韓權利
(西安工業大學機電學院,陜西 西安710032)
《機械制造工程學》是機械設計及制造專業的主干課程和必修課,其具有綜合性、系統性、實踐性、一定難度等課程特點[1]。由于課程的知識面寬、內容多、學時又少,造成教學過程的教與學“兩方有難”的現實,教師面對諸多內容存在講授知識取舍的難題,而學生由于知識鏈不完整,對所學內容理解存在一定難度。如何完成教學目標并取得較好的教學效果,亟待教學一線老師和管理者進一步積極思考,本文僅從教學內容和教學方式的兩側面進行分析,祈望對同行有所裨益。
《機械制造工程學》是在《金屬切削原理及刀具設計》、《金屬切削機床》、《機床夾具》和《機械制造工藝學》等課程的內容精選和組合的基礎上,形成的一門綜合性課程,教材內容重點突出,豐富了生產實踐的內容,加強了學生解決生產實際問題的能力[2]。雖然教材在一定程度上適應了學科發展和教學改革的需要,大體知識體系骨架也已經初步確定,但在教學內容的深度和廣度上,尚存在分歧,給任課教師教學造成一定的困難。具體表現是,教學內容沒有統一,教學過程中諸多內容無法在有限的時間內全部涉及到,在組合教學內容的時候,受到自身知識、教學條件、專業特點等因素的作用,形成“十個老師十個內容”的局面。
教學中如何真正地將加工原理、刀具、機床、夾具和工藝有機地聯系起來,如何在有限的教學時間內培養學生機械設計的基本素質和必備能力。首要一點就是如何構建課程內容。
教學內容的選擇標準是,使學生掌握有關機械制造技術的基本知識、基本理論和基本方法,建立與現代制造技術發展相適應的較為系統的知識體系。
教學內容以機械制造工程基礎理論為主線,圍繞工藝規程制定為核心內容,培養機械設計、制造、管理能力為目標。隨著大機械課程理念的普及,機械制造工程學的綜合性更明顯。
例如,機械制造中的加工方法、加工裝備、加工路線的選擇,均涉及切削原理及刀具設計、機床、夾具、工藝學等諸多課程的內容;加之,合理的工藝規程制定,除了依靠上述課程理論知識,還一定程度上依賴的實際操作經驗。選擇教學內容,應滿足構建機械制造能力的基本素質和能力,并增加一定量如汽車零部件的制造實用范例。
教學內容的設置方式是,針對不同的授課者,將教學內容的知識點按照應用場合的差異而分級別。
以機床夾具設計章節為例,對非機械類學生,講授內容包括:工件的裝夾方法、夾具的工作原理與作用、夾具的分類與組成、各類機床夾具。對機械類的非制造類學生,除包括上述非機械類教授內容外,還包括工件在夾具中的定位、工件在夾具中的夾緊。對機械類的制造類(包括設計類)學生,除包括上述非機械類教授內容外,還包括夾具誤差計算;組合夾具和專用夾具設計。
針對不同級別的學生,依據教學時間長短,教學內容應包括難度不同的數學知識為背景的理論內容、不同層次的應用實例,力爭使不同級別學習的學生,均能在知識上得到完善同時能力上有所提高。
教學內容構建原則是,既要有連續性、更要有變化性。
《機械制造工程學》的教學內容,集中代表并反映了工程技術的最新發展和市場需求的不斷變化,一段時間內應該具備穩定的連續性。同時,具體教學內容更應該是變化的,課程內容制定者應該根據行業、地區、學校的自身特點出發,以工業發展的實際需求中亟待解決的核心問題為學習目標,從學習者將來工作中必備能力的綜合素質培養的角度,構建各自學校的特色教學內容。任課老師,更要不斷更新教學內容,防止因教學內容超過“保鮮期”而出現學生厭學現象的出現。
