基于卓越計(jì)劃的機(jī)械制造裝備課程教學(xué)改革

宋樹權(quán) 王正剛 吳衛(wèi)東

鹽城工學(xué)院機(jī)械學(xué)院 江蘇鹽城 224051

作者：宋樹權(quán)，鹽城工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院講師，主要從事機(jī)械制造裝備研究。

教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡稱“卓越計(jì)劃”），是貫徹落實(shí)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項(xiàng)目，也是促進(jìn)我國由工程教育大國邁向工程教育強(qiáng)國的重大舉措。該計(jì)劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù)。它是我國高等工程教育改革，促進(jìn)高等工程教育全面提升的重要舉措?！白吭焦こ處煛币蠼虒W(xué)過程中更加注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力和思維開創(chuàng)性、創(chuàng)新性等。

機(jī)械制造裝備課程是機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)的核心專業(yè)課程之一。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能了解現(xiàn)代機(jī)械制造裝備領(lǐng)域的最新發(fā)展，掌握機(jī)械制造裝備的工作原理及其正確使用和選用，掌握機(jī)床總體設(shè)計(jì)、傳動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，掌握工藝裝備設(shè)計(jì)的基本知識(shí)并具備工藝裝備的設(shè)計(jì)能力。該課程實(shí)踐性和綜合性極強(qiáng)，現(xiàn)行傳統(tǒng)古板、單一的“說教”教學(xué)體系是很難培養(yǎng)出眾多“卓越工程師”的。因此，以強(qiáng)化工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力與工程創(chuàng)新能力為核心的課程教學(xué)改革顯得尤為重要。本文以卓越工程師培養(yǎng)模式改革為切入點(diǎn)，以培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力為目標(biāo)，建立優(yōu)化的機(jī)械制造裝備課程體系，完善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

1 優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，突出實(shí)用性

機(jī)械制造裝備課程是由原來的金屬切削機(jī)床概論、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削刀具4門專業(yè)課整合優(yōu)化而成，課程涵蓋的知識(shí)面較廣，課程內(nèi)容較多，在學(xué)時(shí)有限的前提下現(xiàn)行課程內(nèi)容設(shè)置已經(jīng)無法適應(yīng)“卓越計(jì)劃”的教學(xué)需要，必須按照“卓越計(jì)劃”培養(yǎng)目標(biāo)的要求，結(jié)合課程特點(diǎn)，立足本校實(shí)際進(jìn)行改革。

1）教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化過程中，以“重基礎(chǔ)、精內(nèi)容、寬適應(yīng)”為指導(dǎo)思想，以學(xué)生就業(yè)實(shí)際為導(dǎo)向，突出實(shí)用性，兼顧系統(tǒng)性。強(qiáng)化機(jī)床概論和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)部分內(nèi)容，重點(diǎn)講解常見普通機(jī)床的傳動(dòng)過程及典型結(jié)構(gòu)，充實(shí)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，詳細(xì)介紹典型夾具結(jié)構(gòu)。對(duì)機(jī)床設(shè)計(jì)部分只介紹機(jī)床設(shè)計(jì)流程及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟，不做過多的理論分析；對(duì)金屬切削刀具只介紹常用刀具的幾何角度、構(gòu)造要素以及選用原則等內(nèi)容，弱化刀具廓形設(shè)計(jì)等知識(shí)。

2）增加機(jī)床故障分析、排除及其修理內(nèi)容，提高學(xué)生實(shí)際操作能力。同時(shí)為適應(yīng)裝備制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，適當(dāng)增加新型數(shù)控機(jī)床的構(gòu)造、新材料刀具及高效、模塊化夾具等反映裝備技術(shù)前沿的內(nèi)容，使學(xué)生畢業(yè)后能成為一名真正卓越的工程師。

