“金屬切削機(jī)床”課程教學(xué)改革探索

王宏立

摘 要：“金屬切削機(jī)床”是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的核心課程。文章結(jié)合“金屬切削機(jī)床”課程的特點(diǎn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)實(shí)踐、考核方法等方面提出了“金屬切削機(jī)床”課程教學(xué)改革策略。

關(guān)鍵詞：金屬切削機(jī)床；教學(xué)改革；教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2016）08-0008-02

金屬切削機(jī)床是加工機(jī)器零件的主要設(shè)備，是制造機(jī)器的機(jī)器，在機(jī)械制造工業(yè)中占有極其重要的地位[1-2]。“金屬切削機(jī)床”（以下簡(jiǎn)稱“機(jī)床”）課程是機(jī)制專業(yè)的核心專業(yè)課，該課程的教學(xué)質(zhì)量對(duì)學(xué)生從事機(jī)械制造行業(yè)的工作有重要的影響。根據(jù)課程的特點(diǎn)，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，筆者從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)實(shí)踐、考核方法等方面，進(jìn)行了一些有益的改革嘗試，取得了較好的實(shí)踐效果。

一、突出教學(xué)內(nèi)容的時(shí)代性與系統(tǒng)性

（一）教學(xué)內(nèi)容的時(shí)代性

課程內(nèi)容的選擇應(yīng)與本學(xué)科技術(shù)發(fā)展水平相適應(yīng)，反映行業(yè)最新知識(shí)和發(fā)展方向。陳舊過時(shí)的內(nèi)容應(yīng)壓縮或刪除，增加新機(jī)構(gòu)、新系統(tǒng)、新技術(shù)等內(nèi)容。為此，教師必須精心設(shè)計(jì)教案，抓住重點(diǎn)，同時(shí)簡(jiǎn)化原有的教學(xué)內(nèi)容。“機(jī)床概論”部分內(nèi)容不能再局限于傳統(tǒng)的通用機(jī)床，要重點(diǎn)補(bǔ)充數(shù)控技術(shù)、數(shù)控編程知識(shí)，加重“數(shù)控機(jī)床”這一章節(jié)的課時(shí)比例，并對(duì)柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)這些先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行全面介紹，拓寬學(xué)生的專業(yè)知識(shí)面，開拓專業(yè)視野。當(dāng)然，傳統(tǒng)的通用機(jī)床應(yīng)該弄清楚其用途、工作原理、運(yùn)動(dòng)及主要機(jī)構(gòu)等，專用機(jī)床、組合機(jī)床要重點(diǎn)介紹機(jī)床設(shè)計(jì)與工藝方案的關(guān)系。

（二）教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性

“機(jī)床”課程內(nèi)容繁雜，各章節(jié)間相對(duì)獨(dú)立，聯(lián)系不緊密。名詞、圖表較多，信息量大，實(shí)踐性強(qiáng)，內(nèi)容欠缺系統(tǒng)性[3]。這就要求教師在組織教學(xué)活動(dòng)時(shí)，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化整合，不同種類的機(jī)床進(jìn)行歸納總結(jié)，找出系統(tǒng)性、規(guī)律性的知識(shí)，利于學(xué)生掌握。例如，從單章內(nèi)容的組成上來看，車床、銑床、磨床等章節(jié)論述的內(nèi)容和方法大體一致，基本上是機(jī)床功用、種類、組成、傳動(dòng)系統(tǒng)和典型結(jié)構(gòu)這一固定順序。在課程安排時(shí)，可使看似不相關(guān)的機(jī)床，在講述方法、步驟上得到統(tǒng)一，加強(qiáng)課程的整體性和系統(tǒng)性。如教學(xué)時(shí)可重點(diǎn)詳細(xì)介紹車床的上述內(nèi)容，對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的磨床可組織學(xué)生按車床的步驟自學(xué)，找出兩種機(jī)床不同機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)原理，既可節(jié)省課時(shí)，掌握課程知識(shí)，又可培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力。

二、倡導(dǎo)啟發(fā)式與討論式教學(xué)

過去教學(xué)時(shí)對(duì)“教”強(qiáng)調(diào)得太多，而忽視“學(xué)”的效果。教師上課采用“填鴨式”教法滿堂灌，而學(xué)生也習(xí)慣于教師講，學(xué)生聽的單調(diào)模式。這種教學(xué)方法限制了學(xué)生主動(dòng)思維，也增加了學(xué)習(xí)惰性和依賴心理，使學(xué)生在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中處于被動(dòng)接受地位[4]。

（一）采用啟發(fā)式教學(xué)

