機械師范專業機械制造模塊的教學方法改革實踐

陳德生+顧容

摘要：機械工程及自動化（師范）專業的人才培養有別于機械工程及自動化專業的人才培養，機械制造技術模塊在該專業的人才培養中起著舉足輕重的作用。機械制造技術模塊由多門理論課程和多個實踐教學環節所組成，應正確處理好理論教學與實踐教學之間的關系，使它們相互支撐、互為促進，形成一個有機的整體，才能保證機械制造技術模塊的教學質量和教學效果。

關鍵詞：機械工程及自動化（師范）專業；機械制造技術模塊；教學方法；教學改革

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2014）02-0152-03

機械工程及自動化（師范）專業（簡稱機械師范專業）以培養中等機械職業學校教師為目標，所培養出來的學生除應具有機械工程及自動化專業所需的專業知識和能力外，還應具備理論課程教學和實踐課程教學的能力。機械師范專業的知識和能力培養體系可分為五大模塊：素質教育模塊、機械設計模塊、機械制造技術模塊、機電檢測與控制技術模塊和教育學模塊。由于中等機械職業學校人才培養目標是機械類操作型、技能型人才，所培養的畢業生主要從事機械加工、設備維護與維修等技能性工作，機械制造過程中的機械加工（包括冷、熱加工）要求崗位從業人員具備較好的理論基礎和操作技能。這樣一來，對中等職業學校教師的專業知識和能力就提出了特殊要求，要求在五大知識和技能模塊中對機械制造技術模塊應有所側重。所以，機械制造技術模塊在機械師范人才培養中有著舉足輕重的作用，必須十分重視這一模塊。但目前機械師范專業人才的培養基本采用機械工程及自動化專業的培養模式，無非是多加了幾門教育學課程和教學實踐項目，機械加工操作技能培養沒有得到應有的重視。另外，機械制造技術模塊是一門實踐性非常強的知識體系，沒有足夠的實踐知識，很難在理論學習時達到完全理解和掌握，這已成為機械制造技術模塊課程任課教師及機械專業學生的共識。雖然機械制造技術模塊里也安排了金工實習、生產實習，但其質量和效果尚未得到有效保證。具體表現為理論教學時學生顯得實踐知識不夠，不容易理解；實習時又覺得沒有較好的理論指導，不知所以然。為此，我們對機械師范專業的機械制造技術模塊課程進行系統改革，提出了金工實習、生產實習和理論教學的綜合改革措施。

金工實習教學方式改革

金工實習改革的總體思路是：改變過去金工實習中單純而枯燥的操作技能訓練，做到操作訓練與機械制造工藝知識的初步認識有機結合；改變過去金工實習僅僅是對機械加工的初步認識和對機械加工操作技能的初步掌握的較低要求，而是通過初級金工實習——理論學習——高級金工實習的三個教學環節，特別是高級金工實習環節，既可驗證和鞏固學生對機械制造技術模塊知識的掌握，又可使學生獲得較高的操作技能，從而實現機械加工工藝知識掌握和操作技能提高雙豐收，也避免了只懂理論而不會操作或會操作而不懂工藝的現象出現。因此，機械師范專業的金工實習應做如下具體改革。

將金工實習分為兩個階段：第一階段時間為3周，主要是傳統的車工、銑工、刨工、磨工、鑄工、鍛工和焊工等實習，安排在第一學年進行，放在“工程材料及熱處理”及“機械制造基礎”課程之前。通過金工實習使學生初步認識機械加工，初步掌握機械加工操作技能，為后續機械專業課的學習，特別是“機械制造基礎”、“機械制造工藝學”等課程的學習提供認識和實踐支撐。為此，理論課教師可以根據以往在“機械制造基礎”、“機械制造工藝學”等課程教學過程中的體會，對現行的金工實習提出配合理論教學的要求。特別是對“機械制造工藝學”課程的教學，需要金工實習的有力幫助。例如，金工實習訓練應幫助學生了解工件的三種裝夾方式，即直接找正法、畫線找正法和夾具裝夾法；通過金工實習訓練，使學生對車刀的具體結構及五個幾何角度的概念、作用及合理選擇有初步的了解。

