機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)改革探討

鞏亞東+朱立達(dá)+史家順+楊志超

摘 要 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)是一門集金屬切削機(jī)床、金屬切削原理與刀具、機(jī)械制造工藝學(xué)與夾具設(shè)計(jì)為一體的綜合性專業(yè)基礎(chǔ)課程，其內(nèi)容繁多而雜。因此，如何使學(xué)生將機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)所包含的4門課程知識(shí)有機(jī)結(jié)合、融會(huì)貫通、綜合運(yùn)用，并激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高自主創(chuàng)新能力，是目前機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)改革的重點(diǎn)。從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)；教學(xué)改革；創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2016）23-0004-02

1 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的現(xiàn)狀和改革必要性

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，各國競爭日趨激烈。培養(yǎng)具有機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)與綜合應(yīng)用能力，且能將機(jī)械制造技術(shù)、制造過程自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等有機(jī)結(jié)合的應(yīng)用型高級(jí)專門人才迫在眉睫[1-2]。然而，人才的培養(yǎng)又離不開高校教育課程的不斷改革。因此，建立系統(tǒng)優(yōu)化的教育課程結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)模式，對(duì)我國的人才培養(yǎng)至關(guān)重要。而目前本科教育有些課程結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)模式不夠合理。如機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程涉及的知識(shí)面廣、實(shí)踐性強(qiáng)。除了注重理論教學(xué)外，還應(yīng)該包括實(shí)驗(yàn)課教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié)。然而，事實(shí)上很多高校卻以開設(shè)的課時(shí)少、內(nèi)容多為由，過于注重理論知識(shí)的教學(xué)，而忽視了實(shí)踐環(huán)節(jié)，導(dǎo)致理論學(xué)習(xí)與工藝實(shí)踐常常脫節(jié)，進(jìn)而也影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[3-4]。

因此，如何在教學(xué)過程中調(diào)動(dòng)起學(xué)生對(duì)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程重要性的認(rèn)識(shí)，激發(fā)他們對(duì)本課程的興趣，如何提高學(xué)生的機(jī)械制造技術(shù)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力等一系列問題都值得我們進(jìn)行深刻的探討。

2 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革

教學(xué)內(nèi)容改革 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程包含機(jī)械制造工藝學(xué)、金屬切削機(jī)床、金屬切削原理與刀具以及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)等內(nèi)容，這些內(nèi)容抽象而零散，不具有系統(tǒng)性，并且還存在一些內(nèi)容聯(lián)系不夠緊密等問題。這使得學(xué)生無法整體把握好課程側(cè)重點(diǎn)，不能充分理解課程中的概念、原理和專業(yè)術(shù)語。因此，形成以制造工藝學(xué)為主線，金屬切削原理為理論基礎(chǔ)，以產(chǎn)品質(zhì)量、加工效率與經(jīng)濟(jì)性三者之間協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)，兼顧工藝裝備知識(shí)和現(xiàn)代制造技術(shù)新發(fā)展內(nèi)容的新課程體系是非常重要的[5]。另外，課程內(nèi)容還應(yīng)加大實(shí)踐活動(dòng)的比例，讓學(xué)生能夠從形象具體的課程實(shí)踐中獲得理論課程所不能提供的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，從而建立起系統(tǒng)化、形象化的新型教育課程結(jié)構(gòu)體系。

教學(xué)方法改革 學(xué)生對(duì)于某課程學(xué)習(xí)的熱情不僅與專業(yè)性質(zhì)有關(guān)，同時(shí)與老師講授的方法有關(guān)。因而，要提高教學(xué)效果，就必須重視教學(xué)方法。改變以教師為中心，以課堂講授為主，以理論考試成績?cè)u(píng)價(jià)學(xué)生的傳統(tǒng)教學(xué)方法；形成以學(xué)生主動(dòng)實(shí)踐為主，教師輔導(dǎo)為輔的新型教育模式。從而形成學(xué)生、教師和管理的縱向管理模式和課堂、實(shí)踐、課后作業(yè)的橫向教學(xué)模式。

