關(guān)于機(jī)械制造技術(shù)課程改革的探索與實(shí)踐

摘 要： 機(jī)械工程及自動(dòng)化的主干課程機(jī)械制造技術(shù)課程經(jīng)改革后存在教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)多，而學(xué)時(shí)相對(duì)較少的問題。因此，教師應(yīng)充分靈活運(yùn)用多媒體教學(xué)手段，并將學(xué)?？蒲谢顒?dòng)與課程教學(xué)有機(jī)結(jié)合，加強(qiáng)研究性教學(xué)和實(shí)踐性教學(xué)，提高學(xué)生的工程意識(shí)和動(dòng)手能力。

關(guān)鍵詞： 機(jī)械制造技術(shù)； 教學(xué)改革； 教學(xué)內(nèi)容； 教學(xué)方法

中圖分類號(hào)： G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 1673-8381（2007）04-0090-03[HJ1][HJ]

機(jī)械制造技術(shù)是機(jī)械工程的核心，目前我國已經(jīng)成為“制造大國”，但是離“制造強(qiáng)國”還有很大的距離，急需提高整體制造技術(shù)水平；同時(shí)，在我國“設(shè)計(jì)得很好但造不出來”的現(xiàn)象還比較普遍。因此，對(duì)于培養(yǎng)機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人才的機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)來說，必須讓學(xué)生掌握機(jī)械制造技術(shù)的基本概念和主要原理，掌握主要機(jī)械加工方法及其應(yīng)用知識(shí)^[1]。

我國原有的機(jī)械制造專業(yè)課程體系的主干課程包括“切削原理與刀具”、“機(jī)械制造工藝學(xué)”及“機(jī)床構(gòu)造與設(shè)計(jì)”等課程。1998年教育部頒布了新的普通高等學(xué)校專業(yè)目錄， 用“機(jī)械工程及自動(dòng)化”寬口徑新專業(yè)代替舊的“機(jī)械制造工藝及設(shè)備”等專業(yè)。機(jī)械類主干課程體系也隨之進(jìn)行了更新^[2，3]，由此，國內(nèi)高校對(duì)機(jī)械專業(yè)主干課程的教學(xué)改革進(jìn)行了不懈的探索。

一、機(jī)械制造技術(shù)課程改革的調(diào)整思路

目前，國內(nèi)對(duì)機(jī)械制造專業(yè)主干課程的改革主要有兩種嘗試^[4，5]：第一，將原有的“切削原理與刀具”、“機(jī)械制造工藝學(xué)”和“機(jī)床構(gòu)造與設(shè)計(jì)”等課程進(jìn)行了較大幅度的刪節(jié)，三門課程合并為“機(jī)械制造技術(shù)”課程，學(xué)時(shí)為原來三門課程總學(xué)時(shí)的1/3左右。第二，在介紹傳統(tǒng)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了工程材料、鑄造、塑性成型、焊接、表面技術(shù)和電子制造與組裝等新內(nèi)容。這兩種改革對(duì)制造技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了有機(jī)的整合， 對(duì)必備的制造基礎(chǔ)知識(shí)予以保留， 對(duì)新知識(shí)、新技術(shù)作了重點(diǎn)介紹， 對(duì)原各門課程中的陳舊部分或脫離現(xiàn)代實(shí)際應(yīng)用的部分予以刪除。

機(jī)械制造技術(shù)的課程教學(xué)改革是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是為適應(yīng)重基礎(chǔ)、寬口徑、通識(shí)化教學(xué)發(fā)展的需要進(jìn)行的積極有益的探索。然而，筆者在借鑒這個(gè)思路進(jìn)行機(jī)械工程自動(dòng)化專業(yè)主干課程的教學(xué)改革時(shí)，在經(jīng)過廣泛的調(diào)研和深入的討論后認(rèn)為改革后新課程的教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)多，而學(xué)時(shí)相對(duì)較少，這不利于學(xué)生系統(tǒng)扎實(shí)地掌握機(jī)械制造與加工方面的基本理論與基礎(chǔ)知識(shí)，也不利于學(xué)生學(xué)習(xí)了解機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的最新技術(shù)與成果。

