一、研究的意义
材料加工工程能力是材料成形及控制工程专业学生应具备的能力之一，该能力的培养要靠材料加工课程体系全面实施来实现。“材料成形基础”是我校材料加工工程系的一门主干课程，与其配套的实践课程就是“材料成形基础课程设计”。该课程设计是以零件图为依据对零件形成的全过程（包括毛坯的制造及后续工序的处理）进行工艺设计[8]，使学生在课程设计后，初步具备材料加工工程设计能力。该课程设计与金工实习、认识实习、生产实习及第四学年的毕业设计构成了一个完整的材料成形及控制工程专业实践课程体系。通过课程设计的训练，培养和提高学生的科学思维方法和材料加工技术综合应用能力。该平台按“以学生自主学习”教学模式为主创建，由学生在老师帮助下主要在计算机上，使用该平台“自主学习”完成课程设计任务，这是对传统课程设计（从查手册到趴图板）有意义的探索和大胆改革。平台中介绍了大量的先进材料应用和材料成形知识及新工艺、新方法，并且运用动画技术把许多抽象难以理解的工艺流程及零件全面展现给学生，在动态的三维视觉中轻松地汲取知识。平台中循序渐进的实例导学使学生对设计产生了浓厚的兴趣，由“要我做”变为“我要做”，由“以教师为主”变为“以学生为主”，显著提高了学生的学习积极性和设计效果。
二、研究设计
1.总体设计。为了让学生能更快更好地完成课程设计，提高设计质量，激发学生对课程设计的兴趣，我们创建了“材料成形基础课程设计”自主学习平台。通过该平台可以很快地查到各种工艺代号、图形的标准画法及工艺设计所需的数据资料，还可以帮助学生计算及比较选择较为合适的工艺方案，节约学生大量的设计时间，提高设计质量，激发学生对课程设计的兴趣，达到寓教于乐的效果。同时使学生信息、图纸信息无纸化管理成为现实。“材料成形基础课程设计”自主学习平台主要依据工艺设计的步骤划分模块，分为工艺设计指导、教学图纸管理、工艺路线、工艺设计、试题库系统和探讨园地等六大模块。工艺设计指导模块分为工艺设计各子模块的使用说明及其演示两部分。使用该模块，学生可以很清楚地了解到整个平台的使用方法和工艺设计的步骤与方法。
2.教学图纸管理。教学图纸管理模块分为用户登录、图纸分配查询、学生管理、图纸管理、超级管理和用户注销。该模块能对图纸和学生信息进行集中管理，并能自动或手动给学生分配图纸。
3.工艺路线和工艺设计。工艺路线模块分为确定毛坯类型、零件的作用分析、工艺路线（包括热处理在工艺路线中的位置）和生产类型四个子模块。该模块主要用于在进入工艺设计之前确定零件应使用的毛坯制造方法等。工艺设计模块分为铸造、锻造、焊接和热处理四个子模块，每个子模块都包括了相关的详细资料、公式计算、设计方法与步骤等。在铸造模块中主要包括铸造工艺设计，绘制铸造工艺图、铸件图，填写工艺卡，编写工艺设计说明书。其中铸造工艺设计的内容有铸造工艺方案的确定、铸造工艺参数的查询、砂芯设计、浇注系统设计、冒口及冷铁设计等[9]。在锻造模块中主要包括自由锻和模锻锻造工艺设计，其主要内容有锻造工艺性分析、参数选择、确定坯料质量、确定工序、锻造设备的选择、绘制锻件图、填写锻造工艺卡和编写工艺设计说明书。在焊接模块中主要包括焊接方法的选择、焊接接头与坡口形式的选择、焊条选择及工艺参数的确定、焊接设备及参数选择、绘制焊接工艺图、补绘部件图、填写焊接工艺卡及编写工艺设计说明书。热处理模块包括七个部分：确定热处理在工艺路线中的位置、选择热处理方法与代号、选择热处理参数、选择热处理设备及工具、查看热处理工艺曲线、热处理缺陷分析和填写热处理工艺卡。
4.试题库系统。研究了学生计算机自主考试与老师对学生面试的有机结合途径。创建材料成形基础课程设计题库管理系统。该系统主要包括了“材料成形基础课程设计”的题库维护和该专业学生的网络考试，在该题库中共有试题1500多道。学生和老师都能方便地通过IE浏览器进入本系统，进行相关的维护或考试。对学生，本系统能够完成自动组题（或抽题）和自动网上阅卷，考试成绩能快速响应；对于老师，本系统能对试题库进行扩展性维护，能方便增加和修改试题，并且能查询学生的成绩。
5.探讨园地。在该计算机平台的探讨园地中设有在线讨论、问题解答、学生评价、教学质量分析。学生在进行课程设计时能在各自计算机上进行设计交流，自由发表设计看法，并且可以随时和老师沟通，充分发挥学生的设计积极性。对学生在设计过程中碰到的疑难问题，老师可以进行远程解答。学生还可以对该计算机平台及本次课程设计进行评价，老师对使用该平台指导学生课程设计的教学质量可进行分析。6.开发工具的选择。“材料成形基础课程设计”自主学习平台定位于B/S（浏览器/服务器）结构。在这种结构下，用户界面完全通过WWW浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现，形成所谓3-tier结构。该平台使用ASP开发环境，在其中使用VBScript或JavaScript脚本语言来进行程序的编制[10]。平台中所使用的数据库为ACCESS数据库，利用Dreamweaver、FrontPage进行网页制作，Photoshop进行图像处理与制作，AutoCAD绘制零件图。
三、实际应用情况分析
通过七届大约2800名学生的使用，我们以问卷调查的方式对“材料成形基础课程设计”自主学习平台的实效性问题进行了调查研究，部分调查结果是：学生和老师对“材料成形基础课程设计”自主学习平台的创建持肯定态度，学生中认为该平台对学习和设计有帮助的占93%；认为此平台对学生提高自主学习能力有帮助的占94.5%。53.8%的学生认为利用该自主学习平台进行课程设计比传统课程设计方法优越。大多数教师和同学认为使用该软件系统完成课程设计的效果较好。说明此平台的创建是必要的，并且对材料成形基础课程设计有很大的帮助。
“材料成形基础课程设计”自主学习平台是培养学生从理论知识的综合应用能力到实践动手能力的桥梁，此平台为学生提供了一个实际工程背景的环境，有助于学生接触和深入了解材料成形生产工艺流程，充分发挥学生的创新思维和自主学习能力。
作者：李莉 詹肇麟 单位：昆明理工大学
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