應用逆序教學法講授《機械制造基礎》課程的分析和研究

聶晶晶　桂偉

摘 要：本文分析了逆序教學法的定義，以及《機械制造基礎》課程的特點，針對本課程目前教學中存在的問題，將常見的教學方法與逆序教學法進行比較，針對《機械制造基礎》課程分析開展逆序教學的重點要解決的問題，以及在本課程開展逆序教學的必要性。

關鍵詞：逆序教學法 機械制造基礎 評價

Analysis and Research on Teaching the Course of "Machinery Manufacturing Fundamentals" by Reverse Teaching Method

Nie Jingjing Gui Wei

Abstract：This article analyzes the definition of the reverse order teaching method and the characteristics of the "Mechanical Manufacturing Fundamentals" course. Aiming at the current teaching problems in this course， the article compares the common teaching methods with the reverse order teaching method， focusing on the "Machinery Manufacturing Fundamentals" course. The article analyzes the key problems to be solved in carrying out reverse order teaching， and the necessity of carrying out reverse order teaching in this course.

Key words：reverse order teaching method， machine manufacturing basis， evaluation

《機械制造基礎》課程是一門實踐性非常強的專業課，對于機械專業的學生來說是必須要掌握的知識，但是目前這門課程在壓縮總學時的情況下，無法講授的很深入，只能達到讓學生初步了解工程材料，成型技術和一些基本加工和工藝方面的知識，再加上學生們對于工程實際接觸很少，所以目前這門課程的實際教學效果并不好，學生可以通過記憶和理解達到初步了解的目的，但還遠沒有達到會應用的階段。

這門課程教學過程中如何配合提前開設的金工實習的教學環節，教學效果會更佳，但如果有些學校的實習條件達不到，無法讓學生認識和操作鑄，鍛，焊和機床加工這些機械制造的基本環節，那么學生在學習《機械制造基礎》這門課時就會感覺非常抽象，不容易理解一些難點問題，更難以掌握加工工藝的制定方法。

目前很多學校開設這門課時用到的方法還是以講授法為主，也有很多老師為了提升教學質量，進行了教學方法的改革，比如采用了研討式教學，項目式教學，翻轉課堂，任務驅動式教學、立體化教學等等。用這些方法輔助課堂講授，可以很好的培養學生的實踐能力，這些方法的優缺點如表1所示。

著名的心理學家皮亞杰提出的建構主義學習理論認為，知識不是通過教師傳授得到的，而是學生在一定的情景下，借助他人（包括教師和同學）的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式而獲得。逆序教學法是在構建主義的指導下，從工程實踐出發，先讓學生觀察到具體的現象和當中存在的問題，再從實踐中總結出問題所在，師生合作試圖找出解決問題的方法，歸納總結該類現象的理論意義及現有的理論方法，最后再次回歸到實踐中去。學習過程穿插解決問題的步驟和方法。從而培養工科學生掌握解決復雜問題的方法，遇到實際工程問題時知道如何解決問題，這正是培養工科人才最重要的目標。

相比常規的理論教學，逆序教學方法的理論教學階段更多強調的是對實際操作的總結和歸納。該環節中教師可以適時的講解原本抽象的名詞和概念，由于學生具備對于實物的體驗和經驗，并且還帶著某些具體問題，期待得到解答，原理圖的方框不再是一個方框，而是有元件有連線，有血有肉的操作對象。傳統教學時學生僅僅只能憑借想象力體會理解深奧的知識。當老師授課過程中涉及到某些具體的現象的時候，更能讓學生的實踐與理論知識碰撞出新的火花，進一步加深對理論與實踐的理解。[1]

成為一個合格的機械工程師，通常要經歷從制定加工工藝流程到審閱他人制 了評價指標的基礎上先做審核，后做工藝流程制定的規則和步驟，這樣可以更快的掌握相關的流程和工藝要求，有助于日后從事相關工作。

工藝評價指標可以分為五個方面：即時間，成本，資源，質量和環境。通過對不同方案的五個方面的評價來選取合適的加工方案。在環境影響因素下包括：人身及財產安全、固體、液體和氣體污染、電磁及輻射污染、噪聲污染;資源利用效率因素包括：能源利用率、材料及設備資源利用率及信息資源利用率;加工成本因素包括：機器設備等折舊成本、材料消耗性成本、能源成本和人力及信息成本;加工質量因素包括：社會對產品的滿意度、社會對產品的需求度及產品對相關標準的符合度;加工時間因素包括：產品加工時間和加工生產率。[2]

