豐富《機械制造工程學》課堂教學方法研究

田憲華 郝敬賓 程延海 劉家驊

摘 要：《機械制造工程學》課程的內容綜合性與實踐性較高，各種加工原理、加工設備、工藝方法等如果只用傳統方法來講解，不僅枯燥無味，而且難以講述清楚。本論文研究多種教學方法在本課程的課堂教學中的應用策略，以激發學生興趣，提高教學效果，同時設計考核辦法，形成自我激勵的教學系統。

關鍵詞：機械制造工程 教學方法 評價制度

一、現狀分析

《機械制造工程學》或《機械制造基礎》是機械設計及制造專業的主干課程和必修課，是在《金屬切削原理及刀具設計》、《金屬切削機床》、《機床夾具》和《機械制造工藝學》等課程的內容精選和組合的基礎上，形成的一門具有綜合性、系統性、實踐性、一定難度等特點的專業課程。教師面對諸多內容存在講授知識取舍、教學方法選擇的難題（如何有效的把知識講授給學生）；而學生由于知識鏈不完整，對所學內容理解存在一定難度，從而學習積極性不高。如何完成教學目標并取得較好的教學效果，解決教與學“兩方有難”的問題，是高校亟待解決的問題。

因此，很多高等學校，比如西安工業大學、太原理工大學等，從課程體系、課程設計、教學方法等方面對該課程進行了相應的改革，也取得了一定的成績。此外，一些名牌高校，比如天津大學、山東大學、中南大學、哈爾濱工業大學等，通過教學改革與課程建設，使《機械制造工程學》以及相關的課程獲得國家級精品課程稱號。這不僅有利于提高該課程的教學質量，同時還進一步提高了學校的知名度。

結合以上的課程改革與建設成果，我們可以將《機械制造工程學》課程分為五個教學模塊，分別為切削加工基本知識、機床和刀具、機床夾具、加工和裝配工藝以及加工質量。其五部分的內容都與生產實踐聯系十分緊密，各種加工原理、加工設備、工藝方法等只靠傳統方法來講解，不僅枯燥無味，而且難以表達清楚。本論文研究將多種教學方法合理地應用到本課程的各個教學模塊，提高教學效果，激發學生興趣，并研究考核辦法，以形成自我激勵的教學系統。

二、多種教學方法的應用

（一）多媒體教學法

多媒體教學法是目前普遍使用的教學方法。其利用文字、圖像、動畫、視頻等多種媒體向學生傳遞知識信息。應用以PPT為主的各種軟件制作多媒體課件并應用到日常的教學中，有利于學生對知識的理解和記憶。在擴大信息知識量的同時，還能縮短講課的時間，達到更好的教學效果。比如，在講述車削、銑削、拉削等加工方法時，可以通過圖片以及動圖，形象生動的展示出其加工過程與原理；在講授加工方法選擇、加工順序安排內容時，通過錄像資料再現車間生產過程，以理解加工方法、加工順序對加工品質的影響。

但多媒體課件的使用，存在著巨大的弊端，那就是教學過程很可能完全依賴課件，尤其是工程背景較少的教師，容易照本宣科，滋生惰性，使其有機會跳過仔細備課的重要環節，影響教學效果。因此，《機械制造工程學》教學課件的使用，一定牢牢把握適宜的“度”，切勿忽略備課以及與學生的互動環節。同時，任課老師應該精心設計適宜本專業學生使用的教學課件，并在使用中不斷補充、改進，使課件在教學中發揮真正的輔助作用。

學院可以成立課程組，課程組老師集思廣益，積累素材，并讓善于利用這些軟件的老師進行課件的制作，可以大大提高課件的水平和質量；同時要注意課件的多樣性，不同的教師要按照自己的特長或者研究特點等擴展課件內容。此外，任課老師更要不斷更新教學內容，防止因教學內容超過“保鮮期”而出現學生厭學現象的出現。

（二）網絡教學法

本文中的網絡教學法是比較狹隘的定義，特指利用網絡技術，實現教學信息的收集、傳輸、處理、共享，來輔助課堂教學的一種教學模式。隨著計算機與網絡技術的發展，網絡以及網絡資源的應用已經越來越便捷，在教學中引入網絡教學法，是切實可行的。

