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1課程現狀
(1)理論內容抽象難懂。該課程既有較強的實用性,也有較多的概念和原理知識,但缺少簡明易懂、與理論相結合的實例。學生普遍反映學習難度大,不易理解,漸漸喪失了學習興趣。
(2)缺少對知識的融會貫通和運用。在教學過程中重視單個知識點,卻忽略了從鍛件項目的層面對知識點進行梳理,從而將各知識點貫通運用起來。結果學生知道自由鍛、模鍛、校正等工藝,卻不知道這些鍛造方法在實際生產中如何發揮作用。
(3)試驗項目中缺少模具設計、制造的練習。該課程有4個學時的試驗,在試驗中安排了使用De⁃form-3D軟件進行材料成型分析的內容,結果學生的主要時間和精力用在軟件操作和有限元分析上,卻忽略了應該重點掌握的模具設計知識。
2CDIO工程教育理念
CDIO理念的核心是:以工業產品從構思、設計、制造、投入使用、反饋改進到終結廢棄的全生命周期為載體,培養、訓練學生的工程意識和能力,其范疇不僅包括專業知識,而且涵蓋了學生在進入社會后的終身學習能力,在企業中的團隊交流能力以及在企業和社會環境下的“構思—設計—實施—運行”能力。CDIO在具體實施中具有“基于項目的教學”和“邊做邊學”的特點,以任務為驅動,通過項目的“構思—設計—實施—運行”過程,實現培養學生能力的目標。
3基于CDIO的課程改革思路和內容
根據CDIO理念和思路,從材料成型及控制工程的專業培養目標和《鍛造工藝及模具設計》課程的要求出發,課程組提出了以典型鍛件的生產項目為載體,以鍛造工藝及模具設計為主線,實施項目演練,對課程現有的教學模式進行改革探索,著重培養學生掌握鍛件的工藝流程和模具設計的綜合技能。基于CDIO理念的課程改革內容如下:
(1)重新調整、分配知識點的學時,在知識點講授上,著重于自由鍛的鐓粗和拔長、開式模鍛、模鍛件設計、模具設計這幾項最常用的鍛造方法,其余如自由鍛沖孔、錘上模鍛、特種鍛造等內容,學生只需用少量學時了解即可。同時,課堂講授的重點放在對知識的運用上,通過簡單易懂的實例,運用實物模型、動畫等手段,向學生介紹各種鍛造工藝方法、模具設計要點及壓力設備的選用。
(2)以典型鍛件項目(如連桿)為范例進行教學,給學生講解其鍛造工藝流程,從下料開始一直到完成鍛壓生產檢驗為止。進一步設計連桿鍛模。在講解鍛造工藝的同時,還詳細介紹鍛件圖設計、鍛模設計方法、鍛模加工及所用設備等知識。在整個過程中,以連桿的鍛造工藝流程及其鍛模設計為主線,將各知識點串聯起來,同時結合其他專業課程,使學生學習工藝規程的設計規范、產品檢測、成本分析等知識。學生在這一過程中,初步掌握項目規劃、工藝設計、質量管理等工程方面的概念,對理解鍛造工藝理論知識更加深刻,對課程學習產生了濃厚的興趣。
(3)教師給出2~3個典型的桿類鍛件,要求學生全盤考慮其鍛造過程,規劃工藝路線,編寫工藝規程,設計模具以及制定模具加工方案,并設計詳細的鍛件圖和鍛模圖,作為課程的最終作業。學生可3~5人為1組,也可獨自完成作業。整個過程類似于本科生的畢業設計,學生在指導教師的幫助下,全面深入地了解鍛件生產的規律、規范及要點,建立鍛造專業技術人員的項目觀念和意識。
(4)指導教師選出最有代表性的幾組學生作業進行分析總結,并根據最好的一組作業將鍛模加工出來。這種基于CDIO理念的教學過程與學校的傳統教學方式有很大區別,但與企業中培養工程技術人員的模式基本一致,通過實際的鍛件項目幫助學生獲取技術知識和經驗,有效地激發了學生的學習興趣,使學生從中初步建立起工程意識和概念,對學生適應今后的工作有極大的幫助。
4新課程體系特點
新《鍛造工藝及模具設計》課程體系主要有以下特點:
(1)基于CDIO理念,以典型鍛件項目為載體,以鍛造工藝及模具設計為主線,實施工程項目演練,培養學生的技術綜合能力和工程實踐能力。
(2)實行“從實踐到理論,再從理論到實踐”的教學模式,使學生在這一過程中獲得的知識和經驗,遠比單純地實習或學習理論課程豐富,理解更加深刻。
(3)以典型鍛件項目為范例進行教學,先給學生一個可以參照、模仿的對象,使學生吸收、消化其中的知識和經驗后,進行自主創新設計時不會覺得無所適從。
(4)新課程內容以鍛造工藝及模具設計為主線,涵蓋了鍛造技術的主要知識點,具有較強的實用性和系統性,學生在學習時不再覺得抽象、空洞,起到了良好的效果。
(5)以鍛模的設計、制造為課程最終要求,使學生建立基本的工程意識和創新能力,為今后工作打下扎實的基礎。
5新課程體系實施的關鍵點
新《鍛造工藝及模具設計》課程體系在實施過程中,有以下幾個關鍵點:
(1)教師不僅要有豐富的教學經驗和理論知識,更要有較強的技術能力和實踐經驗,是“雙師型”教師。
(2)選作范例的鍛件項目,內容難度要適中,以鍛造工藝流程和鍛模設計為主線,較全面地涵蓋了相關知識點,從實際出發,使學生清楚地了解作為鍛造專業技術人員所需具備的知識和技能。
(3)教師要采用科學的評價體系,對學生完成鍛件項目的評價不應只以簡單的結果為標準,而應全面地看待學生在這一過程中的表現,不僅需要關注學生對各知識點的掌握程度、鍛造工藝方案的經濟性和可行性、鍛模設計的合理性和實用性等專業技能,還需要關注學生在項目完成過程中的主動性,對新知識、新技能的學習能力,能否在工作過程中及時總結經驗等方面,促使學生全面發展,提高學生對今后工作的適應能力。
6結束語
課程組借鑒國際工程教育CDIO的先進理念,對《鍛造工藝及模具設計》課程進行了改革和探索,改革后的教學模式實施一個學期以來,取得了良好的成效。通過以鍛件項目為載體,以鍛造工藝及模具設計為主線的教學模式,學生對鍛造專業知識和技術的掌握程度大大提高,工程意識、技術綜合應用能力和創新設計能力明顯增強,為后續教學改革積累經驗奠定了良好的基礎。
作者:王勇 賴思琦 單位:西南科技大學工程技術中心