在實際工業生產中，根據工藝工程師的經驗和思路不同，可以有多種不同的加工工藝方案，如果在不考慮現場生產條件的情況下，可以制定的方案就更多，那么怎樣根據評價體系來優選最合適的加工工藝方案就是在實際工作中常遇到的問題。學生在學習機械制造基礎中的各種加工方法時，更多的是了解了各種機床，了解各種機床上能夠進行的加工方法，以及常見零件使用什么方法去加工，那么在遇到一些比較簡單常見的零件，比如階梯軸、盤類零件時，同學們都很清楚應該選擇什么類型的車床，按照零件的尺寸安排加工工藝流程，但是當遇到一些沒見過的零件，比如需要用到好幾種不同的機床來加工的復雜零件，過程中如果又涉及到需要更換夾具、機床、刀具時，就不知道該怎么安排加工的前后順序，或者是同時出現了好幾種不同的加工方案，不知道選擇哪一種方案最合適。會制定加工工藝流程是在學完本課程后學生應該掌握的能力，但是往往按照課本的順序按部就班的學習后，學生還是不知道該怎么制定加工工藝流程，用學生的話來說，就是能看懂已有的加工工藝流程圖，但是讓他們自己來根據給定圖紙設計工藝流程圖，簡單的沒問題，遇到復雜的圖紙就感覺無從下手。分析這個原因，一方面是因為同學們見過的加工工藝比較少，缺少現場加工的經驗，但還有一個很重要的原因是因為同學們不知道什么樣的加工工藝就算是比較好，比較合適的，怎樣的加工工藝又是不夠完善的。那如果同學們了解了這個判斷的標準，在學習完各種不同加工方法后，就可以根據這些標準和指標來制定比較完善的加工工藝。這個標準一定要是在工程行業大家普遍都認可的一套標準。

一般按照正常的學習次序，一定是先學各種機床的構成，在每種機床上可以進行的加工類型，然后學習如何針對給定圖紙制定加工工藝流程，最后再學習加工工藝方案的評價標準。如果按照逆序來進行學習，先掌握了判斷標準，知道什么樣的加工工藝才算合適，接下來根據指標來選擇合適的機床和工藝，再確定加工工藝參數，夾具，刀具等等，這樣可以保證整個學習是有效的，正確的。同學們也感覺思路很清晰，需要什么類型的機床，不清楚的可以查資料，不知道怎么選擇加工工藝參數的，可以查手冊，更加有針對性，也能保證自己設計的加工工藝流程是符合評價體系的。

從構建主義的角度來分析這個學習過程，不難發現，這是先把規則和標準告知了學生，然后學生是以解決問題的方式進行學習，帶著問題學習效率要比灌輸式的學習效率高很多，在教學過程中，教師會使用的教學方法包括有講授法，討論法，直觀演示法，任務驅動法，現場教學法等等，但是在安排教學內容時，按照與傳統思路相反的順序來組織教學內容，這樣進行教學其實與前面提到的各種教學方法并不矛盾，是在學習每一個模塊的知識時，先學習標準和應用要求，再來學習原理和基本結構等知識，其目的是為了讓同學們先了解應用場景、應用要求，在課堂上講授時仍然可以采用多種多樣的教學方法和形式，其目的是用多種多樣的教學形式來提高同學們的學習興趣，從而提高學習效率。

因此，采用逆序教學對于《機械制造基礎》這樣一門應用性，實踐性非常強的課程來說是非常有必要的。對于學生來說，了解了評價指標，就相當于知道了評分細則，學生們可以自己判定自己做的方案或者工藝圖紙是否合適，在掌握了評價指標之后再去學習相對來說比較枯燥、需要記憶的基本概念，基本結構，設計要求和設計禁忌等知識點，就是有的放矢的學習，那就跟查手冊一樣簡單易操作;對于老師來說，教學目的會更加明確，也能確保在完成教學任務后能夠達到教學目標，但是老師需要做大量的教學準備工作，因為逆序教學是一個逆向倒退的過程，每一個環節都要有對應的知識點支撐，方案里每一個數據或者條件都要有據可查，這對于開展OBE教學也是一個非常有效的教學方法。

基金項目：2017年度武漢市級教學研究項目，以培養創新技術人才為目標的逆序教學設計研究——以《機械制造基礎》為例，項目編號：2017030

參考文獻：

[1]聶璇酈，龍慧. 電力拖動自動控制系統從實踐到理論逆序教學方法實踐[J]. 科技信息，2012，卷缺失（20）：68.

[2]付宏鴿，毋長琳，郭惠賢. 面向綠色制造的機械加工工藝評價系統研究[J].北華航天工業學院學報，2013，23（4）：18-20.