王呼和　閆亮明　李小飛

摘? 要? 為培養(yǎng)材料成型及控制工程專業(yè)應(yīng)用型本科人才，聚焦沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，通過分析沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和考核方法等環(huán)節(jié)存在的問題，提出相應(yīng)的教學(xué)改革措施，評(píng)價(jià)教學(xué)效果，為沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革提供建議和思路。

關(guān)鍵詞? 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)；課程設(shè)計(jì)；應(yīng)用型人才；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2023）03-0111-04

0? 引言

在大力推進(jìn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的背景下，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)展開了工程教育認(rèn)證工作，其實(shí)質(zhì)是增強(qiáng)專業(yè)教育與工程實(shí)踐的聯(lián)系，促進(jìn)工程教育人才培養(yǎng)對(duì)行業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn)[1-3]。為培養(yǎng)符合工程教育認(rèn)證的高級(jí)應(yīng)用型人才，必須聚焦實(shí)踐教學(xué)和工程實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)。在普通高等院校中，專業(yè)設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)在工科實(shí)踐教育中具有較高的地位。沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程是材料成型及控制工程專業(yè)（塑性成形方向）主干課程。根據(jù)該課程專業(yè)特點(diǎn)和就業(yè)方向，課程組目前設(shè)置了兩周時(shí)長(zhǎng)的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)在材料成型及控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)中具有重要的意義。該實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用有重要的鞏固作用，對(duì)沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程建設(shè)有重要的實(shí)踐作用，對(duì)培養(yǎng)材料成型及控制工程專業(yè)應(yīng)用型人才有重要意義。

1? 課程概況

沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是基于沖壓工藝?yán)碚撝R(shí)，完成典型沖壓零件的工藝和模具設(shè)計(jì)。本課程包含沖壓件的工藝性分析、經(jīng)濟(jì)性分析和模具結(jié)構(gòu)和零件設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)過程中，指導(dǎo)教師要求學(xué)生對(duì)典型零件的工藝方案進(jìn)行充分論證，形成有效的成型工藝方案，完成模具設(shè)計(jì)以及相關(guān)模具加工方案等工程實(shí)踐的封閉環(huán)節(jié)。通過本課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生一定的自學(xué)能力和獨(dú)立分析問題、解決問題的能力，使其能夠從事沖壓工藝設(shè)計(jì)實(shí)踐工作。

本課程與其他專業(yè)課程的關(guān)系如圖1所示，對(duì)于先修課程，應(yīng)當(dāng)掌握機(jī)械加工基礎(chǔ)基本知識(shí)，熟練掌握模具制造工藝基礎(chǔ)知識(shí)，了解材料成型設(shè)備課程專業(yè)知識(shí)，掌握沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程的重點(diǎn)理論知識(shí)，掌握沖壓件工藝性分析方法和模具設(shè)計(jì)方法后學(xué)習(xí)本課程。對(duì)于后續(xù)課程，應(yīng)具有編制沖壓工藝卡以及模具設(shè)計(jì)的能力，對(duì)今后畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等課程以及從事沖壓生產(chǎn)類工作起到實(shí)際訓(xùn)練作用。

2? 學(xué)情分析

本課程授課對(duì)象為材料科學(xué)與工程學(xué)院材料成型及控制工程專業(yè)（塑性成型方向）大四學(xué)生，開課學(xué)期為第七學(xué)期。這時(shí)學(xué)生具有一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)專業(yè)課程和實(shí)踐類課程感興趣，有強(qiáng)烈的工程實(shí)踐期望。通過先修課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)了解各類金屬成型工藝方法，掌握了金屬塑性成型原理，具有閱讀裝配圖和零件圖能力，具有模具制造工藝基本知識(shí)。同時(shí)，本課程開課學(xué)期學(xué)生正處于畢業(yè)前期，研究生考試和找工作等環(huán)節(jié)的壓力時(shí)常影響學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)進(jìn)度要求，因此，在課程設(shè)置時(shí)應(yīng)著重考慮開課學(xué)期和課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)等情況。

3? 課程教學(xué)中存在的問題分析

目前，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)培養(yǎng)方案為2016年制定，沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)總體情況分析如下。

3.1? 教學(xué)方法

沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)主要以傳統(tǒng)的分組式和輔導(dǎo)式為主，該輔導(dǎo)方法主要是通過指導(dǎo)教師將學(xué)生分成若干組，分發(fā)設(shè)計(jì)題目，在一定的時(shí)間內(nèi)（一般兩周時(shí)間），以集中輔導(dǎo)的方式完成設(shè)計(jì)任務(wù)[4]。教學(xué)主要依靠學(xué)生自覺性和主動(dòng)性。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)地方應(yīng)用型工科院校學(xué)生的實(shí)際情況，上述教學(xué)方法已不符合當(dāng)前應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，再加之個(gè)別學(xué)生不善于積極主動(dòng)交流，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。因此，需要加強(qiáng)教師在指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)過程中的總體監(jiān)控作用，采用不同的教學(xué)方法，分類指導(dǎo)，因材施教。課程設(shè)計(jì)屬于實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)方案中其他理論基礎(chǔ)課程的內(nèi)容與其銜接和聯(lián)系程度不足，課程設(shè)置問題凸顯，導(dǎo)致學(xué)生不知理論知識(shí)的運(yùn)用之處，經(jīng)常出現(xiàn)沖壓工藝分析不正確、不合理，設(shè)計(jì)圖紙的尺寸標(biāo)注不規(guī)范，設(shè)計(jì)說明書不規(guī)范等現(xiàn)象。

