《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

朱曉翠　李春光　王繼利　許彬彬

【摘 要】《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》是1998年機(jī)械工程類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)推薦設(shè)置的主干技術(shù)基礎(chǔ)課，其理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握機(jī)械制造技術(shù)的基本知識(shí)和基礎(chǔ)理論，為日后的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其中開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課是該課程主要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，針對以往只注重理論知識(shí)的傳授，輕視實(shí)驗(yàn)教學(xué)這一問題，探索在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進(jìn)行改革的嘗試，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中取得了良好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】刀具幾何角度；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；實(shí)踐研究

0 前言

《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》是1998年機(jī)械工程類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)推薦設(shè)置的一門新的主干技術(shù)基礎(chǔ)課，是一門理論性及實(shí)踐性都非常強(qiáng)，且具有重要工程應(yīng)用價(jià)值的課程[1]。該課程主要以機(jī)械工藝及切削原理的基本理論和基本知識(shí)為支撐，同時(shí)將機(jī)床、刀具及夾具等相關(guān)內(nèi)容有機(jī)的結(jié)合，課程的講授過程須要有相應(yīng)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)與之配合，即實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，不但能消化、理解學(xué)生課堂上學(xué)到的理論知識(shí)，提高其動(dòng)手能力，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力，為日后進(jìn)一步學(xué)習(xí)深造及畢業(yè)后從事專業(yè)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在講授《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課“刀具幾何角度的認(rèn)識(shí)及測量”時(shí)，我發(fā)現(xiàn)存在以下幾方面問題：第一，刀具結(jié)構(gòu)抽象，有些復(fù)雜刀具結(jié)構(gòu)學(xué)生難于理解，這是該實(shí)驗(yàn)普遍存在的問題；第二，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容老套、枯燥無味，激發(fā)不起學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣；第三，學(xué)生們的學(xué)習(xí)目的不夠明確，不重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，有些學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課只是為了應(yīng)付，取得學(xué)分；第四，實(shí)驗(yàn)儀器老化、陳舊。因此，針對《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》中開設(shè)的“刀具幾何角度的認(rèn)識(shí)及測量”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)改革勢在必行。近幾年，在對該實(shí)驗(yàn)課特征分析的基礎(chǔ)上，我們在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進(jìn)行了改革及探索，將其應(yīng)用于本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)，取得了良好的教學(xué)效果。

1 教學(xué)內(nèi)容的改革

機(jī)械制造專業(yè)是工程性、實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，其強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是其實(shí)踐性的主要體現(xiàn)，學(xué)生也能通過該環(huán)節(jié)充分發(fā)揮和提高其動(dòng)手能力。由于該實(shí)驗(yàn)課涉及的刀具較多，刀具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、抽象，實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限，如何在有限的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生熟練地掌握刀具的相關(guān)知識(shí)，刀具的測量方法，加強(qiáng)學(xué)生能力的培養(yǎng)，成為該實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的關(guān)鍵。因此，根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)前學(xué)生的就業(yè)需求，對實(shí)驗(yàn)授課內(nèi)容做了精湛的篩選，既保證學(xué)生對刀具有全面的了解，又著重講解學(xué)生日后在實(shí)際工作中將要用到的知識(shí)。

授課的過程中，關(guān)鍵是要制定一條課程主線，將各知識(shí)點(diǎn)用這條主線串聯(lián)起來，這樣使實(shí)驗(yàn)課的授課內(nèi)容變得條理清晰，具有很強(qiáng)的邏輯性[2-3]。將該實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容劃分為三大部分：（1）應(yīng)用空間立體模型定義刀具角度；（2）典型刀具的認(rèn)識(shí)及角度介紹；（3）車刀角度的測量方法及其標(biāo)注。

1.1 空間立體模型的應(yīng)用

由于刀具角度是個(gè)空間的概念，這里應(yīng)用空間立體模型向?qū)W生介紹、講解定義刀具角度的點(diǎn)、線、面。其中‘點(diǎn)是指刀尖，‘線是指主切削刃和副切削刃，‘面涉及兩類，一類是刀具本身固有的面，分別為前刀面、主后刀面、副后刀面；另一類是刀具角度定義中需要構(gòu)建的3個(gè)平面，分別為基面、切削平面和正交平面。刀具角度無論是簡單的刀具還是復(fù)雜的刀具其角度都是在這3個(gè)平面中定義的。借助于該模型能夠直觀的將普通車刀的角度展現(xiàn)在學(xué)生面前，使難以理解的空間概念直觀化。將模型應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)課上不但使難于理解的問題簡單化，而且豐富了實(shí)驗(yàn)課的授課內(nèi)容、激發(fā)了學(xué)生的上課熱情。

