论文部分内容阅读
摘 要:为了更好地完成“塑性成形原理”课程的教学目的,提高教学质量,本文根据“塑性成形原理”课程的内容特点及教学实践,探讨了本课程的教学特点、教学方法、教学效果及体会。
关键词:塑性成形原理 教学方法
中图分类号:G64 文献标识码:Ａ 文章编号:1674-098X(2012)07(a)-0156-02
“塑性成形原理”是材料成形及控制工程专业的基础理论课程,也是该专业的主干课程。课程着重阐明金属塑性成形等基本材料成形技术的内在规律和物理本质。通过教学,使学生初步掌握金属塑性加工的基本原理和共性问题;初步了解金属塑性成形的物理基础和力学基础理论,了解不同塑性成形工艺的特点,掌握金属塑性变形力学分析的基本方程和特点,掌握塑性成形力学的求解方法等;培养学生分析问题和解决问题的能力,能够运用所学的理论对一些典型的实际工程问题进行大致的分析;为学习有关的后继课程和将来从事相关生产技术工作打下必要的基础。但由于课程本身理论性较强,涉及大量数学和力学内容,使得课程的难度明显增加,长期以来,学生们普遍反映“塑性成形原理”课难学;老师感觉“塑性成形原理”课难教,即花費了很大的精力,教学效果却并不明显。
随着制造业的日益发展,各种新理论、新技术、新方法不断涌现,也给我们从事这方面专业教育的工作者们提出了更高的要求。因此,我们需要不断总结和改进教学方法,提高教学质量,从而为社会培养综合素质高、知识结构全面的栋梁之才。
1 课程内容分析
课程的主要内容包括:
(1)金属塑性变形时的力学基础理论。包括应力状态、应变状态、屈服准则、本构关系等,并将应力、应变、屈服准则之间的内在关系联系在一起作了介绍。
(2)金属的塑性及超塑性、加工硬化、影响金属塑性变形的因素及塑性变形对金属组织和性能的影响;讨论了塑性变形时金属变形与流动的有关问题,包括最小阻力定律、变形不均匀性及影响因素、附加应力、残余应力、金属的断裂、塑性成型件中的褶皱及塑性成型中的摩擦与润滑。
(3)对塑性成型基本工序进行了力学分析,并利用主应力法求解。
(4)滑移线场理论基础和实际解法。
(5)简要介绍塑性成型问题的其他解法,如上限法、有限元法等。
由上可见,“塑性成形原理”课程涉及内容复杂,既与多个专业的基础理论密不可分,又与生产实践紧密相连。如何能让学生在课程学习的有限时间内掌握“塑性成形原理”课程的主要内容,培养在现场实际分析问题、解决问题的能力,并在以后的实际工作中应用基础理论知识进行产品工艺分析和设计,从而产生实际经济效益,这是我们从事“塑性成形原理”教学工作者应该认真思考的。
2 教学方法探讨及实践体会
“塑性成形原理”课程在我校已经开设了6年时间了,课程在我校用于材料成型与控制专业,一般有三个班的学生上课。教学中发现,前8排的同学,即70%的同学能认真听讲,后面几排的学生基本半听不听。面对抽象而枯燥的教学内容,如何让同学们在课堂上长时间的保持注意力集中,紧跟老师的思路来进行思考,从而有效地理解和掌握课程内容呢？经过多年的教学实践,有以下几个有关教学方面的体会。
(1)突出基本理论基本概念基本方法。由于“塑性成形原理”是一门与成形工艺结合紧密的、有很强的应用性的技术基础课,因此在教学中教师和学生都很容易忽视对成形原理基本概念和基本数据的教与学。以往许多学生学完“塑性成形原理”课程后不能正确解释材料成型过程中的一些变形行为,当被问及金属材料的变形行为和其内在的应力状态和组织结构的关系时茫然若失。然而,这些常识性的内容往往对学生参加工作后现场解决实际问题是至关重要的,它要求我们教师在材料成形理论的教学中必须突出基本理论、基本概念及基本方法,并且注重对三个“基本”的教学也将有助于培养学生的创造性思考及对问题的深刻理解。
(2)时刻跟踪材料成形技术的发展动向,熟悉最新的材料成形技术的发展和应用情况。