1）重視緒論課，把握整體思想。對(duì)于一門課程來講，緒論內(nèi)容不僅體現(xiàn)課程的整體思想，而且往往是全課程的精煉總結(jié)，它將直接影響學(xué)生對(duì)該課程的“第一印象”，是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的“觸發(fā)器”，這一點(diǎn)必須引起教師的足夠認(rèn)識(shí)。緒論部分整體思想的體現(xiàn)就在于它的課程主線，如機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程就是按機(jī)床、刀具、制造工藝學(xué)和夾具設(shè)計(jì)這個(gè)主線貫穿整個(gè)課程。而緒論部分篇幅往往偏少，如果僅僅是按照簡單的主線來講，必定枯燥乏味，學(xué)生對(duì)這門課程的“第一印象”也會(huì)弱化，進(jìn)而影響他們對(duì)本課程的興趣。因此，在授課之前可事先下載有關(guān)國內(nèi)外先進(jìn)制造技術(shù)的視頻，通過多媒體軟件向?qū)W生展示，這樣不僅能夠讓學(xué)生了解當(dāng)今我國與其他國家在制造技術(shù)上的差距，而且也讓他們?cè)谡浇邮苓@門課程之前對(duì)行業(yè)有總體的了解，激發(fā)學(xué)生的責(zé)任心和使命感。顯然，通過學(xué)習(xí)緒論部分內(nèi)容，既調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的動(dòng)力，又為整個(gè)課程的學(xué)習(xí)建立一個(gè)良好的開端。

2）指導(dǎo)學(xué)生從個(gè)人“單打獨(dú)斗”向團(tuán)隊(duì)協(xié)作轉(zhuǎn)變。正如一個(gè)諺語中所講的“你有一個(gè)蘋果，我有一個(gè)蘋果，我們彼此交換后各自仍有一個(gè)蘋果；而你有一種思想，我有一種思想，彼此交換后各自都具有了兩種思想”。對(duì)于機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)也該如此，如果只是偏重讓學(xué)生自己學(xué)習(xí)課本內(nèi)容，不進(jìn)行思想交流，很容易進(jìn)入學(xué)習(xí)誤區(qū)，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而通過成立學(xué)習(xí)討論小組，可以讓他們獲得不同的學(xué)習(xí)心得和思想。如工藝路線的設(shè)計(jì)，不同的學(xué)生對(duì)于同一個(gè)零件的加工工藝路線會(huì)有不同的設(shè)計(jì)方案。這些設(shè)計(jì)方案沒有正確與錯(cuò)誤，只有合理與不合理，這樣不僅可以使學(xué)生了解到自己設(shè)計(jì)方案的缺陷，從而開發(fā)出更加優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案，而且提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，這種教學(xué)方法也會(huì)讓學(xué)生畢業(yè)后能快速融入新的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，從而取得更好的發(fā)展。

3）采用交叉互補(bǔ)的授課方式。不同的教學(xué)內(nèi)容，采用不同的授課方式。如講授傳統(tǒng)的CA6140普通車床與現(xiàn)代數(shù)控機(jī)車床時(shí)，可利用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的普通車床，先讓學(xué)生了解普通車床內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局、傳動(dòng)、操縱，刀具的類型、用途、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，車削用量的選擇以及夾具中選用的通用標(biāo)準(zhǔn)，零件的加工及裝配內(nèi)容，然后給學(xué)生展示一些當(dāng)今世界上先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床加工視頻，讓學(xué)生意識(shí)到兩種機(jī)床各自的優(yōu)缺點(diǎn)。以此有效地將理論與實(shí)踐相結(jié)合，在較短的教學(xué)時(shí)間內(nèi)解決單憑教師口授與板書甚至多媒體等無法講清楚的問題。通過這種方式可以讓學(xué)生很容易掌握兩種機(jī)床在成本、效率、精度及各自適合加工不同表面的區(qū)別，從而彌補(bǔ)理論教學(xué)的不足。這種理論教學(xué)與現(xiàn)場教學(xué)并行的教學(xué)方法，解決了課時(shí)少、內(nèi)容多的問題，有利于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的吸收和鞏固，因此這是一種行之有效的教學(xué)模式。

教學(xué)手段改革 根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程教材內(nèi)容不同、學(xué)生理解能力的不同，并結(jié)合教學(xué)理念，及時(shí)掌握現(xiàn)代制造技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，尋求最佳的教學(xué)手段，最大限度地激發(fā)學(xué)生對(duì)此課程的學(xué)習(xí)興趣。

