機械制造工藝課程教學改革與實踐

【摘 要】隨著制造業的發展，制造工藝的應用范圍越來越廣泛。本文分析了機械制造工藝學課程教學中存在的問題，從工藝現狀、工藝人才培養、制造工藝與質量關系，模塊化教學體系、實踐教學模式等方面探討了制造工藝學課程的教學改革。

【關鍵詞】制造工藝 模塊化 實踐教學

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）20-0066-02

一 認清制造工藝現狀，加快工藝知識普及

機械制造工藝學是一門系統性和實踐性較強，內容廣泛、課時較少的課程，它是機械類專業的一門專業技術課，同時制造工藝課也是機械專業、車輛工程專業、熱力專業的必修專業課。如何在有限學時內，充分調動學生的積極性，使他們能夠盡快地掌握高技能人才必備的機械制造的基本知識、基本理論和基本技能，為后續課程的學習和將來從事的工作打下堅實的基礎，是我們應重點考慮的問題。有統計表明，在現代工業產品的開發生產過程中，70%的錯誤在設計開發階段已經產生，而80%的錯誤往往是在生產階段或是更后續的階段才被發現并進行修正。特別是《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》的有關規定提出，“大多數制造企業著重提高裝備設計、制造和集成能力”，“重點突破極端制造、系統集成和協同技術、智能制造與應用技術、成套裝備與系統的設計驗證技術、基于高可靠性的大型復雜系統和裝備的系統設計技術，其目的在保證產品質量的前提下，實現產品生產的高效率和良好經濟性”，大幅度提升我國制造工業的核心競爭力。沒有制造業，就沒有工業；而沒有機械制造業，就沒有獨立的工業，即使制造業再大、再多、再好，也受制于人，也就是說行業的發展對人才的需求十分迫切。

隨著高新技術的不斷發展及市場需求日益個性化與多樣化，世界各國都把機械制造技術的研究和開發作為國家的關鍵技術進行優先發展，將其他學科的高技術成果引入機械制造業中。我國制造科學技術呈現日新月異的變化和發展迅速，但與先進的國家相比仍有一定差距，為了迎接21世紀的挑戰，必須認清制造技術的發展趨勢，縮短與先進國家的差距，使我國的產品上質量、上效率、上品種和上水平。而人才是制造加工技術應用的關鍵，提高機械制造技術人才的培養水平，為企業提供高素質的人才，才能促進機械制造技術的良性發展。對于我們機械類專業來說，迫切的任務就是要掌握機械制造工藝發展的方向，掌握機械制造類企業對工藝人員的需求，明確工藝人員的特征。尤其是必須具備的軟性職業能力，然后進行制造工藝課程體系和課程內容的研究，來適應機械制造工藝的發展對人才的需求，徹底解決當前機械制造工藝人員應具備哪些專業知識和實踐能力的問題。提高制造工藝水平，必須擁有一批高素質的工藝人員。工藝水平包括工藝技術水平、檢測水平、裝配水平、操作水平和工藝管理水平，還包括推行成組技術、計算機輔助工藝等現代化管理手段水平。而大學本科畢業生，由于所學的知識或專業并不和從事的工藝工作對口，因而對工藝理論也相當生疏，實踐水平也較低。剛從學校畢業出來的大學生，并沒有經過一段時期很好的實習，他們雖然有一定的工藝理論知識和工程技術能力，但實踐知識普遍不足，加上有些畢業生的理論知識本來就沒學透，一知半解，一下子很難真正適應工藝技術工作。他們設計的工藝裝備很不實用，甚至連圖面上的工藝錯誤也很多，編制的工藝過程采用率很低。

二 改革理論教學內容，推行模塊化教學

隨著科技的進步，高新技術設備的普及使用以及新知識、新技術、新工藝、新方法的不斷涌現，人才培養的方式和時間周期也發生了很大的變化，原有的課程體系、結構和內容已跟不上社會、企業對人才提出的培養目標，不能適應教學改革要求。模塊化教學是一種系統化、規范化、科學化的教學組織形式，它圍繞一個能力和素質的反饋變成模塊的反

饋，在教法上強調知能一體。傳統教學中，教師過于注重書本知識、方法、方案的同步一體化的教與傳授，而忽視學生應用能力的培養。模塊化教學的關鍵在于模塊的確立。模塊實質上就是一種微觀課程的形態、內容，綜合運用各種教學方式、手段培養學生的與未來所從事職業相適應的能力。它自成一個獨立的知能體系。

我校主要在機械專業、材料成型專業、車輛專業、熱力專業講授機械制造工藝這門課程，只是側重點不一樣。如何把這些課程統一起來，在有限的時間內讓學生掌握相關的工藝理論知識？面對現有的課程體系和教學模式顯現出的不足，嘗試實施模塊化教學。根據專業的實際需要，把制造工藝課程分成典型零件的制造工藝模塊、先進制造技術模塊、常規工藝規程制定（夾具）、裝配工藝模塊、結構設計與制造模塊和其他綜合模塊（如車輛專業車身制造），針對不同專業講授不同工藝內容。通過這種模式嘗試，注重教學內容的整體布局，強調教學內容的體系化，促進理論知識與應用能力的有機結合，幫助學生克服了枯燥難學的困難，提高了專業教學效率和學生的學習興趣。同時教學得到最大限度的優化，共享優質教學資源，使有限的教學資源發揮最大效能。

