基于機(jī)械制造工藝學(xué)的方法探析

【摘 要】只有采用符合學(xué)生實(shí)際和課程特點(diǎn)的教學(xué)方法和手段，《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程的教學(xué)效果才能得到進(jìn)一步提高。針對(duì)《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程中的不同內(nèi)容的難易程度和重難點(diǎn)，可分別采用互動(dòng)引導(dǎo)型、多媒體教學(xué)法、啟發(fā)式及類比等方法進(jìn)行教學(xué)，以提高教學(xué)效果。通過教學(xué)實(shí)踐證明，上述教學(xué)法的成功應(yīng)用對(duì)《機(jī)械制造工藝學(xué)》的教學(xué)起到了事半功倍的效果。

【關(guān)鍵詞】機(jī)制工藝 教學(xué)方法 教學(xué)研究

機(jī)械制造工藝學(xué)內(nèi)容包括機(jī)械加工精度、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理、機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定、機(jī)械加工表面質(zhì)量及其控制、機(jī)器裝配工藝基礎(chǔ)、精密加工和光整加工、典型零件加工工藝及先進(jìn)制造技術(shù)。從內(nèi)容上看，該課程是具有實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，如果沒有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)對(duì)這門課程所學(xué)的內(nèi)容感覺是抽象的、難以理解的。機(jī)械制造工藝學(xué)教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)方法存在著理論與實(shí)踐脫節(jié)的問題相當(dāng)嚴(yán)重。實(shí)踐教學(xué)以加工工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品零件為主，學(xué)生只學(xué)習(xí)機(jī)床操作，只懂得某一型號(hào)產(chǎn)品零件的加工方法，而不懂得為什么要這樣對(duì)毛坯件進(jìn)行加工，能不能有更好的方法。原因是工廠的教學(xué)師傅知識(shí)水平有限，只能知其然，而講不出其所以然來，造成學(xué)生一知半解。理論教學(xué)則是教師上面講、學(xué)生下面聽，理論枯燥乏味，實(shí)行填鴨式的教學(xué)模式，所講的一些零件加工方法，學(xué)生往往是第一次接觸，沒有感官的初步認(rèn)識(shí)，只能死記硬背，教學(xué)效果不好。

顯然，如何解決該課程教學(xué)與實(shí)踐的脫節(jié)問題，是任課教師必須考慮的問題。本人從事了五年多的《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程教學(xué)，在系統(tǒng)分析該課程的特點(diǎn)后，將課程內(nèi)容分為四大部分：基礎(chǔ)知識(shí)、編制機(jī)械加工工藝規(guī)程、機(jī)械加工質(zhì)量和裝配工藝等。根據(jù)每一部分的特點(diǎn)、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)要求，分別采用不同的方法實(shí)施教學(xué)，取得了較好的教學(xué)效果。

1 采用多媒體教學(xué)法，讓教學(xué)過程更形象生動(dòng)

隨著教育改革的不斷深入，教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)的矛盾越來越集中，為了能用較少的課時(shí)較好地完成教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)中除了做到精講以外，還應(yīng)借助現(xiàn)代化的教學(xué)手段使得教學(xué)內(nèi)容更直觀、更形象。如在教學(xué)中采用多媒體技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)的圖形、動(dòng)畫功能將難理解的內(nèi)容形象、生動(dòng)地表現(xiàn)出來。這種方法還可以為現(xiàn)場教學(xué)作鋪墊，強(qiáng)化教學(xué)效果。

機(jī)械制造工藝學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)部分包羅萬象，有毛坯選擇與加工、機(jī)床與工藝裝備、機(jī)械制造工藝常用數(shù)據(jù)的查閱、熱處理方法選擇及工序安排、工藝參數(shù)的選擇等等。這些內(nèi)容比較分散，相互之間又沒有什么必然的聯(lián)系，給教學(xué)工作帶來一定的困難。為了增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，筆者在教學(xué)實(shí)踐中采用視頻教學(xué)法，較好解決了這些問題。

例如，在機(jī)床結(jié)構(gòu)與刀具選擇的教學(xué)中，本人從網(wǎng)上精選相關(guān)視頻，集中播放，而后提取其中難理解的部分進(jìn)行講解，分別介紹機(jī)床結(jié)構(gòu)分類以及用不同刀具加工出來的不同表面，這樣學(xué)生比較容易理解掌握。