首先，要充分應用現有網絡資源。作者所在學校以及其他部分高校，都積極進行了網絡課程的構建，可以輕易找到電子課件、教案以及教學視頻等資源，教師通過甄選，給學生推薦優秀的網絡資源，供學生預習與學習使用。比如講述加工原理中一些比較難懂的內容時，利用網絡收集的三維動態原理圖，可以激發他們學習興趣，提高學習效果。

其次，要積極儲備網絡資源，并及時更新發布。教師在日常的學習備課過程中，注意教學資源的儲備積累，比如一些機械類網站以及公眾號中的優秀文章、動畫、圖片、視頻等，可以通過個人主頁、微信公眾號或者師生聯系群等進行發布，并及時更新。積極建立教學資源庫，比如各種機床、刀具、量具、夾具示意圖和實物照片，機床運動的動畫與視頻等，以增強學生的感性認識，提高他們的學習興趣。同時，鼓勵學生將自己看到的優秀資源也發布到上述系統中，讓大家同時進行學習。對于作出貢獻的學生，要注意記錄，并相應的反映在平時成績中。從教學效果來看，學生通過這些有趣的教學材料，能夠對相關知識理解得更為透徹，能把書本知識和實踐知識很好地聯系在一起。

第三，利用網絡進行考核。手機等電子設備的廣泛使用極大豐富了學生們的課余生活，但是也分散了他們的精力。部分學生課堂玩手機的現象，屢禁不止，讓好多老師頭疼不已。我們在監管好課堂紀律的同時，不妨充分利用這一先進通訊工具輔助組織課堂教學。比如，作者應用麥客CRM制作簽到或者考核表單，然后嵌入微信公眾賬號平臺，使學生通過掃描二維碼的方式，進行課前簽到或者課間考核，這極大地節省了點名簽到的時間，也提高了后期數據統計的效率，還能使教師及時了解學生的課堂知識掌握情況，做到有的放矢。實際上，在國外高校中，比如論文作者曾訪學的堪薩斯州立大學（Kansas State University），已經廣泛應用這一教學手段。常用的有iclicker以及Kahoot等，前者是一個課堂表決器或者叫即時答題工具，后者是一個實時答題網站，這兩者都可以讓任課教師及時掌握學生的聽課以及知識掌握情況，并進行相應的調整，也提升了課程的樂趣。

（三）項目教學法

《機械制造工程學》課程實踐性強，由于學生尚未有工程概念，結果造成學生對教學內容理解不足，不知道課程知識有什么用以及如何用，難以激起學生的學習熱情和積極性。我們可以采用項目教學法，將所學知識轉化為具體的項目，以項目為主線、教師為引導、學生為主體，使學生在實踐中發現新知識，掌握新內容。

項目教學法的典型應用是在加工與裝備工藝模塊中。此時，如果只是單純講解工藝路線編制的基本內容和基本原則，學生沒有直觀的認識，很難理解深刻，在其后期課程設計或者畢業設計具體應用時，往往不能確定加工順序和加工方法等。所以在講授這部分內容時，可以采用項目教學法，以典型零件加工為例，如軸類零件、葉輪或者連桿等，引導學生從其功能出發，提出技術要求，確定加工工藝過程，同時學習應用到材料處理、工序基準選擇、刀具選用、機床應用等各方面的知識。通過項目的完成，使學生深入理解工藝規程制定的過程，能夠學以致用，大大地提高學生的學習質量。還可以應用類似的零件，建立新的項目，由學生自主完成。

在應用項目教學法時，建議按照自愿組合、先進與后進結合的方法，將學生進行分組，組織大家進行組內討論，完成項目。按照項目完成情況，由教師給每個組打分。

（四）討論式教學法

對課程的基本內容和核心知識可以采用課堂討論的教學方法，要始終讓學生參與到教學過程中，改變“一言堂”的教學模式，這樣能很好地激發學生的學習積極性和主動性，使其更深刻的理解所學知識，并能養其獨立思考能力與創新精神。例如，在教學中對刀具的講解原則上只以車刀為例，對于成形表面加工刀具、螺紋加工刀具等常用表面的加工刀具講得很少，而這些內容在工藝設計中又是非常重要的，會影響學生的理解程度以及之后的畢業設計水平，可以應用討論式教學法，鼓勵大家積極發言，就刀具常用角度、刀具加工方式等進行討論。再如，在講解CA6140型車床螺紋進給傳動鏈時，先通過公制螺紋講解，教會學生如何分析螺紋傳動鏈，使他們掌握分析傳動鏈的方法和步驟。然后對于模數制螺紋、英制螺紋等就可以采用討論式教學法引導學生建立正確的傳動鏈。

