塑性成形理论教学改革探讨
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作者:郭艳辉 徐春
【摘要】针对塑性成形理论教学过程中出现的问题,对该课程进行了教学改革与实践,通过优化教学内容,改善教学方法及考核方式,使得教学效果明显提升。
【关键词】塑性成形理论 教学改革 教学效果
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2020)05-0250-02
塑性成形理论课程是材料科学与工程(材料成形与控制方向)的主干课程,是材料本科学生一门必修专业基础课和工程实践课,具有理论知识综合性强、注重实踐动手能力的特点。
随着钢铁、汽车等工业的高速发展,社会对金属压力加工技术方向技术人才提出了越来越高的要求。作为金属压力加工技术专业的专业基础课,主要使学生掌握先进的现代金属材料加工原理、生产基本理论及基本技能,从而切实提高学生本身的创新意识、工程意识和实践动手方面的能力。本课程在大三上学期开设,是学生接触的第一门专业课,涉及到的基础知识如高等数学,线性代数等的内容较多,理论公式较多,部分基础较薄弱的同学感觉难度较大,导致学习积极性和主动性不足,从而达不到应有的教学效果。因此,本文针对《塑性成形理论》教学中存在的主要问题,从教学内容、教学方法、教学手段等方面对课程教学改革进行探讨,以提高该门课程的教学效果。
1.教学内容优化
该课程共12章,主要内容是:塑性变形过程中的应力理论、应变理论、变形力的求解以及塑性变形过程中的摩擦、组织性能特点及断裂特点。以往上课通常是从第一章一直灌到12章,学生学到后面已经把前面的内容忘记,而且学生并不了解这些章节之间的联系,以及每章内容的作用。针对这一问题,根据课程内容特点将12章内容分为三个部分。第一部分为力-变形基础知识模块,主要包括应力理论,变形几何理论,屈服准则,本构关系,塑性变形过程中的摩擦与润滑。该部分内容是本课程的理论基础部分,如果学生掌握不好,将影响后面内容的学习。因此,该部分内容占用学时比较多,经过反复讲解练习,目的就是让学生对这些基本概念,基本表达方式以及基础理论理解掌握。第二部分为变形力计算模块,包括主应力法,滑移线法及上限法求解变形力。该部分内容就是利用第一部分学过的内容进行变形力的求解。在讲解该部分内容时,首先对每种方法的求解步骤进行详细讲解,对其中所用到的第一部分内容进行再次强化,让学生多加练习,直至掌握。第三部分为变形微观机理模块,包括金属塑性,塑性变形物理本质,塑性变形对组织性能的影响,金属在加工变形中的断裂。该部分内容基本没有理论公式,主要是一些文字性的理论知识,学生学起来相对轻松一些,但因为文字较多,相对比较枯燥,所以在讲解时多举实例,能够更形象地将理论知识表达出来。另外,讲解时,强调每个部分的作用及模块之间的相互联系,以及这些知识在实际当中的应用情况。
2.教学手段方法改革
(1)在讲解的时候,教师需要根据教学的内容、目标灵活的运用案例教学法、问题教学法等多种方法。选择问题教学法,可以利用问题提出来,将学生的好奇心和学习兴趣激发出来,这样能够切实提高学生独立解决问题方面的能力,能够将学生学习积极性和主动性很好的激发出来;案例教学通过例子以及例子之间的对比,通过较为生动的案例来进行理论知识的讲解,能够很好的提高学生问题分析和问题解决方面的能力。并将学生的常见误解编写成专题教案重点辅导;营造生动活泼的教学氛围。使学生体会到学习价值,感受到学术研究的氛围。针对学生基础、学习动力、学习兴趣的不同,采用必做和选做作业的方式,努力作到因材施教。
(2)通过增加课内实验,使学生了解所学知识是有用武之地的,而且能够让学生更加深入理解理论知识,提高学生学习的兴趣和探索的欲望。让学生在下课后参与教师的科研,能够很好的理论结合实践。学生也能够很好的认识到理论课程本身的实用性以及重要性,能够帮助学生更好的理解原理,学生的实践能力也会提高,将学生培养成为应用型的人才。
(3)教材有选择地及时反应新的科研成果,即注意前沿性。选择新材料、新理论充实和更新教材内容,扫描电子显微镜,透射电子显微镜展示成形过程材料在微观结构的变化;引导学生参与科研,使学生了解塑性加工新进展。
(4)运用多媒体等教学手段,通过动画演示,视频演示等形象化措施,利用实验室的塑性加工设备演示具体的塑性加工过程,使得抽象的知识具体化,帮助学生对知识点的理解和掌握。
3.考核过程改革
改变以往较为单一闭卷考试的考查形式,改变学生期末考试前临时抱佛脚的行为。重视学生平时的学习情况,考虑到学生的讨论情况、问题回答情况、操作能力和分析能力等,提高平时成绩在总成绩中的比例。这样能够帮助学生转变其学习态度,更好的进行知识的学习。
结语
通过本课程的教学改革与实践,大部分的同学能够基本掌握课程的基本思想和概念。当然我们在教学过程中还需要继续探索,不断实践、不断改进,让学生掌握更多的理论知识并应用到实际中。
参考文献:
[1]徐春.《金属塑性成形理论》,冶金工业出版社,2009.
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