為此，在進(jìn)行江蘇省機(jī)械工程及自動(dòng)化品牌專業(yè)建設(shè)中，筆者提出進(jìn)一步進(jìn)行課程修訂，將原有的機(jī)械制造專業(yè)的主干課程“切削原理與刀具”等3門課程整合為2門新課程，分別是“機(jī)械制造技術(shù)”與“機(jī)械制造工藝與裝備”，總的學(xué)時(shí)為原來三門課程學(xué)時(shí)的2/3，刪除了原有課程的部分過時(shí)的內(nèi)容，對(duì)新課程體系的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了較大的拓寬與深化，特別補(bǔ)充了反映機(jī)械制造最新發(fā)展成果以及具有筆者所在學(xué)校航空航天行業(yè)特色的機(jī)械制造技術(shù)的相關(guān)知識(shí)。其中，“機(jī)械制造工藝與裝備”課程主要講授機(jī)械制造工藝、夾具和機(jī)床等方面的基礎(chǔ)知識(shí)與最新發(fā)展成果，而機(jī)械制造技術(shù)著重介紹以現(xiàn)代加工技術(shù)為核心的機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)以及反映本學(xué)科最新發(fā)展的研究成果。

二、課程內(nèi)容與教學(xué)方法的改革

（一）課程內(nèi)容的改革

機(jī)械制造技術(shù)是機(jī)械制造專業(yè)課的核心內(nèi)容，它覆蓋了“切削原理與刀具”的全部?jī)?nèi)容以及“特種加工”的部分內(nèi)容，并且擴(kuò)增了精密與超精密加工、綠色加工以及航空航天難加工材料與結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)等新內(nèi)容。

任何產(chǎn)品只有通過制造技術(shù)加工才能從設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)變成尺寸、形狀與精度都滿足需要的實(shí)物。作為機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該掌握機(jī)械制造技術(shù)的基本概念和主要原理，了解主要加工方法及其應(yīng)用。所以，課程主要講授各種去除加工的基本概念、主要原理、實(shí)現(xiàn)方法和工程應(yīng)用等，包括：加工技術(shù)的分類；切削加工機(jī)理與技術(shù)；磨削加工機(jī)理與技術(shù)；電加工機(jī)理與技術(shù)；高能束流加工機(jī)理與技術(shù)；難加工材料與結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)；綠色加工理論與技術(shù)等。除課堂理論教學(xué)以外，還有實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，分別涉及刀具角度測(cè)量、切屑形成過程觀測(cè)、刀具磨損、切削力及切削溫度測(cè)試分析與經(jīng)驗(yàn)公式建立以及激光加工與電加工等。課程總學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)42學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)6學(xué)時(shí)。表1為該課程的理論教學(xué)內(nèi)容的學(xué)時(shí)安排。

不同學(xué)校在開設(shè)課程時(shí)應(yīng)充分結(jié)合學(xué)校的專業(yè)特色，這樣不僅有學(xué)校優(yōu)勢(shì)科研資源的支撐，同時(shí)又有一支處于學(xué)術(shù)前沿、經(jīng)驗(yàn)豐富、人員穩(wěn)定的教師隊(duì)伍，教學(xué)質(zhì)量才能夠得到保證。以筆者所在學(xué)校為例，機(jī)械制造及其自動(dòng)化是國家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科，課程教學(xué)中“難加工材料與難加工結(jié)構(gòu)”部分是加工原理與方法教學(xué)內(nèi)容的強(qiáng)化，充分體現(xiàn)了航空航天制造技術(shù)的特色。

（二）課程教學(xué)方法的改革

在教學(xué)過程中圍繞如何體現(xiàn)課程的特點(diǎn)， 反映課程的特征， 并使學(xué)生通過該課的學(xué)習(xí)提高工程意識(shí)， 培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力、解決實(shí)際問題的能力及創(chuàng)新思維能力，這是教學(xué)改革的目標(biāo)^[2，3]。

1.靈活運(yùn)用多媒體教學(xué)手段，使得課堂教學(xué)變得更加形象與生動(dòng)。例如，講解不同加工方法的原理、加工過程的機(jī)理，分析加工過程中的各種影響因素、過程量的變化趨勢(shì)等，采用動(dòng)畫模型往往更容易調(diào)動(dòng)學(xué)生的感官功能，增強(qiáng)學(xué)生的理解和記憶，提高教學(xué)效果和質(zhì)量。

在使用多媒體教學(xué)時(shí)，如果信息量過大，文字過多，學(xué)生由于精力高度集中閱讀屏幕內(nèi)容，往往會(huì)忽視了對(duì)內(nèi)容的理解，同時(shí)來不及做應(yīng)有的筆記。因此，在多媒體教學(xué)方式下，黑板仍是不可缺少的教學(xué)手段，教師應(yīng)將多媒體屏幕與黑板結(jié)合起來。例如，講課時(shí)將知識(shí)點(diǎn)的原理圖和內(nèi)容放在2張幻燈片分別演示，屏幕的交替變換顯然不利于學(xué)生的對(duì)照分析、理解和掌握。因此可以在1張幻燈片上充分表達(dá)知識(shí)點(diǎn)的基本內(nèi)容和原理圖，而將擴(kuò)展內(nèi)容在黑板上展示出來，教師板演的過程也是幫助學(xué)生思考、理解和筆記的過程，這使得多媒體屏幕與黑板在教學(xué)中的作用相得益彰。

