聂文忠 李国华 刘青海

([1]上海应用技术大学 上海 201418;[2]上海春创金属制品公司 上海 201918)

0 引言

OBE(Outcomes-based Education)最早出现于美国和澳大利亚的基础教育改革,是指基于学习产出的教育模式,OBE强调人人都能成功、强调个性化评定、强调精熟、强调绩效责任、强调能力本位。可见,OBE要求学校和教师应该先明确学习成果,配合多元弹性的个性化学习要求,让学生通过学习过程完成自我实现的挑战,再将成果反馈来改进原有的课程设计与课程教学。教育应该提供学生适应未来生活的能力,教育目标应列出具体的核心能力,每一个核心能力应有明确的要求,每个要求应有详细的课程对应。其核心理念是“学生中心、成果导向、持续改进”。

冲压工艺与模具设计课程是材料成形及控制工程专业的一门核心课,其先修课程包括材料科学基础、材料力学、理论力学、机械原理、机械设计、金属塑性成形原理等多门课程。本课程主要介绍各种冲压工序的成形原理和受力特点;成形工艺方案的制定及其模具设计的基本方法和在生产实践中的应用。课程的任务是使学生了解冲压工艺在工业生产中的应用、现状和今后的发展方向,并掌握冲压工艺与冲压模具设计的基本方法,并能运用本课程所学的内容,正确设计出具有一定复杂程度的冲压模具。本课程应强调理论联系实际,教学中要求加强实验、实践和科技活动等实践性环节的训练,教学要融入产教融合,从而拓展学生的创新能力。

1 目前教学中的不足

(1)学生学习积极性不高。因为目前大学生入学率高,生源总体素质下降,叠加浮躁社会大环境,导致课堂上听讲学习的学生比率显着下降。

(2)学生基础知识薄弱。学生对冲压工艺与模具设计先修课程普遍掌握不牢,不能融会贯通。另外学生空间想象力和看图能力较差,看到模具的装配图脑海中想不出模具的三维模型。

(3)学生后期与本课程配套的课程设计能力不足。一些学生对冲压模具课程设计不重视,仅理解为用CAD软件画图,而没有把设计的重点放在成型工艺性分析,模具的结构选择,工艺计算等方面。

(4)学生对冲压工艺与模具设计知识和设计能力连续性不够。冲压工艺与模具设计主要讲解不同的冲压类型及常见的模具结构,而冲压模具的课程设计要求学生针对某个指定的制件完成模具设计。两者之间稍欠成型工艺对比分析和模具结构选择等知识。

因此,采用基于OBE理论的培养方案,教学内定与评价方法有利于学生系统掌握冲压成形技术和模具设计的内容,在后面的工作中根据技术发展和社会需要不断学习,成为能够适应社会需求的现代化建设人才。通过近些年基于OBE模式的冲压工艺模具设计教学改革探索与实践,总结出了教学过程坚持以学生为主体和中心,坚持以学生学习效果为导向的持续改进和发展的课程教学模式。

2 基于OBE的冲压工艺与模具设计教学改革思路

2.1 理清课程知识学习特点及其课程与课设间的关系

冲压成形工艺与模具设计由冲压成形工艺与模具结构设计两部分内容然后再加一个冲压模具课程设计组成。成形工艺设计主要介绍零件成形工艺方案设计与选择,而模具设计主要介绍模具结构的不同组成部分及作用。此外还需要考虑设计制造的经济性、寿命、安全性等因素。冲压模具课程设计则包括工程材料、材料力学、材料成形设备、机械设计与制造、特种加工等多学科的知识,具有综合性强、涉及面广、工程背景明显等特征,属于工程知识的范畴。因此,该课程难以通过单纯的课堂教学,而必须以实际的工程项目为背景,通过工程项目实践,使学生在做实际项目的过程中逐步构建相关知识和掌握设计方法,培养模具设计能力。为此,采用项目教学法,以项目实践为导向,基于真实项目的实践训练,促进学生学习模具设计的相关知识,逐步培养模具设计能力。

