金属塑性变形条件
力学类课程是土木、机械、矿山、航空航天等工科专业重要的专业基础课。其中,金属塑性成形原理因同时与金属材料、变形力学方式紧密相关而倍加复杂,课程教学的难度很大。具体来说,它是研究塑性加工过程中工件在装备作用下的受力变形问题,过程复杂,理论性较强。此外,由于课程自身具有工程背景大、公式推导多的特点,导致学生的学习效果欠佳。 由于微课程在破解教学难点、剖析教学重点上具有独到的优势,因此可以为本课程的教学提供很好的支撑。具体来说,制作微课时可以通过引入设问、启发式的教学方法、补充必要的工程实例、采用丰富的动画技术等举措破解本课程中的教学的重、难点,从而提高学生的学习兴趣,加深学生对知识的理解。 本节课程既是第二章变形力学方程部分的教学重点,也是难点,主要分成知识导引、塑性变形形成条件、Mises塑性变形条件数图描述、应用价值以及归纳思考五部分。课程的讲解具有如下特点: (1)注重思维方式的培养 课程讲解力图阐明知识的来龙去脉,将思想、知识、方法融为一体,循序渐进,激发学生研究问题、探索结果的兴趣。例如,塑性变形的条件、数学表达、图形表示以及应用价值就是按照研究性的思维方法剖析知识的来龙去脉,便于学生领悟课程内容的严密性、合理性、科学性。 (2)引入“温故”与“知新”的教学理念 先通过简单的生活例子切入主题,设置引导材料,挖掘与新知识最有联系的知识经验,创建课程学习主题与情境,调动学生学习的积极性,将新知识内化到学生原有的认知结构中。例如,在本节课中,通过与先期课程《材料力学》中的弹性变形知识作简单的对比,过渡到塑性变形条件的学习,目的是将塑性变形理论的学习内化到学生已有的力学理论知识中去。 (3)采用设问、探究式的教学方法 对学生原有知识上设定“困惑”,通过提问激活新知识的学习。例如,首先让学生了解弹性变形与塑性变形的区别,然后进一步启发思考“到底多大的外力下材料发生塑性变形”,通过创设情境激发学生有意义的学习心向。通过提问和解决问题的授课过程深化学生对知识的理解,丰富新旧知识之间的联系,有利于知识经验的整合和灵活迁移。 (4)应用先进教学手段提升教学效果 在本节课中应用了动画仿真技术,演示了弹、塑性变形的过程,能给学生直观的感受,提升了学生的学习热情,加深不同变形过程的理解。通过融入板材轧制、线材拉拔、齿轮镦粗生产实例动画,能够强化学生创新思维和工程实践能力。
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