2. 將學(xué)校科研融入到課程教學(xué)中，能夠促進(jìn)學(xué)生了解和掌握學(xué)科領(lǐng)域的最新知識(shí)，使講授的知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系起來，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)課程的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。

高校進(jìn)行科學(xué)研究，為生產(chǎn)實(shí)踐服務(wù)，是高校的職能之一。教師應(yīng)利用自己的科研經(jīng)驗(yàn)和成果進(jìn)行教學(xué)，在內(nèi)容上補(bǔ)充大量的工程應(yīng)用實(shí)例，對(duì)學(xué)生進(jìn)行言傳身教，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)；同時(shí)，教師可以結(jié)合來源于生產(chǎn)實(shí)際的課題進(jìn)行項(xiàng)目式教學(xué)，將實(shí)際工程問題進(jìn)行“麻雀解剖”。 機(jī)械制造技術(shù)與學(xué)生所學(xué)的理化學(xué)科知識(shí)有著截然不同的知識(shí)結(jié)構(gòu)，知識(shí)點(diǎn)之間大多不是通過定理定律聯(lián)系起來的定量關(guān)系，而是通過定性推論得到的趨勢(shì)性關(guān)系，對(duì)于習(xí)慣于基礎(chǔ)課嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩客评矸治龅膶W(xué)生來說，可能在開始時(shí)會(huì)覺得難以理解。借助于教師對(duì)實(shí)際工程問題解決過程的講述，使學(xué)生具有實(shí)際工程意識(shí)，學(xué)習(xí)如何分析問題的產(chǎn)生原因，選擇優(yōu)化解決方案。

3. 機(jī)械制造技術(shù)教學(xué)內(nèi)容實(shí)踐性較強(qiáng)，課程實(shí)驗(yàn)是其教學(xué)內(nèi)容不可分割的組成部分，所以在教學(xué)方法上要加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)。學(xué)生通過親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，可以鞏固課堂所學(xué)知識(shí)，做到對(duì)理論知識(shí)的融會(huì)貫通。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師著重對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，要求學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)采集、處理和分析，并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，提高他們的實(shí)驗(yàn)技能，從而提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、分析和解決問題的能力。

4. 在教學(xué)改革的探索過程中，教師要注重開展研究性教學(xué)活動(dòng)，包括綜合研究報(bào)告和參加科研活動(dòng)等，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究素質(zhì)。筆者在課程結(jié)束時(shí)，要求學(xué)生完成關(guān)于某個(gè)制造專題內(nèi)容的綜合研究報(bào)告，使得學(xué)生在深入理解課堂教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，主動(dòng)查閱圖書館中專業(yè)期刊的文獻(xiàn)資料以及網(wǎng)絡(luò)信息，培養(yǎng)獨(dú)立思考和科學(xué)研究的能力。另外，教師在進(jìn)行科研項(xiàng)目研究時(shí)，也可以吸引本科生參與進(jìn)來，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生結(jié)合所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，甚至可以完成相對(duì)獨(dú)立的研究子課題。

在機(jī)械制造技術(shù)課程改革的探索與實(shí)踐中，我們制定教學(xué)計(jì)劃、精心編寫教材、制作課件和建設(shè)課程網(wǎng)站，經(jīng)過充分準(zhǔn)備，于2006年秋季面向筆者所在學(xué)校機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)開設(shè)了新課程。從教學(xué)效果看， 學(xué)生掌握的知識(shí)在深度和廣度上達(dá)到了預(yù)期效果， 學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動(dòng)性得到了進(jìn)一步的提高，促進(jìn)了學(xué)生專業(yè)知識(shí)與技術(shù)應(yīng)用能力的同步發(fā)展， 對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)與工程素質(zhì)有明顯的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

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(責(zé)任編輯 朱漪云)

Study on teaching reform of mechanical

manufacturing technology course

XU Feng，ZUO Dunwen

（College of Mechanical and Electrical Engineering， Nanjing University of Aeronauticsand Astronautics， Nanjing， Jiangsu 210016， China）Abstract:Problems such as more knowledge points and less periods exist after the reform of the major course of mechanical engineering and automation—“mechanical manufacturing technology”. So， teachers should make full and agile use of multimedia， combine scientific research with course teaching， strengthen investigative teaching and practical teaching to raise students’ engineering sense and practical ability.

Key words:mechanical manufacturing technology;teaching reform;teaching content; teaching method