3.2? 教學(xué)內(nèi)容

沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：分發(fā)設(shè)計(jì)題目、沖壓零件工藝性分析、必要的工藝計(jì)算、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繪制模具總裝配圖、繪制模具零件圖紙、編寫設(shè)計(jì)說明書等。分析往屆課程設(shè)計(jì)題目可知，課程設(shè)計(jì)題目偏簡(jiǎn)單，不同形狀類型冷沖壓零件偏少，同一組中指導(dǎo)教師人數(shù)少，而學(xué)生人數(shù)較多，出現(xiàn)了冷沖壓模具設(shè)計(jì)結(jié)果類似的現(xiàn)象。設(shè)計(jì)過程中對(duì)零件的工藝分析方法單一，只是從沖壓工藝?yán)碚撋线M(jìn)行分析，未與實(shí)踐過程相結(jié)合，理論和實(shí)踐脫節(jié)，無法完成既定的教學(xué)目標(biāo)。多數(shù)學(xué)生沖壓模具設(shè)計(jì)根據(jù)CAD二維圖紙完成，對(duì)行業(yè)內(nèi)部模具設(shè)計(jì)方法了解較少，模具CAD/CAM/CAE軟件在設(shè)計(jì)過程中的運(yùn)用偏少，因此，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)所設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)是否能夠運(yùn)用于工程實(shí)踐產(chǎn)生較大的懷疑，整個(gè)設(shè)計(jì)過程只停留在二維紙面上。

3.3? 考核方法

沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)考核方式為直接考核，考核內(nèi)容由平時(shí)表現(xiàn)、圖紙質(zhì)量、設(shè)計(jì)說明書、答辯成績(jī)組成。目前，課程設(shè)計(jì)中平時(shí)表現(xiàn)主要考核學(xué)生按時(shí)出勤情況。分析往屆學(xué)生成績(jī)可知，平時(shí)表現(xiàn)成績(jī)由出勤率決定，具有一定的片面性，因此，有必要采取一定的措施改革平時(shí)表現(xiàn)成績(jī)的考核。圖紙和設(shè)計(jì)說明書的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)主要由指導(dǎo)教師通過查閱圖紙、設(shè)計(jì)說明書以及答辯時(shí)回答問題情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，但目前存在的問題是個(gè)別指導(dǎo)教師由于缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生所設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)合理性、經(jīng)濟(jì)利用率及成本評(píng)價(jià)不能完全與行業(yè)接軌，對(duì)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)有一定的影響。

4? 擬采取的改革措施

4.1? 教學(xué)方法

針對(duì)上述教學(xué)方法中課程設(shè)置問題，課程組采取了理論課程學(xué)習(xí)過程中分發(fā)課程設(shè)計(jì)題目和任務(wù)，隨著理論課程的深入使學(xué)生能夠提前考慮課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中遇到的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題，做到理論課程聯(lián)系實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。該方法涉及的理論課程有沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝、材料成型設(shè)備等課程，后續(xù)可結(jié)合專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐課程對(duì)所設(shè)計(jì)的模具進(jìn)行實(shí)操加工以及裝配試驗(yàn)，使設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)不再停留于二維圖紙。

針對(duì)教學(xué)方法單一問題，在課程設(shè)計(jì)中期環(huán)節(jié)，指導(dǎo)教師組織并增加了小組討論環(huán)節(jié)，使每個(gè)學(xué)生參與合作完成設(shè)計(jì)中期任務(wù)，培養(yǎng)了協(xié)調(diào)團(tuán)隊(duì)工作的能力，并在最終考核和成績(jī)中體現(xiàn)這一部分完成情況[5-6]。

同時(shí)，課程組預(yù)期增加線上輔導(dǎo)以及線上資源共享，通過MOCC和網(wǎng)絡(luò)沖壓五金模具設(shè)計(jì)資源分享典型沖壓模具設(shè)計(jì)案例，使學(xué)生設(shè)計(jì)思路更加清晰，運(yùn)用各類資源更加熟練，促進(jìn)課程設(shè)計(jì)更好地完成。在沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程理論知識(shí)講解過程中，任課教師增加材料成型CAD/CAM分析方法等內(nèi)容，學(xué)生自學(xué)AutoForm 4.0軟件，充分領(lǐng)會(huì)典型零件工藝分析方法，促使沖壓工藝方案的確定更貼近工程實(shí)際，提高工藝方案可行性。

