“模具材料”課程立體化教學(xué)模式探析

謝志雄 談芬芳 羅平

摘要：為了配合我校721人才培養(yǎng)模式改革，培養(yǎng)以成果產(chǎn)出為導(dǎo)向的應(yīng)用型人才，針對“模具材料”課程教學(xué)模式進(jìn)行了必要的改革。在理清了“模具材料”課程體系的內(nèi)涵及處延的基礎(chǔ)上，以培養(yǎng)學(xué)生工程技術(shù)應(yīng)用能力為目標(biāo)，開展教學(xué)設(shè)計；在實際教學(xué)過程中，結(jié)合高等教育的教學(xué)規(guī)律，構(gòu)建了以教材和多媒體課件為藍(lán)本，以模具材料實驗和模具設(shè)計制造實訓(xùn)為支撐，以微課和慕課為表現(xiàn)形式的立體化教學(xué)模式；本課程先后開展了8次課堂討論，達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)，提高了教學(xué)投資收益比。

關(guān)鍵詞：模具材料；教學(xué)設(shè)計；慕課；課堂討論；立體式教學(xué)模式

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）38-0176-02

引言：

教學(xué)過程是一個信息加工和信息傳遞的過程，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的專業(yè)和層次，對課程內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，綜合運用多種教學(xué)手段，以實現(xiàn)最優(yōu)化的信息傳遞，讓學(xué)生成為信息加工的主體和知識意義的主動構(gòu)建者，以達(dá)到最佳的教學(xué)效果[1-3]，提高學(xué)校的教學(xué)效益。

“模具材料”課程是以工程材料、金屬熱處理等課程為基礎(chǔ)，為模具設(shè)計、模具制造等服務(wù)的一門專業(yè)入門課，涉及材料、物理化學(xué)、力學(xué)、機(jī)械、電子和信息等學(xué)科，能直接服務(wù)于生產(chǎn)實際。該課程擁有復(fù)雜的知識結(jié)構(gòu)體系，生澀的專業(yè)術(shù)語，概念繁多，微觀原理抽象晦澀難懂，而且工藝方法實踐性強，特別強調(diào)理論知識與實際應(yīng)用緊密結(jié)合。而過去傳統(tǒng)教學(xué)模式則以黑板板書為主，掛圖為輔助手段，黑板上勾畫材料相圖，粉筆頭上輸出概念的教學(xué)模式，這種教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代教學(xué)要求，很難以生動、有趣地體現(xiàn)“模具材料”課程設(shè)計、制造，模具材料性能特征，材料微觀組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，更不可能體現(xiàn)制造業(yè)恢宏的生產(chǎn)現(xiàn)場[1]。加之我校開設(shè)的“模具材料”課僅40學(xué)時，學(xué)時少，需要掌握的知識量大，缺乏實踐經(jīng)驗和對工藝知識感性認(rèn)識的學(xué)生，習(xí)慣了基礎(chǔ)課上推導(dǎo)演繹的教學(xué)方法，普遍感到該課程抽象、枯燥、難學(xué)。如何用較短的課時，高質(zhì)量、高效率地完成該課程的教學(xué)任務(wù)，就必須進(jìn)行教學(xué)模式改革，采用新的思維體系對“模具材料”課程重新進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，改進(jìn)教學(xué)方法，采用多元教學(xué)模式，構(gòu)建立體化的教學(xué)模式從而達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，提高教學(xué)投資收益比，這與我校倡導(dǎo)的721人才培養(yǎng)模式改革思路是一脈相承的。

一、教學(xué)設(shè)計

根據(jù)國家教育委員會提出高等學(xué)校工程專科應(yīng)“重在實踐，理論以必需夠用為度”的精神，本著為了培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、創(chuàng)新能力、實踐能力和工程意識的原則，在教學(xué)的選擇上，該課程選用了《模具材料及熱處理》（北理工版）作為學(xué)生使用的教材。作者用“模具材料看熔煉，組織結(jié)構(gòu)識相圖，機(jī)械性能靠試驗，改性處理依工藝籌”四句順口溜高度囊括了該教材的主要講授內(nèi)容，并且依據(jù)教學(xué)要求，理清了該課程體系的內(nèi)涵及處延，通過整合資源，對該課程進(jìn)行了全新的教學(xué)設(shè)計。