在毛坯選擇與加工一課中，本人將鑄造和鍛造車間的生產(chǎn)過程拍成錄像，讓學(xué)生觀看，然后深入現(xiàn)場，讓學(xué)生仔細(xì)觀察。在鑄造車間，讓學(xué)生觀察哪些零件適合鑄造。在鍛造車間，本人與現(xiàn)場師傅分別采用低碳鋼和鑄鐵材料進(jìn)行加工，現(xiàn)場演示給學(xué)生觀看。當(dāng)鍛造鑄鐵材料時(shí)，當(dāng)場出現(xiàn)問題，本人當(dāng)即向?qū)W生解釋出現(xiàn)這些問題的原因，然后再試一次，進(jìn)一步說明鑄鐵材料不能使用鍛造方法進(jìn)行加工，然后與低碳鋼材料進(jìn)行對(duì)比，將采用鍛造方法加工低碳鋼毛坯的好處及原因做重點(diǎn)介紹。這樣一堂生動(dòng)的教學(xué)課，學(xué)生們絕對(duì)容易掌握，記憶深刻。

在講到熱處理方法選擇及工序一課時(shí)，本人通過播放相關(guān)視頻，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生體會(huì)到經(jīng)熱處理后的高碳鋼、低碳合金鋼和低碳鋼的材料均比熱處理前易于加工。有了感性認(rèn)識(shí)后，教師就可以進(jìn)行系統(tǒng)歸納：

（1）高碳鋼硬度相對(duì)較高，切削加工相對(duì)困難，需要進(jìn)一步采用退火熱處理來降低硬度。

（2）低碳鋼和低碳合金鋼硬度相對(duì)較低，也不利于采取切削加工，應(yīng)采用正火熱處理的方式提高硬度。為了進(jìn)行切削加工，在切削加工之前應(yīng)安排退火、正火熱處理工序。

（3）經(jīng)過淬火、滲碳、滲氮等熱處理來提高表面硬度的工件，不能再采用普通刀具進(jìn)行加工。

因此，磨削加工之前要進(jìn)行淬火、滲碳和滲氮熱處理工序，采用多媒體教學(xué)法，解決機(jī)械制造工藝學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)難的問題，容易被學(xué)生所接受和掌握，很好地解決了時(shí)間、內(nèi)容和教學(xué)質(zhì)量之間的矛盾。

2 采取互動(dòng)引導(dǎo)型教學(xué)法，讓課堂活躍起來

評(píng)價(jià)零件是否合格的質(zhì)量指標(biāo)除了機(jī)械加工精度外，還有機(jī)械加工表面質(zhì)量。機(jī)械加工表面質(zhì)量是指零件經(jīng)過機(jī)械加工后的表面層狀態(tài)。在這一內(nèi)容的教學(xué)中，加工精度是重點(diǎn)內(nèi)容，加工誤差是教學(xué)難點(diǎn)內(nèi)容。鑒于引起加工誤差的因素多，加之內(nèi)容較為抽象，使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)很難收到理想的教學(xué)效果。

針對(duì)該內(nèi)容，本人在教學(xué)實(shí)踐中采取了互動(dòng)引導(dǎo)型教學(xué)法。即：在全面吃透教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求的基礎(chǔ)上，授課教師進(jìn)行合理的課堂設(shè)計(jì)，采用學(xué)生討論、教師引導(dǎo)的教學(xué)形式，保證學(xué)生充分主動(dòng)地參與到課堂教學(xué)中來，深度挖掘?qū)W生的發(fā)現(xiàn)能力和創(chuàng)新能力，更好地培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力，從而達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

例如，在開展細(xì)長軸加工過程出現(xiàn)的中間小、兩頭大的馬鞍形（或中間大、兩頭小的腰鼓形）圓柱度的誤差原因分析教學(xué)時(shí)，采用行為引導(dǎo)型教學(xué)法，將某班學(xué)生分成若干組進(jìn)行探討，要求每位組員充分發(fā)揮想象力，積極討論，每一組找到一種造成這種加工誤差的原因，并采取相應(yīng)措施，切實(shí)減少加工誤差，整個(gè)過程中，體現(xiàn)了以學(xué)生為中心，授課教師以平等的身份參與到學(xué)生探知過程，并適當(dāng)?shù)募右砸龑?dǎo)。經(jīng)過小組成員的共同努力后，各組派一名代表發(fā)言，教師將結(jié)果匯總，進(jìn)行分析評(píng)比。

這種教學(xué)方式的開展，使得學(xué)生盡可能主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)和解決問題，有利于提高學(xué)生分析和解決問題的能力，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。教師在這一過程中要做的主要工作是如何激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的興趣并指導(dǎo)學(xué)生解決問題，使學(xué)生們體會(huì)到自主解決問題的快樂。