2.2 积极引入多维现代教学方法

以多媒体技术为主,结合现代计算机辅助设计软件及其相应的冲压模具设计模块,课堂教学视频中包含金属塑性变形理论基础、典型模具结构分析、仿真视频演示、生产现场录像,让学生真正掌握冲压零件(或产品)生产和模具设计制造的各个环节所需要的知识和技能,实现理论和实践的真正有机结合。

在讲授的过程中综合讲解冲压工艺、计算、设计、分析与仿真。可以使学生在前期课程中学习到的内容应用到本课程学习中,使学习模具设计知识不空洞乏味。并且收集制作不同成形方法的动画和生产企业的实际加工视频,增强学生的感性认识。开展校企合作课程,共同参与课程建设和教学的模式,积极与模具企业联系,争取把企业的模具工程师请进教室为学生讲解冲压成形的相关知识,并且与企业工程师一道设计一些与企业工程实际接近的课程设计题目,提高课程设计的质量,缩小课堂教学与企业实际间的距离。

2.3 课程教学与课程设计一体化的项目式教学

在课程教学中针对不同的冲压类型选择典型的工件,结合教学内容逐步完成成型工艺分析、模具结构对比分析与选择、工艺计算、模具设计与装配等流程,这样理论与实际制件相结合,学有所物,有的所用,变空洞理论为实际制件可以提高学生学习积极性。

2.4 采用科学合理的评价方法

为了培养学生的自主学习的能力,教学方法采用教师讲授,课堂练习,课后查找资料,课堂课后利用计算机设计和课内实验多样化的灵活方式。在教学过程中,将学生分成4-5人的小组,根据冲压工艺与模具设计的授课内容,针对不同的章节,布置大作业,以小组为单位完成。对模具设计计算类作业,必须通过三维CAD软件完成,并且用word完成设计说明书,最后作成PPT上台演讲,小组提问交流。以期培养学生合作精神和表达能力。

对不同的章节采用不同的方法进行过程化考核,具体如下:

(1)对第一章冲压的基础知识和第二章冲压变形理论基础,要求学生查找文献,了解冲压成形工艺的发展现状及趋势,整理文献资料后撰写过程流体冲压成形的前沿综述报告,作为一个大作业。

(2)第三章为本课程重点之一冲裁工艺与模具设计,每组安排一个制件,为冲压该制件设计整套模具并且编写设计说明书,制作PPT演讲,小组间提问,交流和讨论。

(3)第四章为本课程重点之一弯曲工艺与模具设计,每组安排一个制件,为冲压该制件设计整套模具并且编写设计说明书,制作PPT演讲,小组间提问,交流和讨论。

(4)第五章为本课程重点之一拉深工艺与模具设计,每组安排一个制件,为冲压该制件设计整套模具并且编写设计说明书,制作PPT演讲,小组间提问,交流和讨论。

(5)本课程有实验两个,分别是冲裁间隙实验和模具拆装实验,分组进行。根据学生实验报告质量进行评价。

整个本课程的过程考核包括以下内容:(见表1)。

表1

最后成绩评分方案如下:

出勤:占总成绩15%,旷课、迟到、请假按照总学时比例扣分。

大作业:占总成绩15%,每次5%,要求在规定时间内必须提交,避免学生上课时间做作业在课前递交,作业未按时提交本次不得分,严禁抄袭。

课内练习:占总成绩12%,共4次,每次时间10-15分钟,题目课堂上由PPT给出,并提供1次重考机会(包含因请假错过测验的同学),重考不占用课堂时间,内容区别于前一次测验,考核成绩按照测验成绩的80%计算。

PPT演讲:占总成绩15%,共3个,每个占5%,按小组得分和组内学生互评来给分。

大作业设计项目提供1次重做机会,期末考试之前完成并单独答辩,考核成绩按照所得成绩的80%计算。

实验报告成绩:根据做实验的表现和实验报告质量评分,考核时占总成绩的13%。

期末考试:考试闭卷,占总成绩30%,考核内容为全部授课内容,若期末总评成绩不及格,可申请二考,成绩所占比重仍为30%。

3 小结

结合冲压工艺与模具设计的课程特点,进行了以OBE为导向对冲压工艺及模具设计课程进行了教学改革。实践证明该方法能够提高教学效果,调动学生积极性,有利于达到培养高素质、创造型、综合型、应用型人才的目标。