“特種加工技術”精品課程教學研究與實踐

張桂香，李志永，高軍，李彥蓉

摘要：本文針對機械工程領域機械制造及其自動化專業的重要課程《特種加工技術》的教學，從課程定位、教學體系、教學內容、教學方法、實踐教學等方面著手，對“特種加工技術”精品課程建設進行了研究和探討。通過生動、形象、直觀、多樣化的教學方法和手段，培養學生發散思維、立體思維、逆向思維、開拓創新和解決工程實際問題的能力，取得了良好效果。

關鍵詞：精品課程；教學研究；教學模式；創新能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）08-0220-02

一、引言

特種加工技術是指依靠聲、光、電、磁、化學、熱及其復合等的能量形式，使其施加于被加工材料的表面，通過一定的控制措施實現對零件的尺寸加工、形狀加工、表面改性、表面處理等的非傳統加工方法；是機械加工工藝的補充和延伸；是先進制造技術的重要組成部分。本課程所涉及的內容理論較深，學科交叉多，知識面廣，工藝更新快，學生學習難度較大。隨著現代化信息技術的發展和制造領域對人才需求的不斷增加，以前的教學方法和手段已經不能滿足發展的需要。為此，本文從課程定位、教學體系、教學內容、教學方法、實踐教學、網上互動平臺建設等方面著手，對“特種加工技術”精品課程建設進行了研究和探討，建立了一套獨具特色的現代化專業課程教學模式。

二、課程定位

為適應高等教育改革是需要，貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010—2020年）》的精神，促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國，培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的各類型高質量工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。2010年我校作為山東省屬高校中唯一一所入圍“卓越計劃”的高校，機械設計制造及其自動化專業獲得立項支持。“特種加工技術”課程是機械工程領域機械制造及其自動化專業的主干專業課程之一，是機械加工工藝的補充和延伸，是先進制造技術的重要組成部分。該門課程的定位和目標是培養掌握特種加工理論、加工工藝、工藝編程與操作的，符合當今制造業急需的，以數字化信息化技術推動下的“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的機電制造業復合型高素質技能型并具有一定開發能力的技術人才。

三、教學體系建設

“特種加工技術”課程的主要特點是多學科交叉、知識面寬（涉及聲、光、電、熱、磁、化學等方面），知識跨度大。其課程體系建設重點解決理論知識與實踐應用的有機結合，提高學生學習的主動性和創造性，培養和提高學生的理論水平、工程實踐和應用能力。主要從以下幾個方面構建課程體系。

1.以理論為依據，以工程應用為背景，加強理論與實際的結合，培養學生的工程意識和實踐能力。“特種加工技術”作為一門實踐性很強的專業課，是本科教育階段綜合性工程應用的教學環節，也是實現培養目標的重要途徑。為此，根據上述課程定位，結合當今制造業對人才培養的要求，筆者在承擔多項國家級和省部級科研課題研究過程中，收集了大量國內外科研技術資料，探討本學科前沿知識，掌握了本專業范圍的許多新理論、新成果、新方法、新工藝，及時補充和更新教學內容。本著培養學生“三方面能力”，即綜合理解和運用機械工程基礎知識的能力，透徹理解特種加工的基本理論和基本應用的能力，結合具體工程實際解決和研發新加工方法的創新能力。落實“一方面素質”，即具備在制造業信息化技術、控制技術、傳感檢測技術推動下，機電一體化的復合型人才高素質的課程建設培養目標。以生動、形象、直觀、多樣化的教學方法和手段，使該課程基本知識的傳授，融科研與教學于一體，及時更新、充實教學內容，突出了理論與實際的緊密聯系。