三 分析產品制造特點，重視制造質量

在筆者調研的生產廠家中，都認為企業要注重制造技術和工藝的開發。雖然有些企業的生產機器不是當今最先進的，但他們普遍重視新產品開發的同時，同樣注重生產技術和工藝的開發和創新，從而確保產品的質量。企業讓自己的產品在市場上保持領先地位；產品設計重復率，制造過程的復雜性，檢測技術先進，這些是從事裝備制造業的每個設計者必須正視的問題。零件的制造很小很小的細節也要一絲不茍地執行。我們常說“這個差不多、馬馬虎虎”，其實差得多，在價值的體現上也差得多。要提高機械產品的附加值，我們更要注重一些小的環節，小至一個氣孔、一個毛刺、一個刀痕及外觀狀況都對我們的零件加工或產品的價值產生影響。比如講授典型零件加工這個模塊，對于車輛專業主要講解發動機各零部件的制造技術，機體毛坯制造方法有哪些，如何檢測毛坯質量，毛坯圖紙繪制，不同國家的視圖，尺寸標注完整性，技術要求，熱處理工藝，尺寸控制方法等，與實際企業生產要求接軌。同時讓學生到企業參與生產過程與加工方法的研究，了解工藝參數、工藝流程與產品設計、生產計劃與管理以及項目評估與決策等，對學生在實踐過程中進行全面的質量管理教育與敬業精神與責任心教育。總之，要培養既懂得產品的設計開發，又懂產品生產制造工藝，又懂市場消費，能將創新的設計理念、創新的制造方法、創新的生產流程與創新的市場手段相結合，能看懂圖、能理解工藝、能優化性能、能推介新產品的創新型實用人才。培養學生在設計制造產品上的創新思維，實現由“中國制造”向“中國創造”跨越式的發展。

四 加強學生實踐訓練，提高學生工藝水平

我校工科專業學生在大三下學期安排2～3周時間進行機械制造認識實習，為后續的專業基礎課和專業課學習提供感性認識，實習的地點是生產企業，實習內容跟機械制造工藝學緊密相關。老師在指導認識實習過程中，緊密結合金工實習和機械加工工藝的有關知識，編制詳細的實習指導書。由淺入深以問題的形式將有關知識點列出，引導學生帶著問題在工廠尋求答案。結合現場完整的典型零件加工工藝過程，裝配工藝和焊接工藝等內容，注重實際加工工藝的現場剖析，引導學生分析加工工藝的重點、難點、關鍵點，為今后的課程學習提供直觀的工程知識，提前和工藝學課程教學內容接觸。在進行課程實踐環節教學時，學生就不會感到陌生抽象，很多夾具在實習現場都接觸過，了解實際應用的方法、場合，在分析定位、夾緊原理時就不會感到抽象。學生在實習過程結合我國機械產品在質量、品種、效率等方面的現狀以及今后制造業發展的現實需要，面向企業的產品和生產現場，以制造工藝為主線，了解產品質量、加工效率與經濟性三者之間的協調關系，系統理解工藝系統的刀具、機床、夾具、工件等各要素在生產現場的具體功能和應用。同時校內實驗室及實訓中心對學生全天開放。鼓勵學生參加大學生工程訓練比賽、機械創新、科研產品制作，通過設計、零件制作，進一步體會零件制造的全過程和一個合格零件從選材到制造出來的艱辛。我們構建了完善的實踐教學環節體系，形成理論教學——實驗——實習——參觀——課程設計——理論教學的鏈式教學模式，注重對學生的理論知識應用與基本工程能力的培養，促進先進制造技術領域的知識普及。

五 普及先進制造技術，應用制造軟件

先進制造技術是傳統制造業不斷地吸收機械、材料、計算機及管理技術等方面最新的成果，應用于產品開發與設計、制造、檢測、管理及售后服務的制造全過程。在一個國家的企業生產力構成中，制造技術的作用一般占60%左右。各個國家經濟的競爭，主要是制造技術的競爭。其競爭能力最終體現在所生產產品的市場占有率。隨著經濟技術的高速發展、買方需求和市場環境的不斷變化，競爭日趨激烈，所以各國政府都非常重視對先進制造技術的研究。面向制造系統的制造模式和管理方法，如計算機集成制造系統（CIMS）、敏捷制造（AM）、綠色制造（GM）、并行工程（CE）、成組技術（GT）等。面向工程設計領域的先進制造技術，如CAD、CAE、CAT、CAPP、CAM和反求工程等。面向物流處理的先進制造技術，如數加工技術（NC/CNC/DNC），柔性制造技術（FM），快速原型/零件制造技術（Rapid Prototype，Part Manufacturing-RPM），工業機器人技術（Robot），超精密、超高速加工技術等。隨著社會的發展，人們對產品的個性化需求和不確定的市場環境，制造資源的柔性和可重構性，將成為21世紀企業裝備的顯著特點。先進的制造工藝、智能化的軟件和柔性的自動化設備、企業的柔性發展戰略，構成未來企業競爭的軟、硬件資源。因此，加強三維數字化設計制造技術的普及，培訓大學生對3D軟件和專業軟件的使用，將為大學生迅速對接企業提供有力的保障。

六 結束語

根據人才培養要求，我們深入分析了制造工藝的發展趨勢，積極探索和實踐制造工藝的課程教學，在教學內容方面，突出先進性、系統性和工程化；圍繞課程的主要教學內容進行創新。機械制造工藝課程實踐教學改革是一項長期的工作，無論是在內容、教學方法，還是教學管理等方面，還有許多改革的空間。

參考文獻

[1]馬曉春.我國現代機械制造技術的發展趨勢[J].森林工程，2002（3）

[2]王隆太主編.先進制造技術[M].北京：機械工業出版社，2003

〔責任編輯：龐遠燕〕