機械制造技術基礎課程教學方法改革探索

◆季曄

作者：季曄，博士，洛陽理工學院機電工程系講師，研究方向為機器人機構學（471023）。

機械制造技術基礎是高等院校本、專科教育中機械類專業的重要專業技術基礎課程之一，是一門講述有關機械產品制造過程的綜合性技術課程。在本校的機械類、近機類課程教學大綱中規定，該課程的大綱內容包含四部分：金屬切屑原理、金屬切屑刀具、金屬切削機床和機械制造工藝學。在20世紀70～90年代，上述四部分內容一般為2～4門獨立的課程，現今很多高校均調整為機械制造技術基礎一門課程。本文結合教學實踐，從教學內容、方法與手段、考核方式等方面對機械制造技術基礎課程及其課程設計等環節的教學改革進行探討。

1 機械制造技術基礎課程的一些教學難點

機械制造技術基礎課程受原有課程體系的影響，加之學生接觸生產實踐機會較少且時間有限，課程內容較枯燥、不易理解，教學過程中發現以下問題。

1）刀具幾何角度較為抽象，這部分是教材的開篇部分，容易導致學生困惑，喪失學習本課程的積極性。

2）課程中涉及的機械加工機床種類較多，學生對各類機床了解大多留存于表面，各類機床的加工特點及適用場合不易掌握。機床傳動系統復雜，缺乏直觀性，不易理解。

3）接觸實際機械加工生產少，加工工藝乃至對整個生產過程僅停留于課本。

上述問題的存在導致培養出的學生僅依賴教師所講，缺乏獨立思考和完成簡單工藝編制的能力，也阻礙了學生的學習熱情。此外，很多中小型企業招聘人員后，培訓力度不足，特別是師傅帶徒弟的模式較少，學生難以適應這些企業發展的需求，影響其在工作崗位上的技術提升。

結合洛陽理工學院近年來學生的就業狀況，機械設計與制造、機電一體化專業的技術技能型人才呈現良好的就業局面，很多學生進入的也正是中小型企業。因此，教師在教學中不僅要考慮知識傳授，更應重視學生實踐能力的培養。

2 回顧所學課程，為本課程學習奠定基礎

在進行課程講授前，首先讓學生了解本課程的基本內容，結合已學課程，說明與本課程的關系，讓學生清醒地明白，大學課程的安排是有機的整體，是彼此貫通的，如講述工程制圖、機械原理等課程與本課程的關系，采用引導式讓學生回憶，發現課程學習中遺忘或未掌握的內容。工程制圖在高等工科課程中是一門重要的基礎必修課，該課程主要內容是學習工程圖樣的繪制和閱讀，闡述該課程與本課程的聯系，在刀具投影和夾具設計中都能體現制圖和識圖能力；講述機械設計課程與本課程關系，設計與制造是工程中不可分割的整體，兩者相輔相成，相互影響。通過各個教學環節的串講、知識融合，使學生樹立現代工程意識，掌握機械工程領域中必備的基礎知識和基本理論，具備分析解決機械工程中一般技術問題的基本能力，為后續課程的學習及今后從事工程技術或科學研究工作打下堅實的基礎。

3 以授課+實踐為核心的教學方法與手段的改革

教學是教與學的有機統一，授課只是教學的一部分，對于專業課應盡量與實踐相結合。改進授課方法，完善實踐環節是確保教學改革成果轉化為學生知識和能力的有效途徑。20世紀，高等院校的多媒體教室數量有限，非計算機類課程甚至很多與計算機相關的課程也無法進行多媒體教學，采用的授課方式為講授+板書，授課過程較呆板，學生容易疲勞，較為抽象的內容如機床傳動鏈，學生不易理解。近年來，隨著高校多媒體教學設施的進一步完善，新的教學方法使教學內容得以簡化，由抽象變得直觀，化難為易，有利于學習和掌握課程內容。此外，提高了教學速度，課題容量增多。新的教學方法并非只有利，弊端也逐漸顯現。授課過程中教師在幻燈片中安排了較多內容，進度也較快，內容重點不突出，學生仿佛置于一場電影之中，不做筆記，學習效果不佳。

針對現狀，為了改善授課效果，具體教學方法可以進行如下改進。

1）在幻燈片中減少文字內容，保留主要環節，重點文字可用突出（如紅色）標示。另外，可以采用互動式、討論式、研究式等多種授課方法，注重體現以學生為主體，積極為學生創設問題，吸引學生注意力。多媒體課件中可以將圖形、文字、動畫和聲音有機地結合在一起，不僅增加了課堂教學的信息量，學生對學習的內容也有直觀的視覺認識，增加學習興趣，文字內容也不至于過多，學生筆記記錄也較容易。