2.強化實驗教學，提高學生的動手實踐能力。實驗教學作為實踐教學的重要組成部分，是課堂教學的重要補充和延伸。為了保證實驗教學質量，在實驗教學中，采用多元化的實驗教學模式，將創新能力、設計能力和動手能力的培養貫穿于實驗教學過程。具體做法是：設計實驗內容，既要保證學生掌握基本的理論知識，又要加強學生實踐能力和動手能力的培養，并且將零件加工方案的選擇、工藝路線的分析、加工工藝的制定、數控加工程序的編制以及實驗報告等有機結合起來，形成一套為培養學生機械加工方法的選擇和加工工藝的制定能力服務的完善的實驗教學體系，確立培養學生的工程實踐與創新設計能力為主線的教學目標。在安排實驗內容和編制實驗教學大綱過程中，需要根據各種特種加工設備目前在實際生產中的普及情況，結合學校現有的實驗條件，對特種加工各類課程進行合理安排。

3.結合實習環節，拓寬學生視野。實驗課的開設讓學生現場感受到特種加工的奇特魅力和獨到效果。但實驗室里的加工實驗不是真正的生產，為了讓學生親身感受特種加工工藝在生產中的應用，在課程結束后安排一周的生產實習。在實習過程中，學生通過參觀和親身體驗，增長見識，擴大視野。對特種加工的工業化生產組織形式、產品類型、生產環境以及機床操作等有深入的了解。通過在工廠的實習，使學生全面了解和掌握特種加工在生產中的應用、工作環境以及產品的適應性，這對以后從事該方面的工作具有非常直接的指導意義。

4.畢業設計環節融入特種加工方面的研究和設計。畢業設計環節是學生大學四年最后的學習階段，最能鍛煉學生的綜合應用能力和獨立思考能力。在設計學生的畢業設計題目時，結合老師在特種加工方面的研究課題，使學生參與相關課題的研究。這樣既鞏固了特種加工知識，又掌握了該技術的實際應用。為學生以后的工作和學習打下堅實的基礎。

下頁的圖是運用現代化的教學手段建立的《特種加工技術》精品課程教學體系。

四、教學內容與教學方法

“特種加工技術”是當今制造業在數字信息化技術、控制技術、傳感檢測技術快速發展的推動下，機械工程領域中出現的現代先進制造技術和加工方法，給機械制造業帶來了深刻的變革，促進了制造業向更深更高層次發展。本著培養學生“三方面能力”，落實“一方面素質”的課程建設培養目標，其教學內容和方法主要從以下方面進行。理論教學與實踐教學結合，理論教學突出先進性、實用性和前沿性。在課堂教學上，強調理論與實踐的融合和知識之間的內在聯系。重視專業性較強的和相關的應用理論，突出理論的實用性，主要遵循如下原則。（1）應用性原則：理論教學以應用為目的，通過學以致用掌握基本概念和基本理論、強化應用為教學重點，加強工程素質、工程實踐能力和創新能力的培養。（2）整合性原則：打破原有的課程界限，突出各門課程的綜合性，體現了傳統工程技術、現代工程技術的融合，建立整合性內容課程。（3）先進性原則：針對當今國內外制造業發展的現狀，為了拓寬學生的知識面和激發學習興趣，增加現代技術含量，處理好傳統與現代教學內容的關系。改進教學方法，采用現代教學手段提高教學質量和效率。（4）“特種加工技術”課程有關的畢業設計突出綜合性，遵循一切理論教學為培養工程應用能力服務。課題來自生產一線和教師正在研究的課題；學生直接參與科研和實驗室建設，在老師的指導下進行設備改進和性能研發。畢業設計一人一題。對實驗進行了重新審核和研討，加大實驗改革力度，增加創新性實驗，提高學生的學習興趣和學習積極性。采用多媒體教學，增加案例解析，加強實踐性環節教學，讓學生到實訓基地進行訓練，增加對課堂知識的理解和掌握。endprint

五、實踐教學

實踐教學主要從三方面入手。

1.實驗教學。我校實驗室建設力度很大，擁有符合特種加工試驗條件的一整套先進的試驗儀器和設備。如數控電火花成型加工機、數控電火花線切割加工機床、快速成型機、超聲加工機、數控激光加工機、五軸聯動數控加工中心、三座標測量儀等若干先進的加工試驗設備。

