研究性教学在“冲压工艺与模具设计”课程中的探索

摘要：针对传统教学的弊端，把研究性教学思路引入到课程教学当中，调动学生自主学习能力，充分发挥学生能动性和积极性，逐渐培养学生的学习兴趣，达到提高学生科学研究和解决问题的能力。

关键词：研究性教学；教学改革；冲压模具

作者简介：代洪庆（1977-），男，黑龙江大庆人，黑龙江八一农垦大学工程学院，讲师。（黑龙江 大庆 163319）张福刚（1976-），男，黑龙江绥棱人，烟台宏田汽车零部件有限公司，助理工程师。（山东 烟台 264670）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0100-02

“冲压工艺与模具设计”是机械设计制造及自动化专业主干课程之一，但是长期以来，其课堂教学多数由教师根据课本上的内容进行灌输式讲授。在整个教学过程，老师主要以讲授为主，学生以听课为主，此教学方法内容陈旧，形式单一。学生对模具设计只是有了初步的了解，但遇到实际模具设计问题的时候，时常感到束手无策，无从下手。换而言之，在整个教学过程中，教师灌输了课本内的有限知识，缺乏对学生科学研究方法的指导，学生的学科素质并没有得到提高，学生不会用正确的学科思维解决问题。

研究性教学是指在教师的指导下，学生主动地获取知识，应用知识，解决问题的教学。[1]教师根据教学内容和学生的认识水平，激发学生主动参与教学过程，启发学生积极思考，引导学生运用所学的知识去积极探索新知识，培养学生创造性地分析问题和解决问题的能力。教师的授课任务不仅是向学生传授知识，而是着力培养学生的能力，特别是在未来学习和工作中的研究能力和创造能力。这为学生今后的学习和工作打下坚实的基础。[2]本文对开展研究性教学课程的培养目标、训练载体和实施过程的教学活动进行了分析和总结。

一、研究性教学方案设计

1.教学目的和培养目标

“冲压工艺与模具设计”这门课程的主要任务是培养学生具备冲压工艺的基本技能，具有模具设计的初步能力，能够设计中等复杂程度的模具；具备冲压设备、模具材料选择的能力；能够运用所学知识，分析和解决在生产中常见的产品质量和模具方面的技术问题。而更高的要求是对冷冲压成形的新工艺及新技术发展动态有初步的了解，培养创新设计能力进行知识传授与能力培养。

根据近几年来工程学院（以下简称“我院”）毕业生的就业情况及对各地的调查回访结果来看，用人单位的用工要求是除了毕业生要具备冲压工艺和模具设计的基本技能以外，同时要求能独立开展工作和尽快适应本岗位要求的能力；特别是要求学生具有一定的创新研究能力。而机械设计制造及自动化专业毕业学生，仅仅具备设计简单的冲压模具能力，并不具备一些创新设计和科学研究的能力。由此，笔者重新把“冲压工艺与模具设计”教学目标定位于：面向各类型企业和培训学校，培养爱岗敬业，具备各类冲压模具设计与制造基础知识，既能承担在模具生产第一线从事中等复杂模具工艺和结构设计任务，又会用正确的学科思维、科学研究方法解决实际生产问题的人才。从社会的用人需求和笔者制订的培养目标来看，研究性教学势在必行。

2.研究性教学方法

研究性教学是一种开放式教学，其具体办法和形式多种多样。教师要根据课程性质、教学内容和学生的特点，打破传统教学束缚学生手脚的那套做法，遵循以学生为本的观念，创造性地进行教学设计。具体到教学上，可以采用讨论式教学、互动式教学、任务驱动式教学、案例教学、合作式教学等各种教学方法。[3]

“冲压工艺与模具设计”这门课可以分成三大部分，冲裁模具设计、弯曲模具设计和拉深模具设计。其中冲裁模具设计部分，模具的标准化程度高，模具设计规律性比较强，适合传统的教学方法，而且由于大多数学生刚刚接触模具，对模具工作原理和加工特点认识不深，采用研究性教学方法让其自主学习这部分内容势必会对其造成很多困难，所以笔者采用了提问式和案例式的教学方法。为了提高教学效果，笔者制作了丰富的多媒体课件，极大地提高了学生的学习的兴趣。课堂“理论”教学要着重突出普遍性、典型性，理论分析则选择难易程度适中的某个题目进行工艺分析、工艺计算和模具结构设计，使学生具有系统的、完整的、扎实的知识结构。

