多元化教學(xué)在高校特種加工課程中的應(yīng)用探討

孫倫業(yè)

【摘 要】特種加工技術(shù)是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。針對(duì)目前特種加工課程在本科教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出了多元化教學(xué)模式，通過(guò)采用現(xiàn)代多媒體教學(xué)、互動(dòng)式的案例教學(xué)、積極開展工程實(shí)踐等創(chuàng)新教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，使學(xué)生熟悉并掌握特種加工的主要加工方法，最終達(dá)到培養(yǎng)出學(xué)生獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力的目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】特種加工；多元化教學(xué)；探討

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，高硬度、高強(qiáng)度和高脆性的難加工材料在國(guó)防、軍工以及航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尺寸微小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜特殊的精密零部件制造需求也日益增加，僅依靠傳統(tǒng)的機(jī)械切削加工方法難以滿足新的加工要求。特種加工（Non-Traditional

machining）也稱“非傳統(tǒng)加工”或“非常規(guī)機(jī)械加工”，是利用光能、電能、熱能、化學(xué)能、聲能等能源來(lái)達(dá)到去除或增加材料的加工方法，因其具備的諸多優(yōu)點(diǎn)，成為了現(xiàn)代先進(jìn)制造領(lǐng)域不可或缺的加工手段。在大學(xué)本科階段開設(shè)特種加工課程，對(duì)于提高學(xué)生對(duì)新加工工藝領(lǐng)域的認(rèn)知、拓寬學(xué)生加工思路、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)各種加工方法的綜合運(yùn)用能力和創(chuàng)新意識(shí)具有重要的意義。為此，國(guó)內(nèi)的許多工科院校均在大學(xué)本科階段開設(shè)了特種加工課程

1 課程特點(diǎn)及教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

特種加工是指利用力、熱、聲、光、電、磁、原子、化學(xué)等能源來(lái)進(jìn)行加工的非傳統(tǒng)加工方法，課程內(nèi)容主要介紹電火花加工、電火花線切割加工、電化學(xué)加工、激光加工、電子束和離子束加工、超聲加工、精密與超精密磨料加工等特種加工方法的基本原理、主要特點(diǎn)、工藝規(guī)律以及應(yīng)用范圍，涵蓋內(nèi)容特別廣、前沿知識(shí)更新特別快，并與物理、化學(xué)、材料、自動(dòng)控制等多學(xué)科領(lǐng)域密切相關(guān)，需要學(xué)生具備一定的基礎(chǔ)理論知識(shí)。同時(shí)，特種加工課程作為一門與工程實(shí)踐密切結(jié)合的課程，只有讓學(xué)生通過(guò)工程實(shí)踐強(qiáng)化對(duì)課堂知識(shí)的理解和掌握，實(shí)地了解各種工藝方法的加工條件和適用對(duì)象，才能夠培養(yǎng)出學(xué)生主動(dòng)思考以及運(yùn)用理論知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力。

作為一門專業(yè)選修課，特種加工課程涉及到的專業(yè)知識(shí)和理論較為繁雜、高深，但目前采用的教學(xué)方法多按照教材內(nèi)容體系傳授，教學(xué)方式多停留在教師課堂理論講解，對(duì)于大多數(shù)學(xué)生來(lái)說(shuō)，在短時(shí)間內(nèi)理解、記憶、認(rèn)知這些抽象的專業(yè)知識(shí)存在較大難度，學(xué)生上課熱情難以調(diào)動(dòng)，學(xué)習(xí)積極性不高。此外，受到設(shè)備條件限制，特種加工課程普遍缺少實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生不能利用特種加工設(shè)備進(jìn)行實(shí)際操作，缺乏直觀的感性認(rèn)識(shí)，無(wú)法充分激發(fā)其創(chuàng)造力和學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果不甚理想，教學(xué)質(zhì)量難以進(jìn)一步提高。

2 多元化教學(xué)方法應(yīng)用

為了解決特種加工課程教學(xué)中存在諸多的問(wèn)題，不斷地提高課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的學(xué)生，提出了“多元化”的特種加工課程教學(xué)方法。

2.1 現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段的運(yùn)用

在傳統(tǒng)教學(xué)方式中，“教材+黑板”是進(jìn)行課程講授的主要模式，對(duì)于特種加工課程，涉及的加工方法多、內(nèi)容知識(shí)面廣、工程背景強(qiáng)，很多理論知識(shí)晦澀枯燥，依靠老師的語(yǔ)言講授和簡(jiǎn)單、抽象的板書講解，往往不能準(zhǔn)確表達(dá)授課意圖，容易影響學(xué)生的理解和掌握。目前大多數(shù)高校的教學(xué)計(jì)劃一般安排在24～32個(gè)學(xué)時(shí)，受到學(xué)時(shí)限制，教師在課堂上無(wú)法展開深入講解，對(duì)于每一種加工方法的講授只能淺嘗輒止，不能做到講清、講透，即使在黑板上繪制簡(jiǎn)單的圖形，也難以將抽象的概念解釋清楚，而且又會(huì)占用較多的課堂時(shí)間。