2.校內外實習實訓教學。我校工程實訓中心設備比較齊全、先進，給學生學習提供了比較好的工程實訓條件。通過與企業聯系與合作，建立了多處校外生產實習基地。每年分期分批帶領學生到企業實習，已形成“特種加工技術”課程良好的教學基礎支撐。

3.畢業設計環節。利用畢業實習與畢業設計，使學生了解畢業設計題目中相關技術的發展現狀，通過親自設計特種加工設備，參加教師的相關課題研究，加深對特種加工工藝的理解，提高學生的綜合應用能力和創新能力。

六、網上互動平臺建設

在學生課后自學學時內充分發揮網絡資源的優勢，在學校信息化教學平臺上建立主講教師與學生網上交流、網上答疑、網絡授課等的互動平臺，同時積極發揮網絡課件和多媒體技術的優勢，適當縮減面授學時，形成以授課、實驗、實習、網上互動、畢業設計綜合運用的多方位立體化的教學模式。

七、結語

經過多年的教學研究與實踐，特種加工技術精品課程建設取得了預期的效果，主要體現在如下方面。

1.學生的學習積極性明顯提高，基本理論知識的掌握更加扎實。通過教學改革，采用生動、形象、有趣的教學手段和啟發式、討論式的教學方法，將特種加工技術中涉及的聲、光、電、磁、化學、傳感、控制、計算機技術等應用于加工制造業，極大地激發和提高了學生的興趣和學習積極性，使他們對特種加工技術理論有了更加深入的理解和掌握。

2.學生分析和解決工程實際問題的能力有了長足的進步。精品課程的建設和教學方法的改革，提高了學生的動手能力和綜合應用能力，增強了學生的科技創新意識。在后續課程和畢業設計中，學生能較好地運用特種加工知識解決工程實際問題。

3.通過該精品課程的建設，使教師的教學、科研水平進一步提高，起到了教學相長的作用。教師相繼在各類期刊雜志上發表數篇教研教改論文，在國家級重要期刊上發表科研論文數十余篇。該項目的建設對培養學生的工程意識和創新能力發揮了重要作用。

參考文獻：

[1]張惠芬.以精品課程建設為契機.全面提高教學質量和人才培養質量[J].中國電力教育，2006，（12）：442-443.

作者簡介：張桂香（1964-），女，工學博士，山東理工大學機械工程學院，副教授，碩士研究生導師，研究方向：精密特種加工技術與裝備；數控技術。endprint

五、實踐教學

實踐教學主要從三方面入手。

1.實驗教學。我校實驗室建設力度很大，擁有符合特種加工試驗條件的一整套先進的試驗儀器和設備。如數控電火花成型加工機、數控電火花線切割加工機床、快速成型機、超聲加工機、數控激光加工機、五軸聯動數控加工中心、三座標測量儀等若干先進的加工試驗設備。

2.校內外實習實訓教學。我校工程實訓中心設備比較齊全、先進，給學生學習提供了比較好的工程實訓條件。通過與企業聯系與合作，建立了多處校外生產實習基地。每年分期分批帶領學生到企業實習，已形成“特種加工技術”課程良好的教學基礎支撐。

3.畢業設計環節。利用畢業實習與畢業設計，使學生了解畢業設計題目中相關技術的發展現狀，通過親自設計特種加工設備，參加教師的相關課題研究，加深對特種加工工藝的理解，提高學生的綜合應用能力和創新能力。

六、網上互動平臺建設

在學生課后自學學時內充分發揮網絡資源的優勢，在學校信息化教學平臺上建立主講教師與學生網上交流、網上答疑、網絡授課等的互動平臺，同時積極發揮網絡課件和多媒體技術的優勢，適當縮減面授學時，形成以授課、實驗、實習、網上互動、畢業設計綜合運用的多方位立體化的教學模式。

七、結語

經過多年的教學研究與實踐，特種加工技術精品課程建設取得了預期的效果，主要體現在如下方面。

1.學生的學習積極性明顯提高，基本理論知識的掌握更加扎實。通過教學改革，采用生動、形象、有趣的教學手段和啟發式、討論式的教學方法，將特種加工技術中涉及的聲、光、電、磁、化學、傳感、控制、計算機技術等應用于加工制造業，極大地激發和提高了學生的興趣和學習積極性，使他們對特種加工技術理論有了更加深入的理解和掌握。