如在討論車床傳動系統時，需對各功能模塊，如主軸箱、溜板箱中的離合器、制動器及其操縱機構、縱向進給機構、橫向進給機構、超越離合器等單獨講解，學生需對各模塊的結構特點、工作原理充分理解，最后才能完整掌握傳動系統圖。三維造型軟件或3D Studio Max軟件可以很好地制作系統的動態模型，講解時可將三維動畫或運動仿真圖用于授課，把課本上抽象的二維圖轉換為形象的空間三維實體表示，不僅可以使課本的靜態問題形象化，還能進一步促進學生掌握二維圖和三維實體圖的關系。采用這種方式授課的好處不僅在于學生對本課程的深刻理解，還直接影響了學生對下學期學習三維造型軟件的渴望程度，從而提升了學生的學習積極性，活躍了課堂氣氛。

2）刀具的幾何角度問題對于缺乏工程經驗的學生來說是較難理解的。課本中的刀具幾何角度是以簡單的車刀為例進行講解，學生對投影關系疑惑較多。首先應對車刀的種類進行補充講解，突破教材中的投影視圖是根據哪種車刀得到，不同種類車刀，投影圖有何區別等問題；然后可以利用軟件畫出車刀的三維圖，利用三維圖投影得到二維圖，使學生理解刀具的投影視圖和幾何角度。

3）學生已完成了金工實習，曾接觸過機械加工工藝，在金工實習的時候要求每位學生做一把小榔頭，授課過程中發現盡管如此，學生對整個過程已很模糊。在授課過程中安排學生去企業實習，讓學生帶著問題去了解企業生產，學習企業的生產工藝和工藝卡片的編寫。在實習過程中，學生應注重典型零件的加工工藝及加工過程中使用的工裝夾具，甚至檢測裝置，為課程設計奠定基礎。

此外，根據不同的教學內容，可以采取相應的教學方法。在生產實習現場，可以與工程技術人員一起，采用比較教學法和案例教學法，進行提問式和討論式教學。學生進入實習單位后，通過對實際產品的實例講解，讓學生學到課本上沒有的專業知識，同時接觸到行業標準、國標，為加強課程設計和畢業設計的嚴謹性打下基礎。通過學生彼此之間對生產現場的討論，進一步鞏固學習效果和提升學習積極性。

4 課程設計教學改革

課程設計是機械制造技術基礎課程中重要的實踐環節之一，可以檢驗學生學以致用的能力，是工程制圖、機械設計和機械制造技術基礎三門課程的集中體現。在現有的課程體系中，洛陽理工學院的課程設計時間為一周，與前些年相比，時間大大削減，如何在短期內使學生完成一個合格的課程設計是課程教學面臨的挑戰，可以采用如下方法。

1）在實習（學期中期）前下達課程設計任務，課程設計始終貫穿于機械制造工藝學授課內容，在認識實習、生產實習過程中加大課程設計考核力度。本學期有三周的生產實習，在此之前將課程設計任務分配下去，學生用于課程設計思考的時間增多，收集素材和討論的時間增多，讓學生帶著問題去企業實習，使學生在實習中有事可做，充分利用實習時間，防止“走過程”傾向的發生，也符合“實踐—認識—實踐”的客觀規律。

2）調整課程設計任務和內容。由于集中完成課程設計的時間僅一周，采用五人一組，各組安排協調能力強的學生擔任組長，由組長分工，在任務明確的條件下，五名學生共同完成一個零件由毛坯到成品的工藝卡片設計，并要求選用多種方案和工藝路線，說明各種方案的利弊，每名學生設計自己工序的夾具。這樣既能發揮學生個人的能力，又能促使學生提高團結協作的能力。

3）加強課程設計中間答辯環節的檢查力度。課程設計期中檢測能及時發現夾具設計中存在的問題，如夾具設計方案的合理性能否滿足定位和夾緊的需要；設計的難易是否得當，是否易于實現，在規定的時間內能否完成等。同時可以解答學生提出的一些疑問，采用分組討論式完成答疑，有利于取得良好的學習效果。

為進一步提高自學能力，鼓勵學生利用課余時間掌握一門三維造型軟件并繪制出夾具三維圖，完成較好的給予較高的成績評定。

5 結束語

機械制造技術基礎作為機械類各專業一門重要的專業基礎課，學時多、任務重，課程教學需逐步改進的環節較多，要取得較顯著的課程教學效果，離不開前期的金工實習以及授課過程中的認識實習或生產實習、課程設計等實踐性教學環節，更離不開教學內容、教學方式和教學方法的與時俱進。只有在教學實踐中不斷探索，才能進一步提高學生學習的積極性和主觀能動性，培養出能適應現代制造類企業發展需要的應用型人才。■

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