材料成形方法和理论的研究可以追溯到1864年,经过长期的发展,材料成形方法和理论得到了极大的提高和完善。特别是随着计算机技术的飞速发展和应用,给材料成形领域注入了新的内涵。近年来,CAD/CAE/CAM技术在材料成形领域的应用越来越广泛和深入,大幅度提高了产品和工程设计水平及劳动生产率,降低了消耗,缩短了科研和新产品开发周期,使整个产业的设计思路和设计方法都发生了深刻的变化。而目前的课本,其内容与十几年前相比变化并不是很大。作为教师,只有时刻跟踪材料成形技术的最新发展,才能站在一个较高的高度,让学生在最短的时间内了解和掌握最新的科技成果,最新的科技动向,提高学生的学习兴趣。在教学实践中看到,当介绍新的科技成果及其在生产实际中的应用情况时,学生的学习兴趣和积极性普遍提高,课间提问题和索要相关资料的学生明显增多。
(3)注重教学方法的探索。由于“塑性成形原理”课程在材料成形及控制工程专业中的重要性,以及课程本身、特别是塑性成形力学基础部分所涉及的大量数学和力学内容,使得课程的难度明显增加,有些学生在学习中可能感觉“塑性成形原理”课难学。因此,合理利用教学方法,使学生容易接受并提高学习兴趣显得尤为重要。我们在教学中从以下几个方面进行探索实践,取得了较好的效果。
1)循序渐进,克服畏难情绪。所谓“塑性成形原理”的难学,只不过是学生对一些高等数学和物理知识的掌握不牢,而不是成形原理本身的难度。根据这些情况,在教学中循序渐进,从简单到复杂,逐渐树立学生的学习自信心。同时,教师应做疏导教育工作,使学生克服畏难思想。在教学实践中通过上述工作,并结合自己在学习中的一些体会进行引导,使学生逐渐打消了对该课程的畏难心理,取得了一定的效果,学生学习积极性逐渐高涨,教学效果是好的,期末考试也都取得了较好的成绩。
2)教学中作到理论联系实际。“塑性成形原理”课中的许多理论、概念、公式是很抽象的,必须通过联系工程实际问题的讲解,或联系实际的例题及习题的学习,才容易做到深入理解和融会贯通。在教学中,理论知识的讲解要结合具体的生产实际和例题来进行,并通过作业来练习课后的习题来达到这一目的。 3)用问题驱动课程的展开。教师把教学内容经自己的理解以后分解组织成一个个问题。用问题来串联知识点,驱动课程的展开。问题的设置既要通俗易懂,又要有冲击力。通过提问,一方面加强了与学生的互动,另一方面用问题来吸引同学的注意力,造成一个一个新的兴奋点来刺激学生的大脑,使其始终处于活跃状态。
4)根据学生的反应及时调整讲课节奏。上课时注意观察学生的反应,掌握其接受程度,根据学生的接受程度随时调整自己的讲课节奏。这方面一是观察其眼神,二是通过其回答问题来掌握,对反应较迷茫的课程内容要重复讲解。如果只顾自己讲自己的,就可能造成有的同学由于某处没听懂,跟不上,而放弃听讲。
5)强调复习。包括两方面,一是课堂上老师带领大家复习。即在讲解一个新概念、新原理之前,首先要对与其相关的基础知识进行复习,扫除外围的障碍后,再瞄准主要難点问题,重点突破。由于此课程的内容前后关联性比较大,这样做,既加深了大家对课程内容的记忆,又有利于对后面课程的理解,往往取得较好的效果;二是课后学生自己复习。课堂上的听懂,只是初步接受了,要想真正掌握,还要通过课下的复习来进一步消化吸收。可以通过布置课后作业,作业成绩与考试成绩挂钩的方式来进行。
6)运用现代化教学手段及方法。对于“塑性成形原理”这样较深奥的课程,利用多媒体及音像等的辅助教学对提高教学效果将收到事半功倍的效果。目前一些原理课程教学多是全部由教师讲授,且讲得过细。这种教学方式造成了学生只是被动地听课,缺少主动地创造性思维,是一种单向灌输式的教学方式。应将这种僵化的灌输式的教学改为教师讲授与学生分析研究相结合,并应用音像、多媒体等先进的教学手段实现交互式教学,使学生由被动变主动,改善教学效果,提高教学质量。例如,讲到金属板料拉深成型起皱的原因时,由于拉深时金属流动变形过程的复杂性,给教师讲授和学生理解带来一定困难。但是通过观看三维动画成型过程,就可以得到形象化的理解。
3 教学效果
经过几年的教学实践,随着教学方法的不断改进和完善,逐渐显现出良好的教学效果,学生的学习兴趣和积极性普遍提高,课堂上积极举手回答问题,课间提问题和索要相关资料的学生明显增多,课后作业正确率和考试成绩都有较大的提高。
参考文献
[1] 王尧.金属塑性成形原理.北京:机械工业出版社,2003.