現(xiàn)代多媒體教學(xué)是綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)、多媒體等技術(shù)手段將文本、聲音、圖像、動(dòng)畫、視頻與教學(xué)內(nèi)容結(jié)合成一體，通過(guò)交互式操作，向?qū)W生呈現(xiàn)圖文并茂、鮮活生動(dòng)的信息內(nèi)容，多層次、多角度、多渠道的刺激學(xué)生的感官，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的接收和記憶。多媒體教學(xué)憑借豐富的表現(xiàn)力，可顯著提高教學(xué)的深度和廣度，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性。特種加工的每一種加工技術(shù)都有其獨(dú)特的原理及特點(diǎn)，語(yǔ)言講解晦澀難懂，但通過(guò)多媒體教學(xué)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)加工案例的情景再現(xiàn)和模擬，直觀地展示各加工技術(shù)的加工機(jī)理及微觀物理過(guò)程，使抽象概念變得清晰易懂，加工過(guò)程變得簡(jiǎn)單明了，有助于加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，加深其對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解與掌握。此外，可以有效彌補(bǔ)學(xué)時(shí)不足的弊端，提高信息傳輸效率，擴(kuò)大課堂教學(xué)信息量，最終實(shí)現(xiàn)提高教學(xué)質(zhì)量，優(yōu)化教學(xué)效果的目的。

2.2 課堂互動(dòng)的案例式教學(xué)

以往的教學(xué)模式中，教師作為傳授理論知識(shí)的主體，而學(xué)生作為被動(dòng)的一方接收知識(shí)，這種單向傳輸?shù)慕虒W(xué)模式忽視了培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)分析問(wèn)題、思考問(wèn)題的能力，限制了學(xué)生智能的開拓與發(fā)展。另一方面，特種加工是一門工程性很強(qiáng)的課程，要解決生產(chǎn)中所遇到的實(shí)際問(wèn)題，僅靠課堂教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，大量的知識(shí)需要在課外獲取，僅通過(guò)課本讓學(xué)生了解各種加工技術(shù)，難以達(dá)到理想的教學(xué)效果。

為解決這一問(wèn)題，提出了互動(dòng)式的案例教學(xué)方法，在學(xué)習(xí)了基本加工理論和工藝方法后，針對(duì)典型產(chǎn)品零部件案例，設(shè)定研究課題，要求學(xué)生課后查閱文獻(xiàn)資料，結(jié)合所學(xué)知識(shí)提出該零部件的加工方案，形成案例研究報(bào)告，并在課堂上進(jìn)行匯報(bào)和研討，教師對(duì)此進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。例如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片上的冷卻孔，可以采用電火花穿孔、電解打孔、激光打孔等技術(shù)方法進(jìn)行加工，因此可以設(shè)立若干研究課題，要求學(xué)生查閱文獻(xiàn)、收集資料，分析該類零部件的結(jié)構(gòu)和材料特點(diǎn)，并根據(jù)每一種特種加工技術(shù)的原理、特點(diǎn)，辯證的分析其各自具有哪些優(yōu)缺點(diǎn)，最后確定實(shí)現(xiàn)該零件高效、精密以及低成本制造的加工方案。通過(guò)這樣的教學(xué)模式，可以把具體的產(chǎn)品案例和特種加工技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，將教材中的理論知識(shí)點(diǎn)擴(kuò)展至實(shí)際工程應(yīng)用的層面，有利于學(xué)生對(duì)于教材知識(shí)點(diǎn)的理解與消化，另一方面完成了學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程的角色轉(zhuǎn)換，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和自主學(xué)習(xí)意識(shí)，提高了其分析、思考、解決問(wèn)題的能力。

2.3 積極開展工程實(shí)踐

實(shí)踐性強(qiáng)是特種加工課程的重要特征之一，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)作為特種加工教學(xué)中的重要組成部分，可以有效補(bǔ)充和延伸課堂教學(xué)內(nèi)容，因此有必要在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，安排一定課時(shí)的觀摩和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，通過(guò)帶領(lǐng)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)參觀各種機(jī)床設(shè)備，并指導(dǎo)學(xué)生在機(jī)床上加工一些簡(jiǎn)單形狀零部件來(lái)培養(yǎng)其動(dòng)手實(shí)踐能力，使其了解課堂中所學(xué)的內(nèi)容究竟可以做什么、如何做，從而鞏固對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握。除此之外，實(shí)驗(yàn)室的觀摩與實(shí)踐活動(dòng)并不等于真正的工業(yè)化生產(chǎn)，為了讓學(xué)生親身感受特種加工工藝在生產(chǎn)中的應(yīng)用，還應(yīng)該結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)深入工業(yè)企業(yè)，拓寬學(xué)生視野，使其直觀的了解電火花線切割、電火花成型加工、電化學(xué)加工、激光加工等各種特種加工設(shè)備在生產(chǎn)中的普及情況，現(xiàn)場(chǎng)感受特種加工在生產(chǎn)中的應(yīng)用，從而對(duì)特種加工技術(shù)的生產(chǎn)組織、產(chǎn)品類型、生產(chǎn)環(huán)境以及機(jī)床操作等有更深入的了解和認(rèn)識(shí)，為其今后進(jìn)入企業(yè)工作奠定良好的工程實(shí)踐基礎(chǔ)。

總之，對(duì)于特種加工這樣一門多學(xué)科交叉、內(nèi)容豐富、工程實(shí)踐性強(qiáng)的課程，在開展教學(xué)工作時(shí)要采用多元化的教學(xué)模式，采用的創(chuàng)新的教學(xué)手段、合理的安排教學(xué)環(huán)節(jié)，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，使其在理解教材理論知識(shí)的同時(shí)，掌握獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力，最終達(dá)到培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才目標(biāo)。

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[責(zé)任編輯：王楠]