第二階段時間為3周，安排在第三學年學完機械制造技術模塊理論課程之后。任務是對車、銑、刨、磨、鉗工種的操作技能進一步提高和強化，驗證工藝設計的正確性。方法是：第一周先對第一階段進行復習，第二周開始根據所學知識，結合指導教師給出的具體要求，讓學生自己設計出機械加工工藝規程，交指導教師檢查認可后加工出實際零件。通過實際零件加工和檢驗，驗證工藝的正確性和操作的正確性。安排這一階段的目的是：一方面，檢驗和鞏固學生所學工藝理論知識的掌握程度；另一方面，提高學生的操作技能，而且是高級操作技能。

理論課程教學方式改革

機械制造技術模塊理論課程主要有“工程材料及熱處理”、“機械制造基礎”和“機械制造工藝學”。有些學校將“工程材料及熱處理”、“機械制造基礎”合為“機械制造基礎”。目前，筆者所在學院機械師范專業仍然將“工程材料及熱處理”、“機械制造基礎”分成兩門課來組織教學。“工程材料及熱處理”的內容特點是以敘述為主，所以仍以傳統教學方法為主。由于“機械制造基礎”的內容均與實際操作緊密相聯，傳統教學方法很難取得較好的教學效果，為此專門購買了中央農業廣播電視學校錄制出版的“機械制造基礎”課程聲像光盤，光盤中的某些教學內容是現場錄制或專門制作的CAI課件，內容很生動，講解也很清楚。

機械制造技術模塊理論課程改革的重點是“機械制造工藝學”課程。“機械制造工藝學”課程實踐性非常強，給學生的感覺是抽象、難以理解。雖然機械制造模塊里也安排了金工實習、生產實習等實踐環節，但其質量和效果尚未得到足夠的保證，使得理論教學非常困難，效果大打折扣。總體印象是理論教學時學生實踐知識不夠，聽得云里霧里；實習時又覺得沒有理論支持、不知所以然。理論與實踐結合的緊密性和針對性不夠，做不到互為支撐、互為促進。另外，根據認知理論，智力技能的獲得必須通過“做”來實現。所以，學生要真正掌握機械加工工藝的設計能力，必須通過諸如課程設計等實踐環節來保證。為此，我們對“機械制造工藝學”課程的理論教學提出如下幾項改革措施。

金工實習為理論教學提供認識支撐 改變過去金工實習中單純而枯燥的操作技能訓練，將實習中的操作訓練與機械制造工藝知識掌握結合起來，使金工實習為“機械制造工藝學”課程的學習提供一定的感性認識基礎。endprint

生產實習與理論教學合一，實施現場教學、理實一體化教學 生產實習不單獨設立環節，與理論教學合為理實一體化教學，可由主講教師負責統一實施。其目的是使生產實習更具目的性、針對性、指導性。生產實習為理論學習服務，理論學習指導生產實習，這既有助于理論知識的理解和掌握，也有助于提高生產實習的有效性和目的性。根據學生實踐經驗少而課程實踐性強的特點，采用理論教學與現場教學并行的方式進行。課程中理論性強的部分在課堂上講，實踐性強的內容放在現場教學中講。根據教學內容和教學進程，實施理論教學與現場教學穿插進行。具體各階段的劃分和要求如下：（1）第一階段是機械制造過程認識實習，以現場教學為主。先粗略介紹機械產品的生產過程和機械加工工藝過程的基本概念，然后帶領學生參觀機械制造工廠，了解生產的整個過程、工藝過程和各種加工方法，感受企業生產氣氛和企業文化。（2）第二階段是機械制造工藝規程制定，以理論教學為主。在實習基礎上總結概述生產過程、工藝過程的基本概念，然后學習機械加工工藝規程的制定。（3）第三階段為機床夾具設計，以現場教學為主。現場介紹各類工件的裝夾、各類夾的結構，然后回到課堂介紹定位原理、定位誤差計算及機床夾具的設計過程、設計準則等理論知識。