[2] 俞汉清,陈金德.金属塑性成形原理.北京:机械工业出版社,2011.
关键词:塑性成形原理 教学方法
中图分类号:G64 文献标识码:Ａ 文章编号:1674-098X(2012)07(a)-0156-02
“塑性成形原理”是材料成形及控制工程专业的基础理论课程,也是该专业的主干课程。课程着重阐明金属塑性成形等基本材料成形技术的内在规律和物理本质。通过教学,使学生初步掌握金属塑性加工的基本原理和共性问题;初步了解金属塑性成形的物理基础和力学基础理论,了解不同塑性成形工艺的特点,掌握金属塑性变形力学分析的基本方程和特点,掌握塑性成形力学的求解方法等;培养学生分析问题和解决问题的能力,能够运用所学的理论对一些典型的实际工程问题进行大致的分析;为学习有关的后继课程和将来从事相关生产技术工作打下必要的基础。但由于课程本身理论性较强,涉及大量数学和力学内容,使得课程的难度明显增加,长期以来,学生们普遍反映“塑性成形原理”课难学;老师感觉“塑性成形原理”课难教,即花費了很大的精力,教学效果却并不明显。
随着制造业的日益发展,各种新理论、新技术、新方法不断涌现,也给我们从事这方面专业教育的工作者们提出了更高的要求。因此,我们需要不断总结和改进教学方法,提高教学质量,从而为社会培养综合素质高、知识结构全面的栋梁之才。
1 课程内容分析
课程的主要内容包括:
(1)金属塑性变形时的力学基础理论。包括应力状态、应变状态、屈服准则、本构关系等,并将应力、应变、屈服准则之间的内在关系联系在一起作了介绍。
(2)金属的塑性及超塑性、加工硬化、影响金属塑性变形的因素及塑性变形对金属组织和性能的影响;讨论了塑性变形时金属变形与流动的有关问题,包括最小阻力定律、变形不均匀性及影响因素、附加应力、残余应力、金属的断裂、塑性成型件中的褶皱及塑性成型中的摩擦与润滑。
(3)对塑性成型基本工序进行了力学分析,并利用主应力法求解。
(4)滑移线场理论基础和实际解法。
(5)简要介绍塑性成型问题的其他解法,如上限法、有限元法等。
由上可见,“塑性成形原理”课程涉及内容复杂,既与多个专业的基础理论密不可分,又与生产实践紧密相连。如何能让学生在课程学习的有限时间内掌握“塑性成形原理”课程的主要内容,培养在现场实际分析问题、解决问题的能力,并在以后的实际工作中应用基础理论知识进行产品工艺分析和设计,从而产生实际经济效益,这是我们从事“塑性成形原理”教学工作者应该认真思考的。
2 教学方法探讨及实践体会
“塑性成形原理”课程在我校已经开设了6年时间了,课程在我校用于材料成型与控制专业,一般有三个班的学生上课。教学中发现,前8排的同学,即70%的同学能认真听讲,后面几排的学生基本半听不听。面对抽象而枯燥的教学内容,如何让同学们在课堂上长时间的保持注意力集中,紧跟老师的思路来进行思考,从而有效地理解和掌握课程内容呢？经过多年的教学实践,有以下几个有关教学方面的体会。
(1)突出基本理论基本概念基本方法。由于“塑性成形原理”是一门与成形工艺结合紧密的、有很强的应用性的技术基础课,因此在教学中教师和学生都很容易忽视对成形原理基本概念和基本数据的教与学。以往许多学生学完“塑性成形原理”课程后不能正确解释材料成型过程中的一些变形行为,当被问及金属材料的变形行为和其内在的应力状态和组织结构的关系时茫然若失。然而,这些常识性的内容往往对学生参加工作后现场解决实际问题是至关重要的,它要求我们教师在材料成形理论的教学中必须突出基本理论、基本概念及基本方法,并且注重对三个“基本”的教学也将有助于培养学生的创造性思考及对问题的深刻理解。
(2)时刻跟踪材料成形技术的发展动向,熟悉最新的材料成形技术的发展和应用情况。