本課程課堂教學(xué)內(nèi)容著重講授模具材料的概括和現(xiàn)代制造業(yè)中經(jīng)常使用的模具材料種類和各種熱處理方法。學(xué)生在課后則可以通過自學(xué)方式了解其他模具材料及其表面處理技術(shù)。其中，模具材料部分以材料的典型牌號、成分、組織性能及其用途為主線，堅持講授內(nèi)容“淺、寬、通”的原則，授課重點放在如何講清楚各種模具材料物理意義及其實際應(yīng)用上。本課程熱處理部分則應(yīng)重點講清楚傳統(tǒng)熱處理方法和其他各種表面改性方法的選擇及其加工工藝路線，并結(jié)合企業(yè)的實際和生產(chǎn)視頻等影像資料，針對具體牌號開展案例項目式教學(xué)，如冷作模具鋼，重點介紹Cr12MoV，D2，Cr12等模具材料的應(yīng)用以及表面處理新技術(shù)，熱作模具材料重點介紹目前應(yīng)用最多H13，塑料模具材料部分重點介紹目前應(yīng)該廣泛的P20，718的表面處理工藝及其應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容強調(diào)“少、精、寬、新”，重點做到只需解剖一只“麻雀”、學(xué)生就能觸類旁通，提升教學(xué)效果。通過采用案例教學(xué)法，使學(xué)生學(xué)以致用，既增加了學(xué)生的知識面，拓寬了視野，培養(yǎng)了學(xué)生的工程技術(shù)實踐能力[4-5]。

通過對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新組織和安排，可以使學(xué)生對本課程有一個初步、全面系統(tǒng)的了解，起到了既見樹木，又見森林的效果。同時，使學(xué)生對模具材料及其改性熱處理工藝領(lǐng)域有清晰的認(rèn)識和了解，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣。

二、立體化教學(xué)模式的構(gòu)建

“模具材料”是一門原理性、工藝性、實踐性很強的教學(xué)課程，它不像基礎(chǔ)課或其他專業(yè)基礎(chǔ)課那樣，以教授理論知識為主，而是要求教師在教學(xué)過程中應(yīng)密切聯(lián)系實際、原理聯(lián)系工藝，課前預(yù)習(xí)與課堂討論相結(jié)合，視頻教學(xué)與動手實驗互促進(jìn)，這樣才能提高該課程的教學(xué)效果。因此，我們在課程預(yù)習(xí)、講授、討論、實驗以及實訓(xùn)等教學(xué)過程中采用了PPT電子教案、多功能模型教具、Flash動畫、教學(xué)錄像等多媒體形式，全面、生動、直觀地向同學(xué)們鋪展龐雜的課程結(jié)構(gòu)體系，以教材和多媒體課件為藍(lán)本，以模具材料實驗和模具設(shè)計制造實訓(xùn)為支撐，以微課和慕課（Mooc）等新興授課手段為表現(xiàn)形式的立體化教學(xué)模式。

針對“模具材料”課程教學(xué)內(nèi)容多、圖表多、概念難的特點，在教學(xué)過程中，將每章節(jié)的授課提綱、教學(xué)目的、教學(xué)要求、教學(xué)重點、難點、學(xué)習(xí)方法、結(jié)論和小結(jié)，文字和以及重要的圖表制成幻燈片（PPT），并將重要的授課知識點制作成微課，并錄制成每集不超過6分鐘的慕課視頻，上傳至學(xué)校慕課課程中心，供學(xué)生在線觀看，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)，對將要學(xué)的知識有初步了解，這樣進(jìn)一步加大了該課程堂課教學(xué)的信息量，培養(yǎng)了學(xué)生興趣，擴(kuò)寬了學(xué)生視野，并且使學(xué)生對每堂課要達(dá)到學(xué)習(xí)的目的更加明確，對每章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容有了全面系統(tǒng)了解，學(xué)習(xí)更有主動性和針對性，較大地提高了課堂教學(xué)利用率和課堂討論效果[2-3]。