課程內容設置者和執行者,只要遵循上述教學內容的選擇標準、設置方式、構建原則,積極投身課程教學內容建立的進程,就能保障高水平的教學內容的形成。有了高品質教學內容的“素材”,還要有高水平教學方式的“巧婦”,才能保證有良好的課程教學品質。
隨著課程設置改革的不斷推進,龐大教學內容和緊缺的教學時間之間的矛盾日益明顯。在重視學生能力培養需求日趨高漲的今天,如何將難以理解的教學內容通俗化地傳遞給學生、如何提高書本理論向實踐能力的轉移效率和速度,值得所有老師深入思考。任課老師,尤其是青年教師能否成為“巧婦”,直接決定著課程教學效果。
在講授工藝規程設計章節時,選擇應用中常見的車床主軸組件為例,以零部件的加工工藝為總線,重點闡明零件的典型表面加工工藝。
講述加工原理中一些比較難懂的內容時,利用三維動態原理,激發他們學習興趣,提高學習效果[3]。
講授加工方法選擇、加工順序安排內容時,通過錄像資料再現車間生產,來營造工廠加工氛圍,以理解加工方法、加工順序對加工品質的影響。
講述機床、刀具等工裝的選擇時,通過圖片及相關表格的展示,形象、直觀地傳遞設備有關指標及用途,具有縮短所需教學時間、增加信息輸入量的優點,且會有較好的授課效果。
課程教學的實施者,盡量利用生產實習機會、已建的校內外加工基地等真實存在的生產車間,借助實物進行教學,從具體零件的功能分析開始,進行有關加工方法選擇、加工順序安排、工序基準確定、切削用量和工時計算等能力訓練。
另外,機械行業設備展、二手設備交易站等免費性的機械零部件集中地點,教師和學生也可以充分利用,填充自身零部件造型結構方面、機器及機構運動形式方面等知識和經驗上的盲點。課堂之外的學習方式,由于學生身心的投入、內容在課本中尚未見過,學生的接受效果,明顯會高于課堂內教學。
以動畫為主要特征的教學課件,一定程度上有效地解決了教學中難以講清又難以理解的問題,且增加信息量[4]。但教學課件的使用,存在著巨大的弊端,那就是教學過程很可能完全依賴課件,尤其是工程背景較少教師,他們幾乎照“腳本”宣讀,滋生其惰性,使其有機會跳過仔細備課的重要環節。因此,《機械制造工程學》教學課件的使用,一定牢牢把握適宜的“度”。同時,課任老師應該精心設計適宜本單位使用的教學課件,并在使用中不斷補充、改進,使課件在教學中發揮真正的輔助作用。
課程內容執行者,只有綜合應用多種課堂教學方法、將車間、行業展覽等多中場合也作為課堂、積極制作對教學能起到真正輔助作用的課件,并加以適宜地使用,主動參與課程教學方式改革的實踐,就能促進優良效果的教學方式的建立。有了良好教學效果的“巧婦”,還有高品質教學內容的“素材”,令人滿意的課程教學效果,就有了堅實可靠的保障。
《機械制造工程學》課程性質有極強的實踐性,要求任課教師從教學內容、教學方式上不斷更新,更要設法調動學生積極參與教學過程,通過大作業、實地參觀、課程設計等教學環節,逐步訓練機械相關的必備工作能力,實現合格工程人才培養的教學目標。
[1]朱天貴.講授機械制造工程學的幾點體會[A].郭可謙.第五屆全國機械設計及制造專業教學研討會議論文集(卷1·教學論文)[C].北京:機械工業出版社,1995.
[2]蔡邦智,朱德濱,李瑋.《機械制造工程學》課程教學實踐探討[J].西南林學院學報,2004,(S1):40-42.
[3]莊建偉.研究開發機械制造工程學CAI[J].黑龍江科技信息,2004,(6):78.
[4]周榮安.機械制造工程學CAI的開發[J].機械研究與應用,2001,(2):38-39.