2 豐富課堂教學(xué)手段，增強(qiáng)直觀性

機(jī)械制造裝備課程涉及大量機(jī)床、刀具、夾具的結(jié)構(gòu)，該課程的一個(gè)顯著特點(diǎn)是圖形多且復(fù)雜。傳統(tǒng)的教學(xué)方式是教師只能依靠書上的圖或掛圖來講解，結(jié)構(gòu)圖的特點(diǎn)是圖形復(fù)雜，而且有時(shí)為了少占用幅面、突出重點(diǎn)，只表示局部結(jié)構(gòu)，更增加了學(xué)習(xí)的難度。學(xué)生要看懂機(jī)床上部件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，就必須看懂復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖，想象各零部件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。要在有限的課時(shí)內(nèi)授予學(xué)生更多的知識(shí)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法已不能適應(yīng)教學(xué)的要求，必須采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段。

在課程教學(xué)中采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，利用多媒體技術(shù)，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法和模式，將理論的、靜態(tài)的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為生動(dòng)形象的知識(shí)，達(dá)到圖、文、聲并茂的效果，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，模擬部件的運(yùn)動(dòng)過程，邊講邊演示，生動(dòng)活潑，形象直觀，從而加深學(xué)生的理解，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高主動(dòng)性，達(dá)到傳統(tǒng)教學(xué)方式無法達(dá)到的教學(xué)效果。

比如在講解CA6140車床結(jié)構(gòu)的時(shí)候，為了使學(xué)生更加直觀地了解機(jī)床結(jié)構(gòu)，利用Flash技術(shù)制作CA6140車床結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)演示軟件（圖1），既可以詳細(xì)表示各傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)過程，又能形象展現(xiàn)典型結(jié)構(gòu)。

圖1 CA6160車床結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)演示

3 改革實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)應(yīng)用性

機(jī)械制造裝備是一門理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)并重的課程，并且實(shí)踐教學(xué)對(duì)課程的學(xué)習(xí)掌握及運(yùn)用能力的形成尤為重要，因此必須加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練。對(duì)于實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容，應(yīng)在滿足“卓越計(jì)劃”培養(yǎng)要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)和開發(fā)。設(shè)計(jì)既能綜合應(yīng)用課程所學(xué)知識(shí)，同時(shí)又起到拓展學(xué)生創(chuàng)新思維的綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。通過具有實(shí)際工程背景的實(shí)踐項(xiàng)目，強(qiáng)化工程實(shí)踐能力培養(yǎng)。

比如在機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，在完成傳動(dòng)和變速方案擬定、結(jié)構(gòu)工藝分析、零件計(jì)算基礎(chǔ)上，針對(duì)目前數(shù)控化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、要求對(duì)普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造等，進(jìn)一步提高項(xiàng)目的綜合性，加強(qiáng)能力鍛煉。同時(shí)在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，刻意強(qiáng)化計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)既提高設(shè)計(jì)效率，又強(qiáng)化學(xué)生的計(jì)算機(jī)技能。圖2為學(xué)生利用計(jì)算機(jī)三維技術(shù)設(shè)計(jì)的U形環(huán)車削夾具。

圖2 計(jì)算機(jī)輔助U形環(huán)車削夾具設(shè)計(jì)

4 結(jié)論

將“卓越計(jì)劃”理念應(yīng)用于課程中，做到以學(xué)生的發(fā)展為主體，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，以實(shí)際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，探索新的教學(xué)模式和教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)，做到以實(shí)際工程項(xiàng)目訓(xùn)練為主導(dǎo)，增加項(xiàng)目研究在課程中的權(quán)重，擯棄過去“以教師為中心，以書本知識(shí)為中心，以課堂為中心”的傳統(tǒng)觀念，真正樹立“以學(xué)生為中心，以工程實(shí)際為中心，以課外為中心”的現(xiàn)代教育理念，并將其落實(shí)到如課程開發(fā)、課堂教學(xué)、教學(xué)評(píng)價(jià)的實(shí)際之中。通過“卓越計(jì)劃”下的教學(xué)改革和實(shí)踐，建立比較完整的機(jī)械制造裝備課程的教學(xué)內(nèi)容及體系結(jié)構(gòu)，開發(fā)具有綜合性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，一定能夠解決過去教學(xué)內(nèi)容不完整、實(shí)踐教學(xué)薄弱、課堂教學(xué)信息量不足等問題，為培養(yǎng)卓越工程師打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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