典型零件工藝設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

白海清 何寧 余婧

［摘要］典型零件工藝設(shè)計(jì)課程為陜西省精品課程，課程組遵循“基礎(chǔ)性、針對性、時(shí)效性”的原則，按照“模塊化”的設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行了課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，使課程內(nèi)容實(shí)現(xiàn)了用教材教而非教教材，緊密結(jié)合工程實(shí)際，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的主體經(jīng)驗(yàn)的體系，解決了課程的“學(xué)什么，怎樣學(xué)”和“教什么，怎樣教”的問題。

［關(guān)鍵詞］課程內(nèi)容模塊化案例式教學(xué)

［中圖分類號］G642［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A［文章編號］2095-3437（2013）08-0107-02

一、教學(xué)內(nèi)容的選擇原則

（一）基礎(chǔ)性原則

典型零件工藝設(shè)計(jì)課程在教學(xué)內(nèi)容的選擇上，舍棄了復(fù)雜的理論分析與計(jì)算，以理論夠用為度，要求學(xué)生掌握機(jī)械加工與工裝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識與基本原理，熟悉機(jī)械加工與工裝設(shè)計(jì)的基本技能，并且具備綠色制造與質(zhì)量意識等基本理念，以期實(shí)現(xiàn)課程的有效教學(xué)。

（二）針對性原則

針對性原則是指在教學(xué)內(nèi)容的選擇上，充分聽取并考慮學(xué)生的需求與建議，了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中較難把握的內(nèi)容，集中講解，攻克難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)課程的拉動(dòng)型教學(xué)。

（三）實(shí)效性原則

典型零件工藝設(shè)計(jì)課程在教學(xué)內(nèi)容的選取上，強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，力求使教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系加工實(shí)際，貼近生產(chǎn)一線，強(qiáng)化綜合運(yùn)用，突出應(yīng)用特色，了解機(jī)械制造的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，使學(xué)生在畢業(yè)后能迅速勝任生產(chǎn)一線的技術(shù)崗位。

二、教學(xué)內(nèi)容的取向

（一）用教材教而非教教材

把教學(xué)內(nèi)容視為教材已經(jīng)成為一種傳統(tǒng)觀點(diǎn)。許多人把教學(xué)內(nèi)容看作學(xué)生應(yīng)該習(xí)得的知識，而知識的傳遞以教材為依據(jù)。因此，工作的重心就落在了選擇哪些學(xué)科知識編寫教材。在這種情況下，教師變成了把教材中的內(nèi)容照本宣科講給學(xué)生的“搬運(yùn)工”，教學(xué)過程固化為教師“教教材”，學(xué)生“學(xué)教材”的封閉狀態(tài)。實(shí)際上，教師不應(yīng)該只關(guān)注教材本身，而更應(yīng)該注意教材和學(xué)生當(dāng)前的需要和能力之間的相互作用。也就是說教師既要懂得教材，還要了解學(xué)生的需要和能力。

典型零件工藝設(shè)計(jì)課程雖然編寫了授課教材，但在具體教學(xué)過程中，教師并非按照教材照本宣科，而是僅僅把教材作為輔助教材的工具。比如在講授“六點(diǎn)定位原理”時(shí)，任何一本教材講的都是六點(diǎn)定位的原理，即用六個(gè)點(diǎn)就可以限制工件的六個(gè)自由度，然后講授常用定位元件。而學(xué)習(xí)者實(shí)際進(jìn)行定位方案設(shè)計(jì)時(shí)，最需要掌握的知識是工件本道工序應(yīng)該限制的自由度，這在教材里邊都沒有講述。所以，在講授本節(jié)內(nèi)容時(shí)，需要介紹大量的工件工序簡圖，根據(jù)本工序加工要求，分析應(yīng)該限制的自由度，這樣，學(xué)生才能更好地掌握或理解六點(diǎn)定位原理，在定位方案設(shè)計(jì)時(shí)，才會運(yùn)用六點(diǎn)定位原理，也才能很好地掌握完全定位、過定位和欠定位等概念。教師在教學(xué)過程中用教材提供刺激學(xué)生的反應(yīng)和指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的環(huán)境。教師用教材改變刺激環(huán)境，以便學(xué)生形成良好的智力和情緒傾向。

