《金属塑性加工技术》教学改革的探讨

刘胜胆

(1.中南大学，材料科学与工程学院，湖南 长沙 410083;2.中南大学，材料科学与工程国家教学示范中心，湖南 长沙 410083)

《金属塑性加工技术》教学改革的探讨

刘胜胆1，2

(1.中南大学，材料科学与工程学院，湖南 长沙 410083;2.中南大学，材料科学与工程国家教学示范中心，湖南 长沙 410083)

简介了《金属塑性加工技术》课程的地位和作用。基于提高学生综合能力的角度，从教学内容、课堂教学方法和形式、实验教学和考核方式四个方面的对该课程的教学改革进行了探讨。

金属塑性加工技术;教学;改革

《金属塑性加工技术》是研究利用金属的塑性，在外力作用下成形为所需形状、尺寸、组织和性能的毛坯或零件的基本知识的学科，亦可称为金属压力加工［1］。金属塑性加工是金属材料制备和金属器件制造的主要成形与加工方式，在国民经济中起着重要的作用，可以说是国家工业、农业和国防发展的基础。该课程是材料加工工程专业的一门主要课程，是在三年级学生学习完《金属塑性加工原理》和《材料科学基础》的基础上开设的专业必修课。这门课程更据工艺性、实践性和前沿性，涉及的知识面广。如今计算机、自控技术在金属塑性加工技术中应用越来越广泛，使得生产过程已逐渐向自动化、连续化及智能化方向转变;一些特种和先进的塑性加工技术的开发和应用也发展迅速。针对这种情况，为了让学生全面的学习和掌握金属塑性加工技术，了解其发展前沿和趋势，该课程的教学需进行改革，遵循现代高等教育发展的客观规律，优化教学内容，改进教学方法，提高教学质量，达到为国民经济建设和社会发展培养出基础好、素质高、能力强的人才的目的。

一、优化教学内容

金属塑性加工具有悠久的历史，传统的金属塑性加工技术包括挤压、轧制、拉拔、锻造和冲压等，这些是必须讲授的课程内容。近年来，在计算机和自控技术应用的推广下，先进设备的开发，促使金属塑性加工技术快速发展。计算机技术已用于模拟工件塑性变形过程中的应力场、应变场和温度场，可用于金属锻造流线分布和缺陷产生情况［1］;而在塑性加工过程中，计算机控制和检测技术已用于自动生产线，例如在发达国家生产中应用了塑性成形柔性加工系统，而像“1+4”铝热连轧生产线的使用大大提高了高精产品的生产效率、成品率及质量［2］。另外，一些特种和先进的塑性加工技术，如超塑性成形、粉末锻造、精密锻造、液态模锻等的应用也日益扩大。为顺应当前技术的飞速发展，教学内容应不仅限于传统塑性加工技术方面的知识，需要不断地进行更新，增加对塑性加工技术、设备的最新发展和计算机应用方面内容的扩充，另外对一些陈旧、偏窄的内容也需要删剪，使得课程内容既具基础性又保持其先进性，让这门课程与时俱进，跟上科学发展的前沿。这不但可以拓宽学生的基础和知识面，而且可活跃学生的思维，激发学生的兴趣，让学生对前沿问题和发展方向有所了解。讨论思维与科学的来源、性质及实践的密切关系，这是符合现代高等教育发展的客观要求。

在金属塑性加工技术的研究中，一个极其重要的问题就是要正确处理加工条件、材料组织结构与产品性能的关系。众所周知，材料的组织结构决定性能。大部分的教学内容都注重于通过塑性加工获得一定形状和尺寸的产品，而对如何控制塑性加工过程中材料的组织结构来获得所需的性能涉及的不够。比如说易拉罐用铝合金罐料板朝着更薄，性能更好的方向发展，其塑性加工过程中除了控制板形及尺寸外，还需控制其中的粗大化合物和织构组态，这对降低制耳率，改善深冲性能有着至关重要的作用［2］。因此，有必要加强金属塑性加工中组织控制方面的内容，强化学生组织决定性能的意识，让他们对金属塑性加工的内涵有更深刻的认识。

二、改进课堂教学方法和形式

在实际课堂教学中，应当针对学生的兴趣和课程的特点，遵循高等教育规律，改革传统的教学方法和形式，充分调动学生学习的积极性［3］。《金属塑性加工技术》是一门工艺性强的课程，它紧密地和生产实际相联系。其教学中如果只由教师在课堂上讲解各种技术，学生只做听众，容易产生枯燥无味的感觉，难以获得好的教学效果。在这种情况下，建议分成小班上课，每个约20个人左右，而且在讲解过程中采用案例教学的方法，就某种塑性加工技术的工艺方案进行讨论，调动学生学习的积极性和参与性，激发学生的兴趣，同时加深学生对加工技术的理解。对一些较难较抽象但又重要的内容，教师可以提前布置预习作业，给出一些谈论的题目，让学生在课外查阅文献先进行自学;在课堂教学时可组织学生进行讨论，各抒己见，激发学生的思维和潜能，通过讨论和辩论将问题彻底弄明白。最后教师将学习的重点和难点进行总结，指出存在的问题以及应该注意的地方。通过这种以学生为主体和核心的教学模式，可提供学生更大的自由度去独立思考，培养其探索问题、分析问题和解决问题的能力，拓展知识，延伸思维［3］。