3 采用啟發(fā)式教學(xué)法，讓難點(diǎn)問題不再難

編制機(jī)械加工工藝規(guī)程是本課程的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，涉及知識(shí)面廣，內(nèi)容抽象，對(duì)于缺少生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來說，無疑是一件困難的事情。在機(jī)械行業(yè)中，常用的機(jī)械加工工藝規(guī)程有兩種：機(jī)械加工工藝過程卡和機(jī)械加工工序卡。

在教學(xué)實(shí)踐中，本人采用了啟發(fā)式教學(xué)法，化難為易，便于學(xué)生掌握。例如在講授工藝基準(zhǔn)設(shè)計(jì)內(nèi)容時(shí)，按一般慣例是先講解并羅列制訂基準(zhǔn)的若干原則，再拿這此原則去照搬到某此具體零件，通過學(xué)習(xí)大部分學(xué)生可以把原則死記硬背卜來，但不能形成一條清晰而完整的思路，遇到實(shí)際問題時(shí)仍不知從何下手。為了解決這一問題，我們?cè)囍鴱哪骋痪唧w零件入手，先讓學(xué)生有直觀的感性認(rèn)識(shí)，再從零件的使用性出發(fā)，設(shè)置若干情景問答，由后及前，由點(diǎn)到面啟發(fā)學(xué)生一步步接近問題的實(shí)質(zhì)，然后在多種解決方案中找出最佳的一種。這樣不僅解決了問題同時(shí)也開拓了學(xué)生的思路，增強(qiáng)了他們解決實(shí)際問題的能力。

在編制機(jī)械加工工序卡的教學(xué)過程中，工藝尺寸鏈?zhǔn)潜容^重要的內(nèi)容，也是最難教、最難理解的內(nèi)容。本人在教學(xué)實(shí)踐中，將工藝尺寸鏈的部分內(nèi)容分解成三部分：建立、判斷各環(huán)性質(zhì)和尺寸的計(jì)算。在工藝尺寸鏈建立的教學(xué)部分，將實(shí)際生產(chǎn)的零件作為教學(xué)例子，針對(duì)零件某一方向的尺寸向在場學(xué)生提問：如果要加工該零件，將如何加工？按什么樣的加工順序進(jìn)行？加工表面的定位基準(zhǔn)應(yīng)選在哪里？每一道工序的尺寸是如何確定的？這樣提問結(jié)合加工制造的實(shí)際過程，一步一步引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生，工序尺寸逐漸定型，工序尺寸鏈的組成也逐漸清晰。判斷各環(huán)的性質(zhì)可采用畫圖法直觀展示，啟發(fā)學(xué)生逐步解決，簡捷易懂。工藝尺寸的具體計(jì)算，用簡單的實(shí)例進(jìn)行啟發(fā)，使得一般學(xué)生都具備這方面的計(jì)算能力。

4采用類比法教學(xué)，讓課堂知識(shí)更系統(tǒng)。

裝配尺寸鏈涉及的內(nèi)容較多，知識(shí)面較廣，如果孤立地從每一節(jié)內(nèi)容出發(fā)顯得比較散亂，不易形成完整而清晰的概念。裝配工藝的重點(diǎn)裝配尺寸鏈，難點(diǎn)是理解。本人采用了類比法教學(xué)，將該方法運(yùn)用到裝配教學(xué)全過程中區(qū)。教學(xué)中，筆者教導(dǎo)學(xué)生將已經(jīng)學(xué)過的工藝尺寸鏈與裝配尺寸鏈進(jìn)行比較，比較出兩者之間的相似及不同之處，找出二者的共性和個(gè)性，從而掌握裝配尺寸鏈的特點(diǎn)和不同。采用這種方法，既學(xué)習(xí)了新知識(shí)，又復(fù)習(xí)舊知識(shí)，對(duì)于橫、縱向知識(shí)的連貫性、系統(tǒng)性學(xué)習(xí)十分有利。

5 結(jié)語

為使在校學(xué)生能適應(yīng)企業(yè)需要，幾年來，本人不斷進(jìn)行探索教學(xué)改革，根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》各知識(shí)點(diǎn)的特點(diǎn)，采取不同的教學(xué)方法，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，解決了教學(xué)難點(diǎn)，收到了較好的教學(xué)效果。

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作者簡介：董麗娜（1984-），女，山東東營人，大學(xué)學(xué)士，現(xiàn)從事石油裝備專業(yè)的教學(xué)工作。