機械制造專業《特種加工》課程的教學方法改革

陳勁松

摘 要：《特種加工》作為機械類的一門專業選修課，大多數學生對其課程所包含的內容了解很少，甚至部分授課教師對特種加工技術的發展現狀也并非十分的精通。但是隨著科學技術水平的不斷進步，各種特殊性能的材料需求日益增多，給我們的切削加工工作帶來許多新困難和新課題。該文就根據機械制造專業的特點，結合《特種加工》課程的教學現狀，進行分析，總結出了特種加工課程教學過程中存在的主要問題，并提出了相關建議，供同行參考。

關鍵詞：工業工程 特種加工 教學模式 探索

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（a）-0143-01

《特種加工》是機械類的一門專業選修課。隨著科學技術水平的不斷進步，對高強度、高硬度、高韌性、高脆性、耐高溫等特殊性能的材料需求日益增多，給切削加工帶來許多新困難和新課題。模具制造中形狀復雜的型腔，凸模和凹模的型孔用常規切削加工方法也往往難于加工。特種加工技術是直接利用電能、光能、聲能、熱能、化學能、電化學能等形式的能量，對上述難加工材料和復雜形狀零件進行加工的新工藝，它是傳統切削加工方法的拓展和補充。本課程主要介紹電火花加工、電火花線切割加工、電化學加工、激光加工、電子束和離子束加工、超聲加工、快速成形以及化學加工、磨料流加工等特種加工方法的基本原理、基本設備、基本工藝規律、主要特點和適用范圍。同時介紹特種加工方法的產生與發展，在模具以及特殊、復雜、典型難加工零件的制造中的應用。該課程涉及多學科的基本知識，對綜合應用已學知識有很好的啟發作用。學生通過本課程的學習，可以了解機械制造技術的新發展，提高對科學研究的興趣。

1 目前教學中存在的問題

作為一門專業選修課，大多數學生對特種加工課程所包含的內容了解很少，甚至部分授課教師對特種加工技術的發展現狀也并非十分精通，部分教師為年輕教師，教學經驗也并非十分豐富。目前采用的教學方法也只是按照教材的內容體系進行傳授，存在照本宣科現象，學生上課的積極性不高，究其原因，存在以下幾個方面的問題。

1.1 選用教材有待進一步優化和調整

現選用的教材為機械工業出版社的《特種加工》，該教材內容有九大部分，它們是電火花加工、電火花線切割加工、電化學加工、激光加工、電子束和離子束加工、超聲加工等方面，按照計劃安排的32學時，時間緊，任務重，教師沒有時間展開深入講解，這樣導致講授內容僅為全部知識點的少量部分，導致學生對這門課程不能有全面的了解。

1.2 注重理論教育、輕視實踐環節

特種加工技術屬于專業比較強的課程，涉及到較為深入的專業知識和較為高深的理論，對于大多數本科生來說，限于學時的限制，在短時間內理解這些抽象的專業知識較為困難。這使得學生對特種加工方法沒有感性的認識，學習積極性不高。此外缺少實踐環節，應該開始相應的實驗課，使得學生能夠在動手實驗中獲得較為感性的知識。

2 提出教學建議

2.1 采用比較教學法

常見特種加工方法很多，其加工機理和適用材料也不盡相同。很多學生以前可能只是聽說加工方法的名稱，因此在學習每個方法之前讓其了解各種加工方法的特點就尤為重要。在教學中，作者嘗試采用比較教學法進行。比如說講解特種加工的特點時，首先問學生“特種加工的‘特的指的是什么，與特種加工相對應的加工方法是什么，各有何優缺點？”在充分思考后，讓學生根據各自的理解回答以上三個問題，讓學生們充分地了解到特種加工的真正內涵。此外，常見的特種加工方法很多，各種方法之間彼此有聯系也有所區別。在講解常見的幾種方法后，作者提出了“哪幾種特種方法可以打孔？”很多同學都回答出“電火花加工、電化學加工、激光加工、電子束和離子束、超聲加工都可以用來打孔”，通過這個問題，就將看似孤立的知識點串聯起來，起到了較好的教學效果。此外，將原理類似的特種加工方法放在一起進行比較教學，比如說電火花加工與電火花線切割加工、電子束加工和離子束加工。兩者的加工原理、加工設備、操作過程非常相似。此外，電火花加工和電化學加工的原理也有相似之處，均需要在三個基本類似的條件下才能穩定地進行加工。通過對比講解使得學生加深對兩種看似不同的兩種加工方法的理解和記憶，逐步培養他們的辯證思維能力。

2.2 結合自身科研進行教學

作者在讀博士期間所做的課題就是用電化學加工方法制備多孔泡沫金屬的研究。在講授電化學加工的內容時，就充分向學生介紹了作者研究課題的來源、思路以及解決方法，通過系統的講解使學生能夠較為全面解電化學加工的原理、加工過程和特點。在講解完“電化學加工過程中如何能夠獲得表面致密、沉積質量的沉積層”的內容后，作者問了學生一個問題：“如果沉積層出現了疏松、多孔的沉積層，該如何進行處理？”很多學生回答：“那就出現了加工缺陷，不能再進行下去了，只能重新調整電沉積參數，從頭開始。”只有少數學生另辟蹊徑，說“出現的疏松、多孔結構金屬材料也許就能夠應用在某些應用領域”。作者最后說，電化學加工的多孔泡沫金屬就是利用沉積層出現的疏松、多孔的原理來進行加工。這種思路和靈感其實也是很偶然的，很多偉大的發現和發現都是來源于偶然出現的現象。特種加工發展過程中還有很多這種看似物極必反的現象，只要我們能夠巧妙利用，很多時候也能將壞事變成好事，例如開關觸頭金屬的電火花腐蝕轉變成電火花加工、金屬銹蝕轉變成電化學加工的現象，等等。

3 結語

按照系統工程的觀點，加大對特種加工的基本原理、加工機理、工藝規律、加工穩定性等深入研究的力度。從機械制造行業的現實需求出發，以提高人才培養質量為主線，精心安排教學內容，構建合理的教學體系，提高學生綜合素質。

參考文獻

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