對于討論結果，同樣建議以小組為單位進行，組長進行主要闡述，而其他組員可以做出補充，任課教師要注意記錄討論情況并打分。

（五）實踐式教學法

機械制造工程學是一門重視實踐的課程，一定要重視學生的實踐教學。實踐教學法有助于學生更好更準確的掌握所學知識，從理論性快速有效地過度到實踐性環節，有助于培養其應用現在的設計方法和手段提高自身的解決工程實際問題的能力。

首先，要充分利用本單位機械制造實驗室的各種資源。比如在講述刀具角度時，可以借用實驗室的車刀、量角儀等，在課堂上讓大家分組進行觀察和測繪；在講述機床的傳動時，可以將部分課堂搬到實驗室進行，結合透明的車床傳動系統結構進行現場教學。

其次，要廣泛的與學校周邊的企業進行合作。由于學校資源有限，一些教學樣品往往更新不及時，很難滿足現代教學實踐的要求。所以為了解決這個問題，就要充分的利用社會資源。學校可以聯系學校周邊的企業，安排學生去工廠里面進行教學實踐，借助實物進行教學。結合所在工廠的生產產品，從具體零件的功能分析開始，進行有關加工方法選擇、加工順序安排、工序基準確定、切削用量和工時計算等能力訓練。這能提高學生的學習興趣，增強學習效果，提高學生的自主學習能力、實踐能力，學到很多在課堂、學校里面學不到的東西。也建議學校定期讓專業課教師到一些大型企業掛職鍛煉，在指導學生實習的同時自己也接受了培訓。

第三，要鼓勵學生參加各種科技競賽活動，并進行輔導。科技活動可以使學生將學習的內容應用到實踐當中，加強其對知識的理解與掌握程度，同時還可以培養學生的團隊意識和合作精神，提高學生的責任感。對于積極參加這類活動的學生，在平時成績一項，要適當的進行加分。

（六）拓展式教學法

對教師來講，教學內容不應局限于教材，應注重和實際生產、當今技術前沿、國際國內形勢相結合，注重相關知識的拓展和補充。比如，在授課之前，可以以圖片或者視頻的形式，展示國內外機械制造領域先進的技術或者產品，包括高鐵、航天器、超級計算機等等；在學習各類機床前，可向學生播放當今世界上最先進的機床加工視頻，包括五軸數控機床、并聯機床等；或者，結合目前“工業4.0”、“中國制造2025”等國際國內策略，向學生展示相關資料。該方法可拓展學生知識面，豐富學習內容，能夠幫助學生了解機械制造技術的發展前沿和發展趨勢，從而幫助學生了解專業，增強學生對本課程的學習興趣，甚至增強國家榮譽感，建立起對機械制造行業的信心，這對其之后就業也會有積極的影響。

對學生來講，可以根據教學內容，要求學生介紹一種機械制造領域先進的切削機床、加工方法或者產品，由學生自行搜集資料，書寫小論文或者學習報告，這對于提高學生查閱專業文獻的能力以及擴大學生該課程的知識面大有裨益。也可制作PPT進行展示，其他學生可對展示內容進行提問。學生展示結束后，應注意對每一名學生加以肯定和鼓勵，對表現突出的學生可給予額外獎勵。該方法能較好地激發學生學習的主動性和積極性，幫助學生樹立自信心，鍛煉學生表達和交流的能力。

結語

為達到良好的教學效果，既需要教師的教，還需要學生的學，為了完成這兩方面的統一，本論文研究了多種教學方法在《機械制造工程學》課程教學中的應用策略，實現教師教的方法得當，學生學的積極。本論文的研究內容有利于激發學生的學習興趣，改變枯燥無味的課堂現狀，提高教學效果。增加學生的課堂參與度，使他們積極動腦動手，有利于提高其實踐以及創新能力。此外，對于青年教師而言，教學知識和教學經驗的儲備需要一個循序漸進的過程，而及時掌握和應用多種教學方法，可以在較短的時間內提高自己的教學水平和教學效果。需要注意的是，這些教學方法有的是相互交叉的，應該重視多種方法的綜合應用。

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