機械制造技術(shù)模塊化教學(xué)改革研究

徐強　許澤銀　朱愛華

摘 要 為了更好地培養(yǎng)學(xué)生具有編制機械制造工藝規(guī)程與實施的工作能力，借鑒德國應(yīng)用科技大學(xué)模塊化教學(xué)理念，對機械制造技術(shù)類相關(guān)課程進行模塊化改革，以能力為導(dǎo)向，構(gòu)建模塊內(nèi)容，不過分強調(diào)學(xué)科知識的系統(tǒng)性和內(nèi)在邏輯性。在模塊教學(xué)過程中，采用項目導(dǎo)入法、現(xiàn)場教學(xué)方法等教學(xué)手段，達到較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 機械制造技術(shù)；模塊化教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2015）10-0111-02

1 引言

機械制造技術(shù)涵蓋金屬切削原理與刀具、機械制造工藝學(xué)、金屬切削機床、機床夾具設(shè)計等制造類課程。通過該類課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具有從事機械制造工藝規(guī)程編制與實施的工作能力，對機械制造裝備進行設(shè)計、維護、改造的能力。該類課程直接面向生產(chǎn)實際，具有實踐性很強的特點，由于學(xué)生大部分從高中直接進入大學(xué)，對所學(xué)的機械制造理論缺乏感性的認識，再加上課程體系是以學(xué)科進行搭建的，強調(diào)學(xué)科知識的內(nèi)在邏輯性和系統(tǒng)性，課程內(nèi)容偏重基礎(chǔ)理論、原理、數(shù)據(jù)甚至公式，缺乏機械工程專業(yè)設(shè)計應(yīng)用的相應(yīng)內(nèi)容，所以課堂教學(xué)相對比較枯燥。特別是針對工程類的學(xué)生來說是一門非常頭疼的課程，學(xué)生普遍有厭學(xué)心理。

借鑒德國應(yīng)用科技大學(xué)的模塊化教學(xué)經(jīng)驗，通過走訪用人單位，確定機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生所具備的能力，以能力為導(dǎo)向，構(gòu)建機械制造技術(shù)課程群模塊內(nèi)容，不過分強調(diào)學(xué)科知識的系統(tǒng)性和內(nèi)在邏輯性[1]。在模塊教學(xué)過程中，采用項目導(dǎo)入法、現(xiàn)場教學(xué)方法等教學(xué)手段，收到較好的教學(xué)效果。

2 德國應(yīng)用科技大學(xué)模塊化教學(xué)理念

德國高等教學(xué)中的“模塊（Module）”通常由幾個相關(guān)聯(lián)教學(xué)課程組成，一個模塊構(gòu)成一個相對獨立的教學(xué)單元[2-3]。模塊以培養(yǎng)學(xué)生的能力為目標，不過分強調(diào)學(xué)科的知識性和內(nèi)在邏輯性。德國應(yīng)用科技大學(xué)把能力分成三類，即專業(yè)能力（與專業(yè)相關(guān)的知識技能儲備）、方法能力（用恰當方法解決實際問題的能力）、社會能力和自我能力（交際能力、團隊精神、自學(xué)能力）。為了實現(xiàn)不同的能力可采取不同的教學(xué)活動，有講座課、研討課、練習(xí)課、實驗訓(xùn)練課、項目教學(xué)課、學(xué)生自學(xué)等。為了實現(xiàn)專業(yè)能力多使用講座課，而實現(xiàn)方法能力、社會能力和自我能力多采用研討課、練習(xí)課、項目教學(xué)課等不同形式的教學(xué)活動。其中項目教學(xué)課就是用實踐項目進行新知識的引入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的源動力，傳授知識時緊密結(jié)合實踐項目，使學(xué)生在實踐中鞏固新學(xué)的知識，并做到融會貫通，培養(yǎng)理論和實踐的綜合應(yīng)用能力和分析問題、解決問題的能力，達到全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)。