在教學(xué)過程中，要注意使用啟發(fā)式教學(xué)，逐步培養(yǎng)和提高學(xué)生的思維能力。啟發(fā)式教學(xué)中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師要發(fā)揮引導(dǎo)作用。例如在講滾齒機(jī)加工斜齒圓柱齒輪，確定滾刀架和工件轉(zhuǎn)動(dòng)的計(jì)算位移時(shí)，教師可引導(dǎo)性地提出問題：“加工斜齒輪的齒線與車床上車螺紋相類似，工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，刀具必須沿工件軸向移動(dòng)多大距離呢？”學(xué)生聯(lián)想車床車螺紋的情形，問題迎刃而解。

（二）注重討論式教學(xué)

討論式教學(xué)即講完某一章節(jié)后，安排一次討論課，教師課堂提出問題，引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生積極思考、討論，主動(dòng)回答。改教師的單向傳授為師生、生生間雙向互動(dòng)。一個(gè)學(xué)生闡述完畢后，其他有不同意見的同學(xué)可以各抒己見，鼓勵(lì)爭(zhēng)論，不求答案唯一，最后由教師做出歸納總結(jié)。學(xué)生也可以對(duì)上課中不理解、不明白的問題向教師提問，教師做啟發(fā)式的提示，學(xué)生回答，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的互動(dòng)。例如，講完“車床”這一章后，討論“CA6140型車床加工外圓時(shí)出現(xiàn)一頭粗、一頭細(xì)的現(xiàn)象，是什么原因造成的？怎樣解決？”這樣的問題能使書本內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合起來，使學(xué)生分析問題、解決問題的能力得到提高和鍛煉。引導(dǎo)學(xué)生去探索知識(shí)，在學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新。

三、運(yùn)用多樣化的教學(xué)手段

“機(jī)床”課程的特點(diǎn)是圖多，介紹機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，常產(chǎn)生教師對(duì)著掛圖講，而學(xué)生低頭從書本圖上找的不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，影響授課進(jìn)度，增加了理解難度。教學(xué)手段除課堂講述外，還可采取多種形式。

（一）采用現(xiàn)代化教學(xué)手段

“機(jī)床”課中一些復(fù)雜機(jī)構(gòu)的工作原理，僅憑教師在平面圖上口頭講解，即使講多遍，學(xué)生可能還是不能真正弄懂。如學(xué)習(xí)車床溜板箱中開合螺母和縱橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給互鎖機(jī)構(gòu)的工作原理時(shí)，光憑借掛圖來講，平面圖上講立體結(jié)構(gòu)，學(xué)生一頭霧水。可將之做成三維動(dòng)畫，借助直觀、形象的圖形與動(dòng)畫進(jìn)行講解，將生澀的內(nèi)容直觀而形象地展示出來，教師講解省力，學(xué)生學(xué)習(xí)容易。現(xiàn)代化教學(xué)手段，如多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)和教學(xué)錄像等，能最大限度地增加教學(xué)信息量和提高教學(xué)效果，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，活躍課堂氣氛。

（二）運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)方式

要充分利用先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備，采取現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的方式。可把某些理論教學(xué)內(nèi)容搬到試驗(yàn)、實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行直觀教學(xué)，對(duì)著機(jī)床實(shí)體講解，將教材內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際掛鉤，收到事半功倍的效果。如CA6140型車床主軸箱的結(jié)構(gòu)及操縱機(jī)構(gòu)的工作原理比較復(fù)雜，僅憑掛圖課堂講解學(xué)生不易明白。利用透明機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)講解就容易多了。再結(jié)合主軸箱的拆床實(shí)驗(yàn)，機(jī)構(gòu)原理更加清晰，還可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手實(shí)踐能力，收到很好的教學(xué)效果。

四、教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)強(qiáng)化實(shí)用性與創(chuàng)新性

（一）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)用性

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)理論教學(xué)的補(bǔ)充和延續(xù)，其目的不僅限于理論聯(lián)系實(shí)際，更重要的任務(wù)在于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦能力，培養(yǎng)他們觀察、發(fā)現(xiàn)、分析并解決實(shí)際問題的能力。因此要改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方式，盡量模擬生產(chǎn)中的方式，增加實(shí)用性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，重點(diǎn)突出實(shí)驗(yàn)基本技能的操作和訓(xùn)練。例如，利用廢舊的機(jī)床增加了機(jī)床主軸箱的拆裝實(shí)驗(yàn)，拆下各傳動(dòng)軸、齒輪后，用游標(biāo)卡尺測(cè)量其尺寸，然后繪制結(jié)構(gòu)草圖。不僅培養(yǎng)了學(xué)生拆裝、測(cè)量、繪圖等技能，還學(xué)會(huì)正確使用各種工具。做完實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生基本掌握了機(jī)械零件的拆裝方法，動(dòng)手能力上了一個(gè)臺(tái)階，并與生產(chǎn)實(shí)際接軌，益處多多。