1.2 典型刀具認(rèn)識(shí)及角度介紹

機(jī)械加工中常常需要加工的表面涉及外圓表面、孔加工、平面及復(fù)雜表面。根據(jù)加工表面的不同，刀具分為不同的種類。一般外圓表面的加工常用車刀，車刀按照用途又分為：外圓車刀、端面車刀、內(nèi)孔車刀、切斷刀、切槽刀等；孔加工實(shí)現(xiàn)的方法很多，不同的加工方法完成不同的工藝。常用的有：鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔及拉孔，其中鉆孔涉及的刀具有麻花鉆、中心鉆、深孔鉆等，擴(kuò)孔鉆與麻花鉆相似，刀齒數(shù)較多，沒有橫刃。鉸孔用鉸刀，鏜孔用鏜刀；平面及復(fù)雜表面的加工常用方法是銑削，銑削根據(jù)加工的不同表面需要不同的銑刀，常用的銑刀包括：圓柱銑刀、面銑刀、三面刃銑刀、立銑刀、鍵槽銑刀、角度銑刀及成形銑刀等[1]。不同的刀具都有各自的刀具角度，按照刀具角度的定義都能找到其相應(yīng)的幾何角度。在實(shí)驗(yàn)課上，結(jié)合常用刀具的應(yīng)用講解不同刀具的幾何角度。

1.3 車刀角度的測量方法及標(biāo)注

車刀的角度較其他刀具的角度簡單些，該實(shí)驗(yàn)中用萬能量角臺(tái)測量車刀的幾何角度。萬能量角臺(tái)能夠構(gòu)造出車刀測量時(shí)，需要的3個(gè)空間參考平面，然后利用量角臺(tái)的可調(diào)部分找到度量平面位置和構(gòu)成每個(gè)需測量角度的平面（或直線）的位置，按照實(shí)驗(yàn)的測量方法即可完成車刀的幾何角度測量。測量后的角度按照《機(jī)械工程圖學(xué)》理論繪制平面圖，在該圖上按照實(shí)測角度的大小完成角度的標(biāo)注。

2 教學(xué)方法的改進(jìn)

2.1 多媒體技術(shù)的應(yīng)用

以往傳統(tǒng)的教學(xué)方法多是以老師為主的填鴨式教學(xué)，授課方式呆板，學(xué)生覺得枯燥無味，激發(fā)不起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。鑒于該實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)：一些刀具的角度空間立體性很強(qiáng)，而這些抽象的問題只憑老師一味的講解，學(xué)生很難消化理解。將多媒體技術(shù)融入到實(shí)驗(yàn)課上，上述問題迎刃而解。將圖形、動(dòng)畫、視頻等多媒體結(jié)合在一起，使典型的刀具結(jié)構(gòu)活靈活現(xiàn)地展現(xiàn)在學(xué)生面前，既加深了學(xué)生對刀具結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)、理解，又激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣，使枯燥的課堂變得生動(dòng)有趣。

2.2 教與學(xué)的互動(dòng)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法是老師按照實(shí)驗(yàn)步驟一步一步的指導(dǎo)學(xué)生完成，整節(jié)課都是按照老師規(guī)劃好的條條框框進(jìn)行[4-5]。最終學(xué)生只是按照老師說的方法得出個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，至于實(shí)驗(yàn)怎么做的，為什么要這樣做，不是很清楚。這種授課方式很難充分發(fā)揮學(xué)生的聰明才智，在動(dòng)手能力提高方面也很有限?；诖耍紤]該實(shí)驗(yàn)沒有安全隱患，我們提出了教與學(xué)互動(dòng)的教學(xué)模式：首先做實(shí)驗(yàn)之前布置學(xué)生課后復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，然后實(shí)驗(yàn)課上先由老師與學(xué)生一起回顧關(guān)于該實(shí)驗(yàn)課的理論知識(shí)，同時(shí)教師介紹本實(shí)驗(yàn)用到的儀器設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理及使用方法，這部分可以看作是實(shí)驗(yàn)前的“序”環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作都完成后，將學(xué)生分成兩組，每組8人，在每組中選出學(xué)生代表來講解實(shí)驗(yàn)，其余學(xué)生自己動(dòng)手做，實(shí)現(xiàn)了教與學(xué)的互動(dòng)。實(shí)驗(yàn)完成后要求每位做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)談?wù)勛约旱捏w會(huì)及實(shí)驗(yàn)課有待改進(jìn)的地方，最后由老師對課堂情況進(jìn)行總結(jié)。幾輪課下來，該授課方法取得了極好的授課效果！

3 結(jié)論

經(jīng)過幾屆的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐，不斷探索《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課中“刀具幾何角度的認(rèn)識(shí)及測量”實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)規(guī)律，綜合運(yùn)用各種教學(xué)理念及教學(xué)方法，始終不渝的堅(jiān)持理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，大力激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)的積極性，充分拓寬其視野、發(fā)揮其創(chuàng)造性，極大地提高了學(xué)生們的動(dòng)手能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)。在教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果上得到了很大的提高。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：王楠]