2.學生分析和解決工程實際問題的能力有了長足的進步。精品課程的建設和教學方法的改革，提高了學生的動手能力和綜合應用能力，增強了學生的科技創新意識。在后續課程和畢業設計中，學生能較好地運用特種加工知識解決工程實際問題。

3.通過該精品課程的建設，使教師的教學、科研水平進一步提高，起到了教學相長的作用。教師相繼在各類期刊雜志上發表數篇教研教改論文，在國家級重要期刊上發表科研論文數十余篇。該項目的建設對培養學生的工程意識和創新能力發揮了重要作用。

參考文獻：

[1]張惠芬.以精品課程建設為契機.全面提高教學質量和人才培養質量[J].中國電力教育，2006，（12）：442-443.

作者簡介：張桂香（1964-），女，工學博士，山東理工大學機械工程學院，副教授，碩士研究生導師，研究方向：精密特種加工技術與裝備；數控技術。endprint

五、實踐教學

實踐教學主要從三方面入手。

1.實驗教學。我校實驗室建設力度很大，擁有符合特種加工試驗條件的一整套先進的試驗儀器和設備。如數控電火花成型加工機、數控電火花線切割加工機床、快速成型機、超聲加工機、數控激光加工機、五軸聯動數控加工中心、三座標測量儀等若干先進的加工試驗設備。

2.校內外實習實訓教學。我校工程實訓中心設備比較齊全、先進，給學生學習提供了比較好的工程實訓條件。通過與企業聯系與合作，建立了多處校外生產實習基地。每年分期分批帶領學生到企業實習，已形成“特種加工技術”課程良好的教學基礎支撐。

3.畢業設計環節。利用畢業實習與畢業設計，使學生了解畢業設計題目中相關技術的發展現狀，通過親自設計特種加工設備，參加教師的相關課題研究，加深對特種加工工藝的理解，提高學生的綜合應用能力和創新能力。

六、網上互動平臺建設

在學生課后自學學時內充分發揮網絡資源的優勢，在學校信息化教學平臺上建立主講教師與學生網上交流、網上答疑、網絡授課等的互動平臺，同時積極發揮網絡課件和多媒體技術的優勢，適當縮減面授學時，形成以授課、實驗、實習、網上互動、畢業設計綜合運用的多方位立體化的教學模式。

七、結語

經過多年的教學研究與實踐，特種加工技術精品課程建設取得了預期的效果，主要體現在如下方面。

1.學生的學習積極性明顯提高，基本理論知識的掌握更加扎實。通過教學改革，采用生動、形象、有趣的教學手段和啟發式、討論式的教學方法，將特種加工技術中涉及的聲、光、電、磁、化學、傳感、控制、計算機技術等應用于加工制造業，極大地激發和提高了學生的興趣和學習積極性，使他們對特種加工技術理論有了更加深入的理解和掌握。

2.學生分析和解決工程實際問題的能力有了長足的進步。精品課程的建設和教學方法的改革，提高了學生的動手能力和綜合應用能力，增強了學生的科技創新意識。在后續課程和畢業設計中，學生能較好地運用特種加工知識解決工程實際問題。

3.通過該精品課程的建設，使教師的教學、科研水平進一步提高，起到了教學相長的作用。教師相繼在各類期刊雜志上發表數篇教研教改論文，在國家級重要期刊上發表科研論文數十余篇。該項目的建設對培養學生的工程意識和創新能力發揮了重要作用。

參考文獻：

[1]張惠芬.以精品課程建設為契機.全面提高教學質量和人才培養質量[J].中國電力教育，2006，（12）：442-443.

作者簡介：張桂香（1964-），女，工學博士，山東理工大學機械工程學院，副教授，碩士研究生導師，研究方向：精密特種加工技術與裝備；數控技術。endprint