（二）緊密結(jié)合工程實(shí)際

教育最初是為了把人類社會生活的內(nèi)容教給年青一代而出現(xiàn)的，教育的本質(zhì)決定了教學(xué)內(nèi)容與社會生活存在密不可分的聯(lián)系。然而目前學(xué)校中的教學(xué)與社會群體的習(xí)慣與理想之間聯(lián)系的紐帶被偽裝甚至掩蓋，兩者之間的聯(lián)結(jié)變得松散，似乎毫無聯(lián)系。最終，教學(xué)內(nèi)容變成只為自己存在的僵化的知識。學(xué)生只需要去掌握它而不考慮其社會價(jià)值。在這種情況下，教育的本質(zhì)被歪曲誤解。

“典型零件工藝設(shè)計(jì)”課程在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上，充分考慮了教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際的關(guān)系，以機(jī)械和工裝設(shè)計(jì)生產(chǎn)一線的實(shí)際案例作為教學(xué)導(dǎo)入，在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上，以應(yīng)用為目的，使學(xué)生能夠在課程結(jié)束后，運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械加工知識，針對現(xiàn)場實(shí)際，解決生產(chǎn)一線零件工藝編制及工裝設(shè)計(jì)等問題。本課程以工程實(shí)際中經(jīng)常遇到的軸類、套筒類、箱體類、齒輪類、叉桿類零件為研究對象，介紹其加工工藝及工藝裝備。同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容還堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)，及時(shí)向?qū)W生介紹工裝設(shè)計(jì)、零件加工新工藝、新技術(shù)、新方法等，保證學(xué)生了解目前機(jī)械加工和工裝設(shè)計(jì)的前沿動(dòng)態(tài)。

（三）強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的主體經(jīng)驗(yàn)

強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的主體經(jīng)驗(yàn)包括兩個(gè)方面：第一，尊重學(xué)生的主體地位。典型零件工藝設(shè)計(jì)課程在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上注意給學(xué)生更多的獨(dú)立思維空間，舍去了復(fù)雜的理論分析和計(jì)算，內(nèi)容層次清晰，循序漸進(jìn)，適合學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的需要；第二，關(guān)注學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)獲取。經(jīng)驗(yàn)包含著一個(gè)主動(dòng)因素和一個(gè)被動(dòng)因素，這兩個(gè)因素以特有的形式相結(jié)合。在主動(dòng)的方面，經(jīng)驗(yàn)就是嘗試，在被動(dòng)的方面，經(jīng)驗(yàn)就是承受結(jié)果。典型零件工藝設(shè)計(jì)課程以典型零件的加工為研究對象，使學(xué)生獲得常見零件加工順序合理安排、工藝參數(shù)確定和典型夾具設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和知識。一個(gè)零件的加工工藝是多樣的，不是一成不變的，永遠(yuǎn)是“硬件”（生產(chǎn)條件）決定“軟件”（機(jī)械加工工藝規(guī)程），所以又要使得學(xué)生靈活運(yùn)用所獲得的知識和經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，為學(xué)生安排了充分的課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，為學(xué)生主動(dòng)嘗試與試誤中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)了豐富的環(huán)境。

三、教學(xué)內(nèi)容的模塊化設(shè)計(jì)

（一）理論依據(jù)

教學(xué)內(nèi)容的模塊化設(shè)計(jì)借助了計(jì)算機(jī)科學(xué)的概念。計(jì)算機(jī)科學(xué)中的模塊化指解決一個(gè)復(fù)雜問題時(shí)自頂向下，逐層把系統(tǒng)劃分成若干模塊的過程，模塊是可組合、分解和更換的單元。教學(xué)內(nèi)容的模塊化有兩方面的含義，一方面各模塊自成體系，能夠解釋或解決一類特定問題，另一方面各模塊之間又有一定接口，能夠根據(jù)需要靈活組合。

（二）設(shè)計(jì)原則

1.整體化原則

各教學(xué)內(nèi)容模塊以基礎(chǔ)知識、基本技能、基本理念為依托，反映典型零件工藝設(shè)計(jì)課程完整的理論框架和清晰的結(jié)構(gòu)，整理出教學(xué)內(nèi)容的主線，揭示不同模塊之間的聯(lián)系，讓學(xué)生對課程的知識體系有一個(gè)整體的把握。

2.體系化原則

每個(gè)教學(xué)內(nèi)容模塊的構(gòu)成體系包括三個(gè)部分：導(dǎo)入部分、核心部分和拓展部分。同時(shí)，每個(gè)教學(xué)內(nèi)容模塊自成體系，圍繞一個(gè)或幾個(gè)問題，從描述現(xiàn)象，提出問題，建立概念到通過演繹或歸納得出方法，目的在于能夠解釋或解決這類問題，最后將概念和方法應(yīng)用于實(shí)際問題的解決中。