1）突出機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容的系統(tǒng)化和整體思想，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)。對(duì)于機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)來講，很多高校卻偏重于理論，忽視了課程的實(shí)踐性、系統(tǒng)性，使得學(xué)生很難理解課程內(nèi)容。因此，研究機(jī)械制造過程所涉及的問題時(shí)也應(yīng)采用系統(tǒng)工程的理論和方法。首先明白整個(gè)系統(tǒng)是什么，它能分成哪些子系統(tǒng)。通過研究這些子系統(tǒng)與整體系統(tǒng)以及子系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間的關(guān)系進(jìn)而準(zhǔn)確把握課程內(nèi)容。對(duì)于本課程來講，就是利用機(jī)械制造工藝內(nèi)容的系統(tǒng)化、整體性，將機(jī)床、刀具和夾具設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)融為一體，從而增強(qiáng)教學(xué)效果。

2）采用虛擬三維模型及仿真方法，提高學(xué)生對(duì)課程的理解。在課堂上講授機(jī)床、刀具、工藝過程及夾具設(shè)計(jì)的內(nèi)容是很抽象的，如果通過一些如SolidWorks、UG、Pro/E

等三維繪圖軟件，建立三維虛擬模型并進(jìn)行仿真，能夠讓學(xué)生們更直觀地了解機(jī)械制造技術(shù)這門課程。如機(jī)床主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)床電主軸系統(tǒng)等內(nèi)容。另外，教師可以給予學(xué)生一些適當(dāng)?shù)恼n題，要求他們以CAD/CAE/CAPP/CAM為設(shè)計(jì)理念，利用三維繪圖軟件來完成一些簡單的模具設(shè)計(jì)、制造及檢測一體化工作。通過這種教學(xué)手段不僅鍛煉了學(xué)生運(yùn)用軟件的能力，同時(shí)也訓(xùn)練提高了學(xué)生處理實(shí)際問題的能力。

3）采用貼近生活的實(shí)例，鼓勵(lì)學(xué)生參加科技創(chuàng)新研討會(huì)。首先，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中的許多知識(shí)點(diǎn)是與實(shí)際生活有著千絲萬縷的聯(lián)系，大到一輛汽車生產(chǎn)，小到一個(gè)螺栓的制造。在教學(xué)過程中教師若能把握住這一點(diǎn)，將非常有利于教學(xué)。如討論定位原理時(shí)，教師可以通過類比法來講述：如何理解普通車床中三爪卡盤的定位問題？如不在同一條直線上的三個(gè)點(diǎn)可以確定一個(gè)平面，自行車與三輪車比較：前者易倒，后者能保持穩(wěn)定。

另外，對(duì)于自由體不考慮力的影響，如判斷過定位對(duì)加工的影響時(shí)必須考慮的問題。教師可以舉方凳的例子：當(dāng)?shù)首优c地面接觸是過定位，若地面平面度且四條腿等高，則凳子與地面接觸良好，加力穩(wěn)定；若地面平面度差，則凳子與地面不能穩(wěn)定接觸，最多有三條腿接觸地面，具體哪三條需視情況而定，此時(shí)不加力無法判定凳子是否穩(wěn)定。通過這樣的實(shí)例就能夠讓學(xué)生明白為什么在過定位時(shí)一定考慮力的影響。

其次，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加科技創(chuàng)新研討會(huì)，給出一個(gè)特定生活課題，讓學(xué)生給出各自的設(shè)計(jì)理念（類似德國的紅點(diǎn)設(shè)計(jì)大賽），這些教學(xué)手段既提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，又活躍了課堂。

3 結(jié)束語

教學(xué)有法，教無定法。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)本身就是內(nèi)容多、實(shí)踐性強(qiáng)的復(fù)雜課程，而且也是機(jī)械專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。因此，建立系統(tǒng)化的培養(yǎng)模式，處理好老師、學(xué)生和管理人員的協(xié)調(diào)關(guān)系，才能使我們培養(yǎng)出的學(xué)生人盡其才，才盡其用，才能滿足專業(yè)改革的要求，實(shí)現(xiàn)以應(yīng)用能力和工程素質(zhì)為培養(yǎng)主線的教育特色，從而更加有利于國家科技的快速發(fā)展。

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