热加工设备及设计课程教学改革探讨

马劲红

（河北联合大学冶金与能源学院，河北 唐山063009）

热加工设备及设计课程是材料成型及控制以及金属材料工程专业本科的专业必修课程之一。本课程由两部分组成：轧钢机械的主要设备和辅助设备部分。着重阐明各种设备类型选择、参数确定、主要部件受力分析以及强度和刚度的计算等。通过本课程的学习，使学生了解主要设备的零部件和各种辅助设备的工作原理、受力情况等，能够根据实际工艺要求选择各种设备，并能进行简单的设备设计。本课程属于专业技术基础课，涉及的知识面较广，是机械制图、力学、数学、机械原理、机械设计及自动控制等多学科知识的综合。另外，随着科技的发展，轧钢机械设备的改造和创新速度也较快，传统的教学内容和教学方法也急需更新。因此，本课程的讲授和学习难度都比较大，需要在教学和学习过程中引入先进的教学理念和教学方法。

1 热加工设备及设计课程特点及存在的问题

根据我校培养合格的高级应用型人才的办学定位，课程建设的指导思想是力求将本课程的基础性、应用性和前瞻性等特点有机地结合起来，并体现在教学内容的安排和教学方法的实现中。为了培养学生理论联系实际、分析和解决实际轧钢机械设备问题的能力及创新能力，教师应把科研与教学，生产实践与理论研究紧密结合，不断把最新的科研成果充实到教学内容中去，不断优化教学内容，使学生学到先进的专业知识，掌握解决实际问题的新思路和新方法、了解学科的动态和发展前沿。《热加工设备及设计》在专业人才培养目标中发挥着重要作用，具有较强的理论性，并和实际紧密结合。

在传统的教学过程中，多以教材内容和板书教学为主，内容抽象，学生在学习过程中不能很好的理解和消化。教授内容与生产实际的关系不紧密，造成教学与生产实际脱节，学生不能很好的将学到的知识用到实际生产中。加之现在生产实习环节多流于形式，学生对实习内容不理解或理解不深刻，周而复始会造成学生的厌学情绪。不利于教学过程的顺利进行，学生的积极性得不到激发。教学内容滞后于理论研究太多，导致内容过于陈旧，不利于学生了解或掌握当前轧钢设备情况，头脑封闭和僵化等。

在学习本课程时，培养学生“理论联系实际”的观点，并且注重培养学生独立分析问题和解决问题的能力。使学生具有扎实的理论基础和较深厚的专业知识，以适应我国社会主义现代建设的需要。

2 改革教学内容

2.1 充实和更新教学内容

根据专业需要，充实和更新教学内容，为了使热加工设备及设计课程知识更好地为金属材料和材料成型专业所应用。几年来，通过教学实践和社会调查，并参阅大量的理工科院校相关的教材和技术资料，从中精选适合专业需要的轧钢机械的内容，在精选的充实教学内容的过程中，注重新颖，内容的精炼，前后内容的系统连贯性和循序渐进，在适应教学的基础上，改变原有的教学顺序，而所教授课程更加系统化，条理清楚。比如轧辊材料，是教材上第二章第三节的内容，而把教材上为第六节轧辊的新材料和第七节轧辊制造的新工艺放在一起讲，知识点更加集中，重点容易突出，学生更容易掌握。

2.2 注重理论与工程实际的联系和对学生他们能力及他们知识的培养

通过几年的教学实践，笔者认为改革教学内容就要做到两结合：“设备与工艺相结合”，“传统与先进相结合”。

2.2.1 设备与工艺相结合

轧钢设备是为实现特定的轧制生产工艺或工艺中的某一个工序而设计的。简言之，轧钢设备为轧钢工艺服务。搞清楚设备与工艺的关系，在选择设备时才能有因可循，在设计设备时，才能有的放矢。例如在讲授轧辊分类时，应该把平辊和辊型曲线结合起来讲授，使学生掌握加辊型曲线的目的是为了控制板形。对于不同的轧制生产线，由于自身的特点，所选的设备也不同。例如：在讲述剪切机的类型时，应把平刃剪、斜刃剪、飞剪和圆盘剪等剪切机的用途和和分别用何种生产工艺线上的哪个生产工序讲清楚。