（三）各模塊簡介

典型零件工藝設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容具體分成八個(gè)模塊。模塊一是緒論，講述機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展和課程導(dǎo)讀；模塊二是機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂基本知識；模塊三是機(jī)床夾具設(shè)計(jì)；模塊四是常見典型零件加工工藝及夾具分析；模塊五是齒輪加工工藝及精度分析；模塊六是連桿加工工藝及夾具分析；模塊七是活塞加工工藝及夾具分析；模塊八是撥叉加工工藝及夾具分析。

四、基于模塊的教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)內(nèi)容的動(dòng)態(tài)調(diào)整

教師在教學(xué)過程中可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容選擇的針對性與時(shí)效性原則，動(dòng)態(tài)組合教學(xué)內(nèi)容。首先，各模塊的內(nèi)容深度可以相機(jī)調(diào)整，教學(xué)中只涉及該模塊的基本內(nèi)容，或深入到該模塊的拓展部分，也可以根據(jù)針對性原則和時(shí)效性原則做出選擇。其次，各模塊的課時(shí)可以動(dòng)態(tài)調(diào)整。教學(xué)中是以加工工藝規(guī)程制定為主還是以機(jī)床夾具設(shè)計(jì)為主，是以基本理論為重還是以實(shí)踐應(yīng)用為重，可根據(jù)學(xué)生已學(xué)課程和自身特點(diǎn)進(jìn)行選擇。

（二）教學(xué)內(nèi)容的靈活導(dǎo)入

教學(xué)過程中一定要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而教學(xué)內(nèi)容的導(dǎo)入方式對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣有著至關(guān)重要的作用。根據(jù)模塊的不同特點(diǎn)，采取不同的導(dǎo)入方式。理論性強(qiáng)的模塊，采用問題導(dǎo)入法；應(yīng)用強(qiáng)的模塊，采用案例導(dǎo)入法，案例都具有典型性，使學(xué)生有深入探究的意愿。

（三）教學(xué)內(nèi)容的合理展開

教學(xué)中實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)的關(guān)鍵是發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。圍繞每個(gè)模塊要解決的核心問題，采用現(xiàn)象或案例為引子，以問題為導(dǎo)向，以學(xué)生為主體的探究式教學(xué)方法組織教學(xué)內(nèi)容。首先，在模塊的導(dǎo)入部分，教師創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，選擇案例，結(jié)合多媒體手段展示給學(xué)生，再提出問題，解決問題。其次，在模塊的核心部分以學(xué)生為主體，在教師的引導(dǎo)下，實(shí)現(xiàn)師生之間、生生之間的互動(dòng)，共同尋求問題的解答，歸納出模塊的關(guān)鍵概念和重要原理；最后，在模塊的拓展部分，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際和典型案例，以學(xué)生為主導(dǎo)來解釋或解決問題，鼓勵(lì)學(xué)生課后查閱資料，咨詢專家，互相探討深化問題。

基于上述教學(xué)過程，各模塊的教學(xué)內(nèi)容是在學(xué)生不斷思考中，如同剝筍一樣層層展開，最后露出核心。通過這樣的方式展開教學(xué)內(nèi)容，不僅使學(xué)生掌握了關(guān)鍵概念和基本原理，更重要的是教會了學(xué)生思考問題，探索求解的方法。

（四）多樣化的習(xí)題形式

“典型零件工藝設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)目標(biāo)，既要學(xué)生掌握該課程的關(guān)鍵概念和基本原理，也要求學(xué)生具備一定的應(yīng)用能力，能夠解決生產(chǎn)一線的實(shí)際問題。根據(jù)各模塊的不同特點(diǎn)，在習(xí)題形式上采用多樣化的呈現(xiàn)方式。偏重于理論的模塊，習(xí)題主要強(qiáng)調(diào)概念的記憶和原理的理解；偏重于應(yīng)用的模塊，習(xí)題則主要強(qiáng)調(diào)解決實(shí)際問題的能力。

［參考文獻(xiàn)］

［1］皇甫全，王本陸.現(xiàn)代教學(xué)論課程［M］.北京:教育科學(xué)出版社,2003.

［2］呂達(dá).杜威教育文集（第2卷）［M］.北京:人民教育出版社,2008.

［3］白海清.典型零件工藝設(shè)計(jì)［M］.北京:北京大學(xué)出版社,2012.

［責(zé)任編輯：碧瑤］