1.微課制作和慕課應(yīng)用相得益彰。作者所在的課程教學(xué)團(tuán)隊將“模具材料”課程核心內(nèi)容拆分成若干個重要知識點，并分工合作制作了系列微課PPT。該微課內(nèi)容制作形象生動、圖文并茂，信息量巨大，清楚地展現(xiàn)了模具材料的類別，描述了模具材料的微觀組織結(jié)構(gòu)；如采用三維立體圖形來展示晶體結(jié)構(gòu)和缺陷等，讓學(xué)生可以直觀地觀察其形體特征和內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，清晰、形象和生動；如采用二維或三維動畫可視化模擬位錯運動，結(jié)晶和重結(jié)晶微觀過程，大大降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。作者將制作好的重要知識點如冷作模具鋼D2，熱作模具材料H13，塑料模具材料718的微課PPT加上教師精講點撥，錄制成視頻應(yīng)用于慕課教學(xué)，并結(jié)合微課PPT，使得授課過程形象生動、直觀、感染力很強。教學(xué)過程從過去變單純的聽覺語言改為視聽同步的動畫模擬演示，有效化解了許多教學(xué)難點。通過視頻講解，彌補了學(xué)生工藝原理和專業(yè)知識方面的不足，增強了學(xué)生的感性認(rèn)識，提高了學(xué)生的認(rèn)知能力，使本課程教學(xué)內(nèi)容更加具體化、形象化、生動化和簡單化，學(xué)生更易于理解和掌握，極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣性[6]，提高了教學(xué)效率和教學(xué)效果。

2.實驗教學(xué)與課堂討論互相促進(jìn)?！澳＞卟牧稀笔且婚T綜合性很強的專業(yè)入門課程。針對專業(yè)性很強的課程教學(xué)，如果學(xué)生僅能做聽眾，而不進(jìn)行動手實踐，則會給學(xué)生造成枯燥無味、紙上談兵的感覺，尤其是對“模具材料”這種理論和實際生產(chǎn)聯(lián)系密切的課程，更加如此。作者所在的課程教學(xué)團(tuán)隊開設(shè)了模具材料選用及熱處理綜合實驗和模具設(shè)計、制造工程實踐訓(xùn)練等實踐環(huán)節(jié)。在此基礎(chǔ)上，作者結(jié)合微課PPT、慕課視頻和綜合實驗開展了8次課堂討論，將一個課堂分成若干個討論小組，每組5～6人，盡量采用以項目為主的案例式教學(xué)，盡可能地在課堂教學(xué)上就具體模具材料牌號、具體工藝路線方案展開討論，每個小組的學(xué)生可以按照自己的興趣，根據(jù)慕課視頻的講授內(nèi)容選擇1～2個案例深入討論，并上臺演講，這樣既有利于發(fā)揮教師的專業(yè)特長，又為學(xué)生提供了自由的展示自我的平臺，體現(xiàn)了“教”與“學(xué)”雙向的主動性和靈活性，通過預(yù)習(xí)、討論和上臺演練及課程實驗就把該課程的重要知識點牢牢掌握了，使教學(xué)投資收益比最大化，培養(yǎng)了學(xué)生工程技術(shù)應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)[7-8]。

三、結(jié)束語

“模具材料”課程的教學(xué)是一門系統(tǒng)工程，知識面廣，涉及面大，與工程實際應(yīng)用密切相關(guān)，在今后的教學(xué)過程中可能會遇到各種教學(xué)難題，這就要求我們需要不斷改進(jìn)教學(xué)模式和方法，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，并借助于現(xiàn)代化教學(xué)手段，提升教學(xué)品質(zhì)。隨著社會信息化進(jìn)一步發(fā)展，可以期待在不久的將來能通過智能手機(jī)APP進(jìn)行模具材料課程教學(xué)，該APP平臺能介紹模具材料的應(yīng)用及發(fā)展前沿，可以錄入教學(xué)大綱、備課教案、課件和教學(xué)錄像，選編相應(yīng)習(xí)題方便學(xué)生復(fù)習(xí)和自測[6]，做到掌中教學(xué)，同時設(shè)立師生互動平臺，讓學(xué)生隨時可以學(xué)習(xí)，教師能隨手解答學(xué)生所提出的問題，進(jìn)一步提高教學(xué)投資收益比。

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