由于该课程的信息量很大，课堂讲述时间有限，在实际教学过程中还特别要注重现代教育技术的应用［4］。学生在学习课程之前，对金属塑性加工技术的种类及设备等接触不多，缺乏感性认识。因此教师在多媒体课件中应采用大量的生产现场的照片、图片及视频，塑性加工时金属的流动成形过程的三维仿真动画。这可将抽象、枯燥的内容生动、形象地表现出来，变得更容易理解，从而提高学生学习兴趣，增加学生对塑性加工技术的感性认识，让学生在有限的课堂教学中学到更多的知识，改善教学效果，并由感性认识上升至理性认识，形成质的飞跃。

目前网络技术的发展给教学提供了新的途径［5］。因此可以创建网络教学平台，实现教学多媒体课件的在线学习、下载，拓展课程知识，跟踪和了解最新塑性加工技术动态，特别是提供实际生产中金属塑性加工视频的在线观看，为学生提供一个能够全面学习和了解金属塑性加工技术的信息平台，弥补课堂教学时间有限的不足。

此外还应让学生就某一种塑性加工技术写一篇小论文，即通过文献资料的查阅、整理和分析，对某些技术的原理、现象及问题提出自己的看法和建议。这种方式在国外的一些大学是很常见的，可起到很好的教学效果，这对学生是一个极好的锻炼机会，有利于学生综合能力的培养。

三、加强实验教学的改革

《金属塑性加工技术》是一门实践性强的课程，实验教学具有实践性、探索性和直观性的特点，在传授知识的同时，还可培养学生动手实践能力、创新能力，提高科学实验素养，是教学中必不可少的一个关键环节。

目前的实验课主要是验证性实验，其内容、步骤都按照教师的安排进行，结果也是预知的。学生对这样的实验课往往缺乏兴趣，没有积极性，创新力和想象力得不到发挥。针对这种现象，可以采用自主式实验教学的方式［6］。教师可以给出多项实验课题，让学生根据自己兴趣自由选择，并将学生分成3～5人的实验小组，让他们根据具体的课题独立去分析、讨论并制定出实验方案。教师也可以适度地参与到实验方案的制定中去，对一些不完善或者不合理之处提出建议，并向学生仔细解释其修改的原因。学生需在教师的指导下独立完成全部实验内容，并整理实验数据，分析实验中存在的问题，运用所学知识解释观察到的现象，实验结果可以报告或论文的形式提交。

这样可以让学生成为实验的主体，调动学生的实验积极性，将学到的理论知识应用到实际中去，培养发现问题、分析问题和解决问题的能力，增强创新意识，还可培养学生的组织能力和团队合作的精神。

四、改革考核方式

在学生的最终成绩的评定中，除了依据传统的期末闭卷考试成绩外，还要和口试、实验报告、平时作业、小论文相结合。采用口试和小论文考核的方式可更好的检查学生对知识的掌握程度和学习的效果，这也可促使学生积极主动地去学习。应该适当地降低传统笔试在最终成绩中所占的权重，重视学生在口试及小论文中的具有创新性、合理性的想法和见解，鼓励学生自主学习。

结语

金属塑性加工技术的发展需要基础理论深、知识面广、实践能力强、思维活跃的综合性人才。《金属塑性加工技术》课程的教学内容和教学方式也需不断地改进和发展，以达到提高教学质量，培养出优秀人才的要求。

［1］刘楚明.有色金属材料加工［M］.长沙:中南大学出版社，2010.

［2］肖亚庆.铝加工技术实用手册［M］.北京:冶金工业出版社，2005.

［3］刘锋.高等教育学［M］.长沙:湖南大学出版社，2008.

［4］陈乃立.多媒体课堂教学软件之我见［J］.高等工程教育研究，2000(3):67－69.

［5］刘建萍，郭福，邱晓飞.北京教育(高教版)［J］.2009(10):45－46.

［6］潘清林，黄继武，徐国富，曹中一.材料科学与工程实验教学中心的改革与实践，实验室研究与探索［J］.2009，28(1):11－38.

On Reform of the Course Plastic Processing Technology of Metals

LIU Sheng－dan
(School of Materials Science and Engineering，Central South University，Changsha 410083，China;

The status and application of Plastic Processing Technology of Metals were introduced briefly.Based on cultivating the students’comprehensive ability，the reform of the course was discussed from the following aspects:teaching contents and method，experimental teaching and examination forms.

plastic processing technology of metals，teaching，reform

G642.0

A

1671－5004(2010)03－0143－02

2010－04－25

材料科学与工程国家教学示范中心基金项目。

刘胜胆 (1980－)，男，江西吉水人，中南大学讲师，博士，主要从事轻合金塑性变形、组织及性能方面研究。National Teaching Demonstration Center of Materials Science and Engineering，Central South University，Changsha 410083，China)