弯曲模具设计和拉深模具设计这两部分，由于模具结构简单，但弯曲、拉深工艺复杂，而且学生对模具工作原理和模具结构有了一定的了解，所以笔者采用研究性教学方法，通过课前布置的专题研究任务，让学生主动到图书馆或互联网上查找资料，提出解决问题的方法和培养科学研究方法。

3.设计训练载体

训练载体的设计是实施研究性教学的主要环节，它依据教学目标，在相应的教学策略下，为传递教学内容而设计编制的教学内容的组合形式和形态。

笔者在冲裁模具设计部分，通过垫圈的级进模设计和止动件的复合设计两个设计实例，使学生掌握冲裁件的工艺分析、工艺方案的确定、模具的工艺计算、压力设备的选择以及冲压模具结构的设计，培养学生模具设计的基本能力，使学生对模具有一个全面的认识和了解。

在弯曲模具设计部分，弯曲模具的结构设计简单，但弯曲在成型工艺上，弯曲毛坯尺寸计算和弯曲回弹值的确定是个难点。所以笔者设计了“基于Dynaform软件的弯曲件毛坯尺寸计算方法”和“基于Dynaform软件的弯曲件回弹尺寸的确定”两个专题任务。这两个专题主要通过CAE软件对毛坯件进行数值模拟，从而得到毛坯尺寸和回弹数值。在这个专题任务中，并不要求学生懂得有限元原理，只是通过软件操作，使学生了解目前先进的设计方法，提高学生对新技术的认知和兴趣，同时也激励学生探索新的知识领域。

拉深模具设计部分：拉深件的主要质量问题是拉裂和起皱，笔者通过“基于CAE圆筒件的质量分析与优化”这个任务，使学生更加直观地掌握拉深和起皱的影响因素，并对起皱的板料厚度、拉深系数、压边力、模具工作部分的尺寸等因素及解决拉深和起皱的措施，同时也培养了学生的科学研究能力。

二、研究性教学方案实施

“冲压工艺与模具设计”研究性教学方案实施是对教学方案设计做出全面具体而又明确安排的计划。其中包括教学实施过程进程表、教学组织安排、课程考核等内容。

1.教学实施过程进程表

根据教学任务和教学目标，对课堂讲授、课外布置研究报告、项目练习、学生分组讨论等内容进行统筹规划。

2.教学组织安排

在授课前，教师安排好学生分组。每个专题研究要求3～4人一小组。小组成员可以相互沟通，相互研讨，相互合作。小组的每个学生都要交一份研究报告或设计说明书。一些涉及到较深的研究领域，教师首先提出选题，然后引导学生自己去图书馆查找相关资料，分析总结，最后形成报告的形式。完成研究报告或项目训练之后，让每个学生分别陈述研究报告，并提出研究过程中所遇到的问题和解决的对策。教师对学生研究报告的内容及陈述进行点评。

3.课程的考核

考核包括学生成绩的评价方式、等级。以往采用的闭卷考试，学生死记硬背考试内容，并不能真正反应学生的学习效果，也不能体现学生真实能力。教师要改变传统的一考定终身的评价模式，实行课内教学与课外学习相结合的全程评价，采用多样化的考试方式，推进考试制度改革。在评价方式别重视学生的创新能力及科学研究能力，这部分成绩所占的比例应加大。本课程采用期末成绩和平时成绩相结合来进行考核，其中期末笔试占60%，平时成绩占40%。平时成绩中项目训练、研究报告成绩占30%，出勤、作业、课堂提问、学习主动性等占10%。

三、结束语

通过对设计09级、10级学生研究性教学的实践，“冲压工艺与模具设计”课程的教学水平和教学质量有了明显的提高。学生在掌握基本冲压工艺设计和模具结构设计的同时，及时了解科学研究方法，使学生对所学的知识加深了理解，拓宽了知识面，提高了学习兴趣，同时也培养了学生创新性思维能力，使学生能用正确的学科思维解决问题，为今后参加工作奠定了良好的基础。

参考文献：

[1]张胤.研究者――学习者：高校研究性学习之课程与教学体系的构建[J].辽宁教育研究，2004，（7）：63-65.

[2]夏锦文，程晓樵.研究性教学的理论内涵与实践要求[J].中国大学教学，2009，（12）：25-28.

[3]王洁.大学本科研究性教学模式的构建[J].文教资料，2008，