材料成形方法和理论的研究可以追溯到1864年,经过长期的发展,材料成形方法和理论得到了极大的提高和完善。特别是随着计算机技术的飞速发展和应用,给材料成形领域注入了新的内涵。近年来,CAD/CAE/CAM技术在材料成形领域的应用越来越广泛和深入,大幅度提高了产品和工程设计水平及劳动生产率,降低了消耗,缩短了科研和新产品开发周期,使整个产业的设计思路和设计方法都发生了深刻的变化。而目前的课本,其内容与十几年前相比变化并不是很大。作为教师,只有时刻跟踪材料成形技术的最新发展,才能站在一个较高的高度,让学生在最短的时间内了解和掌握最新的科技成果,最新的科技动向,提高学生的学习兴趣。在教学实践中看到,当介绍新的科技成果及其在生产实际中的应用情况时,学生的学习兴趣和积极性普遍提高,课间提问题和索要相关资料的学生明显增多。
(3)注重教学方法的探索。由于“塑性成形原理”课程在材料成形及控制工程专业中的重要性,以及课程本身、特别是塑性成形力学基础部分所涉及的大量数学和力学内容,使得课程的难度明显增加,有些学生在学习中可能感觉“塑性成形原理”课难学。因此,合理利用教学方法,使学生容易接受并提高学习兴趣显得尤为重要。我们在教学中从以下几个方面进行探索实践,取得了较好的效果。
1)循序渐进,克服畏难情绪。所谓“塑性成形原理”的难学,只不过是学生对一些高等数学和物理知识的掌握不牢,而不是成形原理本身的难度。根据这些情况,在教学中循序渐进,从简单到复杂,逐渐树立学生的学习自信心。同时,教师应做疏导教育工作,使学生克服畏难思想。在教学实践中通过上述工作,并结合自己在学习中的一些体会进行引导,使学生逐渐打消了对该课程的畏难心理,取得了一定的效果,学生学习积极性逐渐高涨,教学效果是好的,期末考试也都取得了较好的成绩。
2)教学中作到理论联系实际。“塑性成形原理”课中的许多理论、概念、公式是很抽象的,必须通过联系工程实际问题的讲解,或联系实际的例题及习题的学习,才容易做到深入理解和融会贯通。在教学中,理论知识的讲解要结合具体的生产实际和例题来进行,并通过作业来练习课后的习题来达到这一目的。 3)用问题驱动课程的展开。教师把教学内容经自己的理解以后分解组织成一个个问题。用问题来串联知识点,驱动课程的展开。问题的设置既要通俗易懂,又要有冲击力。通过提问,一方面加强了与学生的互动,另一方面用问题来吸引同学的注意力,造成一个一个新的兴奋点来刺激学生的大脑,使其始终处于活跃状态。
4)根据学生的反应及时调整讲课节奏。上课时注意观察学生的反应,掌握其接受程度,根据学生的接受程度随时调整自己的讲课节奏。这方面一是观察其眼神,二是通过其回答问题来掌握,对反应较迷茫的课程内容要重复讲解。如果只顾自己讲自己的,就可能造成有的同学由于某处没听懂,跟不上,而放弃听讲。
5)强调复习。包括两方面,一是课堂上老师带领大家复习。即在讲解一个新概念、新原理之前,首先要对与其相关的基础知识进行复习,扫除外围的障碍后,再瞄准主要難点问题,重点突破。由于此课程的内容前后关联性比较大,这样做,既加深了大家对课程内容的记忆,又有利于对后面课程的理解,往往取得较好的效果;二是课后学生自己复习。课堂上的听懂,只是初步接受了,要想真正掌握,还要通过课下的复习来进一步消化吸收。可以通过布置课后作业,作业成绩与考试成绩挂钩的方式来进行。
6)运用现代化教学手段及方法。对于“塑性成形原理”这样较深奥的课程,利用多媒体及音像等的辅助教学对提高教学效果将收到事半功倍的效果。目前一些原理课程教学多是全部由教师讲授,且讲得过细。这种教学方式造成了学生只是被动地听课,缺少主动地创造性思维,是一种单向灌输式的教学方式。应将这种僵化的灌输式的教学改为教师讲授与学生分析研究相结合,并应用音像、多媒体等先进的教学手段实现交互式教学,使学生由被动变主动,改善教学效果,提高教学质量。例如,讲到金属板料拉深成型起皱的原因时,由于拉深时金属流动变形过程的复杂性,给教师讲授和学生理解带来一定困难。但是通过观看三维动画成型过程,就可以得到形象化的理解。
3 教学效果
经过几年的教学实践,随着教学方法的不断改进和完善,逐渐显现出良好的教学效果,学生的学习兴趣和积极性普遍提高,课堂上积极举手回答问题,课间提问题和索要相关资料的学生明显增多,课后作业正确率和考试成绩都有较大的提高。
参考文献
[1] 王尧.金属塑性成形原理.北京:机械工业出版社,2003.
[2] 俞汉清,陈金德.金属塑性成形原理.北京:机械工业出版社,2011.