以課程設計為載體，實施“教學做”一體化，確保培養學生的能力 認知科學認為，智力技能的學習一般分為三個階段：第一階段，信息進入，與學生頭腦中被激活的相關知識建立聯系，從而出現新的意義構建；第二階段，通過應用規則的變式練習，使規則的陳述性知識向程序性知識轉化；第三階段，程序性知識發展到高級階段，規則完全支配人的行為，智力技能達到相對自動化。所以，機械加工工藝規程的制定、夾具的設計等知識的鞏固和能力培養必須通過“做”來實現，如通過諸如課程設計等實踐環節，使規則的陳述性知識向程序性知識轉化。學生學完了工藝規程制定和夾具設計等理論教學內容后就可以安排課程設計。課程設計的題目可以來自于工廠實際，以便學生所設計的結果與企業實際進行比較，以驗證學生設計的正確性或與實際應用的距離；也可以采用教師自擬的典型零件為實例，學生完成其工藝規程或夾具的設計，但必須通過金工實習后一階段的實習，加工出實際零件或夾具，以驗證設計的有效性和差距。

提高“機械制造工藝學”課重點和難點內容的教學效果 “機械制造工藝學”中有許多概念，學生由于缺乏實踐基礎，初學時很難理解透徹和掌握。這些較難理解的概念有機械加工工序、調整法加工、工件裝夾、基準、定位誤差、誤差復映等。教師首先應自己理解透徹，同時盡可能采用有效的方法幫助學生理解這些概念。例如，介紹機械加工工序時，就可以用包餃子的過程來類比；講解調整法加工時，可以借用砂輪切割機切割多段等長線材或角鋼為例，學生就感覺很直觀，也很容易理解。

講好“典型零件加工工藝” “典型零件加工工藝”是對前述機械加工工藝理論的綜合運用，在“機械制造工藝學”課程學習中具有舉足輕重的作用。另外，這一章介紹的是典型零件的加工，其加工工藝具有一定的普遍性和規律性。學好了典型零件的加工工藝，對一般零件的加工就有了借鑒的例子，甚至有了模板。所以，教師應講好這一章內容，學生應學好這一章內容。典型零件主要指軸類零件、套類零件、箱體類零件和齒輪類零件。目前，教材介紹的幾種典型零件的加工工藝過程都是用靜態文字以表格的形式呈現，不直觀、不生動，調動不起學生的學習興趣，教學效果不佳。為此，我們采用實際加工過程錄像或CAI課件，以“動”的形式加以呈現，再加以旁白，教學效果良好。

機械工程及自動化（師范）專業的人才培養有別于機械工程及自動化專業的人才培養，不是機械工程及自動化專業基礎上加幾門教育學課程那么簡單，而是應從中等機械職業學校教師的崗位能力培養出發，培養具有機械工程及自動化專業知識背景和能力，并具有理論課程教學能力和實踐教學能力的高技能型人才。在機械工程及自動化師范專業人才培養過程中，應對機械制造技術模塊的教學有所側重。由于機械制造技術模塊是實踐性非常強的知識體系，沒有足夠的實踐知識，很難達到完全理解和掌握，必須處理好金工實習、生產實習與理論教學的關系，使它們互為支撐、互為促進，形成一個有機整體，才能保證機械制造模塊的教學質量和教學效果。為此，我們對機械制造模塊教學做了如下三方面的改革：第一，改變過去金工實習中單純而枯燥的操作技能訓練，強調金工實習要為理論教學提供認識基礎，降低理論教學難度；第二，將生產實習與理論教學合一，實施理實一體化教學，提高教學效果；第三，以課程設計為載體，實施“教學做”一體化，確保教學質量。這三方面的改革實踐證明，機械制造技術模塊的教改是有成效的。學生普遍反映，通過該模塊的學習和實踐，既培養了工藝設計能力，又提高了操作技能。

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（責任編輯：楊在良）endprint