2.2.2 传统与先进相结合

讲述传统设备的结构原理的同时，引入最新设备，简要讲述其结构原理和应用，有利于使学生了解最新的轧钢设备，既扩展了学生的视野，又提高学生学习的积极性的专业兴趣。

3 改革教学组织方法

在掌握一个科学、合理的轧钢机械设备课程体系后，关系是更改教学方法来提高教学效果，采用模型教学，电化 教学，计算机辅助教学，开展课堂讨论，激发学生学习兴趣，采用归纳类比法，启发式教学法，分类对比等一系列行之有效的教学方法，使课堂效果大幅度提高。

3.1 与相关课程有机结合

轧钢机械是金属材料专业和材料成型专业的技术基础课，怎么处理好该课程与基础课及专业课的关系问题，是涉及该课程教学效果的大问题，为此，笔者从几年的教学实践得出的结论是：利用高等数学、材料力学、理论力学、机械原理、机械制图、液压传动等先行课程所学过的知识讲授轧钢机械课来解决学生认为本课程中抽象难学的问题。克服学生畏难心理。

3.2 利用多媒体教学

利用多媒体教学，现在学生实习多流于形式，现场参观实习多是走马观花，加之生产现场从安全角度考虑，学生对设备只能远观，很难对设备情况有一个比较清楚的了解。教师可通过播放轧钢生产线的生产录像，详细介绍设备情况。对于主要设备的关键部分，通过PROE软件建立起来该设备的立体结构，其装配关系和运动关系通过该软件进行演示。这样，学生对所演示的设备的结构、运动关系，一目了然。克服了以往教师用语言反复描述设备，而学生仍然一头雾水的窘境。既节省了时间和精力，又激发了学生学习的积极性。

3.3 注意课堂教学的逻辑性

课堂教学本身是传业、授道、解惑的过程。教学必须关注其内在的逻辑性。我们经常说，我们的教学不但要让学生知其然，而且要让学生之其所以然。讲课之前，教师应该清楚教什么，为什么和怎么教，这节课不同内容之前的内在的逻辑关系。这样能使教学从始至终都成为一个有序的、严谨的、合乎逻辑规律的思维过程。如果我们能够使自己的教学成为一个合乎逻辑的整体，成为一个有机联系的整体，那么学生就能够由这一知识想到另一知识，想到相似、相关、相对、相反的内容，学生用联系的、辩证的、理性的方式去思考问题。有利于学生思维方式和思维能力的培养。例如在讲轧辊材料这一章节时，教材上的内容就两块，轧辊常用四种材料和轧辊材料的选择，包括初轧机和型钢轧机、热轧机、冷轧机轧辊选择，这时教师如何把这两块内容通过轧辊材料选择的依据联系起来，让学生清楚轧辊是根据受力情况来选择材料，受力是由轧制工艺条件确定的，这样学生就可以做到有据可循。增强了知识的条理性和系统性。

3.4 注意讲课的技巧性和艺术性

课堂教学是一门艺术，它不仅要求对教师对讲授的学科知识渊博、内容熟练、而且要语言简炼、直观、幽默和风趣，要有一定的技巧性和艺术性。同时，要使语言、表情、手势和板书或课件融为一体，以激发学生的学习兴趣和调动学生的学习积极性。

4 展望

根据目前本课程教学中存在的不足和问题，把轧钢机械的主机部分做成几个模块，比如轧辊模块（包括轧辊、轴承、轴承座）、调整模块（包括压下螺丝和螺母和平衡部分）、机架模块，传动模块。学生能够把这个几个模块之间像搭积木一样构建轧机，同时每个模块中有不同的选择，这样，学生能够比较轻松地掌握主机列的知识。当然，也可以投入较大的精力，把不同的轧制生产线按这种方法构建，就可以把辅助机械也包括其中。提高学生学习的热情，寓教于乐。

[1] 刘宝珩. 轧钢机械设备[M] . 北京：冶金工业出版社，1986，6.

[2] 邹家祥. 轧钢机械(修订版) [M] .北京：冶金工业出版社，2004.