4.2? 教學(xué)內(nèi)容

優(yōu)化課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，明確設(shè)計(jì)過程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。具體措施為：根據(jù)教學(xué)需要可通過鼓勵(lì)專業(yè)教師到生產(chǎn)實(shí)習(xí)單位參與產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)改造等工作。加強(qiáng)學(xué)習(xí)和交流，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，將行業(yè)和工程實(shí)際中典型沖壓產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)作為該課程設(shè)計(jì)題目來源。增加設(shè)計(jì)類題目數(shù)量，盡可能做到不同類型沖壓件的選取，設(shè)置必做題目（基礎(chǔ)題目）和選做題目（能力提升類題目），提供不同難度題目選項(xiàng)，滿足不同層次學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的要求，充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，并制定考核方案[7-8]。增加前期CAD/CAM分析內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生與生產(chǎn)實(shí)際的聯(lián)系程度，利用AutoForm軟件分析典型拉伸類零件沖壓工藝過程，使工藝計(jì)算和數(shù)值模擬相結(jié)合，更加準(zhǔn)確制定沖壓工藝方案。

根據(jù)學(xué)生對(duì)繪圖軟件以及基礎(chǔ)理論課程的掌握程度，有針對(duì)性地制定課程設(shè)計(jì)題目和任務(wù)。對(duì)有三維軟件和模擬仿真基礎(chǔ)的學(xué)生（選擇能力提升類題目的學(xué)生），制定三維軟件出圖和數(shù)值模擬相結(jié)合的任務(wù)。將傳統(tǒng)的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝配圖和零件圖繪制等程序均在CAM軟件上完成，并編寫相應(yīng)的設(shè)計(jì)說明書，總體改革措施如表1所示。

根據(jù)課程目標(biāo)的要求，增加指導(dǎo)教師對(duì)行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)零件以及零件圖畫法的針對(duì)性輔導(dǎo)。同時(shí)，每一個(gè)題目指定一名企業(yè)指導(dǎo)教師，協(xié)助指導(dǎo)教師完成各項(xiàng)設(shè)計(jì)過程以及必要的模具成本核算等工作，使學(xué)生的設(shè)計(jì)更貼近冷沖壓行業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，一般情況下，企業(yè)指導(dǎo)教師指導(dǎo)時(shí)間不少于10學(xué)時(shí)，并對(duì)組內(nèi)學(xué)生進(jìn)行有效的考核評(píng)價(jià)。

4.3? 考核方法

考核方式制定總體思路是將成績(jī)量化指標(biāo)分散到平時(shí)各個(gè)階段任務(wù)完成情況。根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書要求的步驟和程序，可分別在前期、中期、后期、答辯四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行成績(jī)考核評(píng)價(jià)。將以上幾個(gè)環(huán)節(jié)統(tǒng)稱為平時(shí)表現(xiàn)，針對(duì)以往平時(shí)表現(xiàn)的考核方法過于主觀化、不具體，個(gè)別學(xué)生的評(píng)價(jià)和成績(jī)與實(shí)際不符的現(xiàn)象，制定了詳細(xì)的平時(shí)表現(xiàn)考核內(nèi)容以及方法。平時(shí)表現(xiàn)包括：沖壓手冊(cè)以及各項(xiàng)參考資料準(zhǔn)備情況；考勤情況；是否按時(shí)與指導(dǎo)教師溝通設(shè)計(jì)思路，包括沖壓工藝方案確定、模具結(jié)構(gòu)確定以及后續(xù)各零件的設(shè)計(jì)以及制造過程的完成情況。與此同時(shí)，進(jìn)一步細(xì)化圖紙和設(shè)計(jì)說明書的考核標(biāo)準(zhǔn)，以提高圖紙質(zhì)量和設(shè)計(jì)說明書撰寫規(guī)范性?？傮w考核方法如表2所示。

5? 教學(xué)效果評(píng)價(jià)

本文改進(jìn)傳統(tǒng)沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)方法，將改進(jìn)的教學(xué)方法、內(nèi)容以及考核措施引入2017級(jí)和2018級(jí)學(xué)生沖壓課程設(shè)計(jì)。對(duì)比2016級(jí)課程設(shè)計(jì)成績(jī)，改革后，2017級(jí)和2018級(jí)課程設(shè)計(jì)成績(jī)總體情況良好，低分學(xué)生數(shù)量明顯降低，中高分學(xué)生數(shù)量明顯提高。筆者認(rèn)為產(chǎn)生這一變化的主要原因是設(shè)計(jì)過程中選題內(nèi)容擴(kuò)大化、教學(xué)方法多樣化、考核方式更細(xì)化。本文所述理論與實(shí)踐教學(xué)改革措施讓學(xué)生掌握專業(yè)理論知識(shí)的同時(shí)，提高了本專業(yè)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和解決實(shí)際問題的能力，為同類實(shí)踐課程教學(xué)改革提供了有效的建議和思路。

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