（二）課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新性

“機(jī)床”課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)完若干專業(yè)基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)床理論知識(shí)的綜合運(yùn)用，是“機(jī)械零件”課程設(shè)計(jì)的延伸和深入，也是畢業(yè)設(shè)計(jì)的一次預(yù)演，具有重要的意義[5]。要培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，不應(yīng)再局限于幾十年不變的通用機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)，幾十年來積累的資料越多，學(xué)生“參考”的也越多，就越少動(dòng)腦筋，越少創(chuàng)新。所以應(yīng)在開始講“機(jī)床”設(shè)計(jì)部分內(nèi)容時(shí)就下發(fā)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，題目多樣化，兩人一組，設(shè)計(jì)機(jī)床結(jié)構(gòu)、參數(shù)不同，發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，使其在學(xué)習(xí)過程中就經(jīng)常考慮設(shè)計(jì)方案，自查資料、手冊(cè)，目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，給有獨(dú)創(chuàng)方案的同學(xué)加分。

另外，原有的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法已不適應(yīng)時(shí)代要求，因此在課程設(shè)計(jì)中引入計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法，應(yīng)用虛擬設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行機(jī)床的三維實(shí)體設(shè)計(jì)。如采用Solidwork、Pro/E、UG等軟件進(jìn)行零部件造型及智能裝配，設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)一目了然，還可添加驅(qū)動(dòng)進(jìn)行仿真，查看運(yùn)動(dòng)有無干涉，滿足設(shè)計(jì)要求后再生成二維圖紙。這種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法更貼近于現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況，為學(xué)生走上工作崗位打下技術(shù)基礎(chǔ)。

五、注重考核方法的多樣化

考核方法上不拘泥于傳統(tǒng)的閉卷考核方式，變單一的理論測(cè)試為學(xué)生主體的能力測(cè)試，充分發(fā)揮學(xué)生的優(yōu)勢(shì)和潛能。要采用多種途徑的考核方式，課堂口試、實(shí)驗(yàn)室實(shí)際操作、筆試等相結(jié)合，將考核貫穿在課程的全過程，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到知識(shí)必須活學(xué)活用，平時(shí)不聽課，考前搞突擊的做法是行不通的。此外，通過多個(gè)途徑的考核，也可多方面考查學(xué)生的能力，避免“一卷定乾坤”的弊端。

課程設(shè)計(jì)也是重點(diǎn)考核環(huán)節(jié)，采用指導(dǎo)教師審圖，專家答辯的形式，嚴(yán)格把關(guān)。重點(diǎn)考核其綜合設(shè)計(jì)能力，分析問題、解決問題的能力，有無獨(dú)到的見解。這也為畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

“機(jī)床”課是實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課程，教學(xué)過程不僅要講授理論知識(shí)，還要聯(lián)系實(shí)際，通過各種途徑、手段、方法加強(qiáng)對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，提高教學(xué)質(zhì)量。實(shí)踐表明，通過上述一系列改革，“機(jī)床”課程的理論和實(shí)踐教學(xué)均取得了理想的教學(xué)效果，學(xué)生不僅成績(jī)明顯提高，而且實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新應(yīng)用能力顯著增強(qiáng)。近3年畢業(yè)生回訪調(diào)查顯示，“機(jī)床”課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握了大量機(jī)械裝備的組成、維修、設(shè)計(jì)方面的專業(yè)知識(shí)，有效縮短了學(xué)生適應(yīng)工作崗位的時(shí)間，受到了用人單位的肯定。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃開榜，張慶春，那海濤.金屬切削機(jī)床[M].哈爾濱：哈 爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2006：1.

[2]戴曙.金屬切削機(jī)床[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：1-2.

[3]夏廣嵐，于峰，姜永成.金屬切削機(jī)床課在機(jī)制專業(yè)卓越 工程師班教學(xué)中的改革[J].教書育人：高教論壇，2014， （10）.

[4]朱林，尹成龍，孔曉玲.《金屬切削機(jī)床概論》課程中的案 例教學(xué)研究[J].大學(xué)教育，2013，（19）.

[5]牛宗偉，李志永.面向“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的《金 屬切削機(jī)床概論》教學(xué)改革探索[J].教育教學(xué)論壇， 2013，（7）.