3 課程內(nèi)容模塊化教學(xué)改革

鑒于上述模塊化教學(xué)理念，為了更好提高應(yīng)用型高校的教學(xué)質(zhì)量，對機械制造及自動化的課程體系進行模塊化教學(xué)改革。該專業(yè)培養(yǎng)目標是在機械工程及相關(guān)領(lǐng)域具有從事設(shè)計、制造、開發(fā)等能力的高級應(yīng)用型人才。為了提高本專業(yè)機械制造方面的能力，設(shè)置了機械制造技術(shù)模塊、機械制造裝備及其控制模塊。通過走訪用人單位，分析了機械行業(yè)對這些模塊的需求及本地區(qū)特殊需求，結(jié)合本專業(yè)的培養(yǎng)目標提出機械制造技術(shù)模塊、機械制造裝備及其控制模塊以下述能力為導(dǎo)向[4]：

1）從事機械制造工藝規(guī)程編制與實施的工作能力；

2）從事工藝工裝設(shè)計制造的工作能力；

3）對機械制造裝備進行設(shè)計、維護、改造的能力；

4）運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力，運用計算機進行輔助設(shè)計、制造的能力。

圍繞上述能力，如圖1所示，對教學(xué)內(nèi)容進行模塊化重組[5]，把切削原理與刀具的內(nèi)容與數(shù)控技術(shù)中數(shù)控編程并入機械制造技術(shù)I模塊，而把數(shù)控機床的電控內(nèi)容并入機械制造裝備及其控制模塊內(nèi)容。這樣處理的好處是機械制造I、機械制造II模塊以編制機械制造工藝規(guī)程為主線，系統(tǒng)介紹了編制工藝規(guī)程所需要的知識，包括數(shù)控加工知識，從而大大提高編制工藝規(guī)程能力。

機械制造技術(shù)模塊分為機械制造技術(shù)I、機械制造技術(shù)II兩模塊，該模塊以編制機械制造工藝為主線，主要介紹了機床、刀具、切削原理、數(shù)控編程等知識，并介紹了專用夾具定位及夾緊原理，在此基礎(chǔ)上介紹制定機械加工和裝配工藝規(guī)程基本理論，使學(xué)生具有設(shè)計機械加工工藝規(guī)程的能力及設(shè)計工裝夾具的能力。

把機床設(shè)計、數(shù)控技術(shù)部分內(nèi)容與機電傳動控制部分內(nèi)容整合成機械制造裝備設(shè)計及其控制模塊，主要針對學(xué)生具有設(shè)計、維護、改造機械制造裝備能力而設(shè)置的，主要涉及機械制造裝備電器控制的理論及方法，及其主運動、進給運動系統(tǒng)運動設(shè)計，主要零、部件結(jié)構(gòu)設(shè)計等內(nèi)容。

通過上述模塊知識的重組，使教師和學(xué)生明確了本模塊所要求的專業(yè)能力，不過分強調(diào)學(xué)科知識系統(tǒng)性和內(nèi)在邏輯性，更加注重理論知識和實踐知識的有機融合。

4 模塊的教學(xué)方法探討

按照模塊化的教育理論，為實現(xiàn)不同的能力，可采取不同的教學(xué)活動，根據(jù)工科專業(yè)的特點，對不同的教學(xué)方法進行探索，來實現(xiàn)模塊所要求的能力。

項目驅(qū)動方法的教學(xué)實踐 機械制造技術(shù)模塊中的工藝規(guī)程編制這一章的內(nèi)容，大部分是如何編制的規(guī)則，如果照本宣科，學(xué)生無法理解，只能死記硬背通過考試，無助于提高工程能力。因此，可以選擇用項目驅(qū)動方法來完成教學(xué)[6-7]。所謂項目驅(qū)動教學(xué)法，是指在教學(xué)過程中以項目的展開為主線，將相關(guān)知識點融入各個項目環(huán)節(jié)中去，進行層層推進，安排學(xué)生分小組圍繞工程項目進行討論，協(xié)作學(xué)習(xí)，最后通過共同完成項目的情況來評價學(xué)生是否達到教學(xué)目的的教和學(xué)的模式。

