)、做游戲都比較常用。具體如何選擇，教師要根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（1）教師課堂提供條件，鼓勵(lì)研究生積極思考，更加注重互動(dòng)學(xué)習(xí)，聆聽他人建議，課堂上學(xué)生與教師配合默契。

（2）有助于培養(yǎng)研究生主動(dòng)應(yīng)用已有知識(shí)提出問題、討論和解決問題，使研究生成為學(xué)習(xí)主體。

在課程設(shè)置上，現(xiàn)有的會(huì)計(jì)學(xué)本科生課程偏重財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，對(duì)管理會(huì)計(jì)教學(xué)重視不足。學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)往往把大量精力放在基礎(chǔ)會(huì)計(jì)、中級(jí)財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)等課程上，只著眼于各類科目規(guī)定、計(jì)量方式、會(huì)計(jì)分錄、記賬對(duì)賬等基礎(chǔ)核算內(nèi)容，而這些恰巧是在以后實(shí)際工作中容易被人工智能替代的內(nèi)容。相反，作為以后會(huì)計(jì)發(fā)展大方向的管理會(huì)計(jì)、模塊設(shè)計(jì)有關(guān)內(nèi)容卻沒有得到應(yīng)有的重視。

（3）針對(duì)工科院校研究生教育發(fā)展定位，結(jié)合企業(yè)參觀及企業(yè)專家參與課堂，拓展了學(xué)生的眼界，開闊了思路，激發(fā)了對(duì)相關(guān)領(lǐng)域繼續(xù)學(xué)習(xí)、研究和就業(yè)的熱情。

可是青瓷沒有等到那一天。王金貴是條披著羊皮的狼，他騙了她，他不是單身，有家有室，而且養(yǎng)了好幾個(gè)情人……

（4）完成了教學(xué)任務(wù)并實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)，幫助學(xué)生進(jìn)一步樹立自信、提高語言表達(dá)能力，為其未來科研、工作奠定基礎(chǔ)。

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