為了達到學(xué)生具有編制工藝規(guī)程的能力這一教學(xué)目的，把學(xué)生置于工作現(xiàn)場中，以一個典型零件的工藝規(guī)程編制為項目，通過學(xué)生自主、互動學(xué)習(xí)編制工藝規(guī)程有關(guān)的理論知識，如加工零件粗、精基準的選擇，加工工藝路線制定等理論，在教師的指導(dǎo)下，以學(xué)生為主來完成該項目。通過教學(xué)實踐，該種教學(xué)方法的特點是由教師為中心轉(zhuǎn)變以學(xué)生中心，由教材為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐皂椖繛橹行模瑢W(xué)生能真正理解編制規(guī)則，以提高編制工藝規(guī)程能力。

現(xiàn)場教學(xué)方法的教學(xué)實踐 機械制造技術(shù)模塊都是實踐性很強的模塊課程，大部分學(xué)生是高中直接進入大學(xué)，缺乏現(xiàn)場實踐經(jīng)驗。比如：在滾齒機教學(xué)中，學(xué)生連滾齒機都未見過，教學(xué)效果較差；在夾具教學(xué)中，限制自由度、定位基準的選擇一直是教學(xué)難點，學(xué)生無法理解，究其原因，主要是由于學(xué)生的空間想象能力、實踐能力較差。因此，可以選擇用現(xiàn)場教學(xué)方法來完成教學(xué)。

在滾齒機教學(xué)中，首先帶學(xué)生到現(xiàn)場了解滾齒機的組成及所需的運動，然后到教室分析其傳動鏈組成及其調(diào)整原理，課后完成某個齒輪掛輪的計算，最后學(xué)生分組，到現(xiàn)場對滾齒機掛輪進行調(diào)整，即完成本模塊的實踐教學(xué)。在夾具的設(shè)計教學(xué)中，對夾具的組成、定位原理進行講解，然后把學(xué)生分組對某個夾具進行測繪、組裝，并畫成相應(yīng)的裝配圖。

通過這幾年的教學(xué)實踐，發(fā)現(xiàn)這樣做的好處是學(xué)生不僅了解了夾具的組成，而且對定位原理有著比較直觀的了解，現(xiàn)場教學(xué)彌補實踐經(jīng)驗的不足，使學(xué)生的工程能力有了進一步提高。

5 結(jié)語

1）以能力為導(dǎo)向，優(yōu)化和整合教學(xué)內(nèi)容，模塊設(shè)置更加實用化。不過分強調(diào)學(xué)科知識系統(tǒng)性和內(nèi)在邏輯性，做到理論知識適用，強調(diào)理論知識在工程環(huán)境中應(yīng)用，增加實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時，突出工程實踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

2）在實施過程中，教師實現(xiàn)從“知識的傳授者”到“學(xué)習(xí)的促進者”的角色轉(zhuǎn)變，為了培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用工程能力，探索了項目驅(qū)動方法、現(xiàn)場教學(xué)法等教學(xué)方法，增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的自主性，實現(xiàn)了學(xué)生由被動學(xué)習(xí)到主動找東西要學(xué)的轉(zhuǎn)變，提高了學(xué)生的工程實踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識和科學(xué)嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。教與學(xué)的有機互動，也增強了教師教學(xué)的責(zé)任感和危機感，教師自身的知識專業(yè)水平和教學(xué)能力也得到不斷的提高。

3）模塊化教學(xué)改革雖取得一些成績，但也存在一些問題，包括：有些相關(guān)課程之間的融合度還不夠；實踐教學(xué)的實施難度較大，需要得到社會、企業(yè)和學(xué)院的大力支持；師資隊伍尚不能完全滿足理論教學(xué)和實踐教學(xué)的需求。

參考文獻

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