機械制造技術基礎教學改革探討

鞏亞東+朱立達+史家順+楊志超

摘 要 機械制造技術基礎是一門集金屬切削機床、金屬切削原理與刀具、機械制造工藝學與夾具設計為一體的綜合性專業(yè)基礎課程，其內容繁多而雜。因此，如何使學生將機械制造技術基礎所包含的4門課程知識有機結合、融會貫通、綜合運用，并激發(fā)學習興趣，提高自主創(chuàng)新能力，是目前機械制造技術基礎教學改革的重點。從教學內容、教學方法和教學手段等方面進行探討。

關鍵詞 機械制造技術基礎；教學改革；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）23-0004-02

1 機械制造技術基礎課程的現(xiàn)狀和改革必要性

隨著科學技術的迅猛發(fā)展，各國競爭日趨激烈。培養(yǎng)具有機械設計制造及其自動化技術基礎知識與綜合應用能力，且能將機械制造技術、制造過程自動化技術和計算機應用技術等有機結合的應用型高級專門人才迫在眉睫[1-2]。然而，人才的培養(yǎng)又離不開高校教育課程的不斷改革。因此，建立系統(tǒng)優(yōu)化的教育課程結構和培養(yǎng)模式，對我國的人才培養(yǎng)至關重要。而目前本科教育有些課程結構和培養(yǎng)模式不夠合理。如機械制造技術基礎課程涉及的知識面廣、實踐性強。除了注重理論教學外，還應該包括實驗課教學、課程設計、生產(chǎn)實習等教學環(huán)節(jié)。然而，事實上很多高校卻以開設的課時少、內容多為由，過于注重理論知識的教學，而忽視了實踐環(huán)節(jié)，導致理論學習與工藝實踐常常脫節(jié)，進而也影響學生的學習興趣[3-4]。

因此，如何在教學過程中調動起學生對機械制造技術基礎課程重要性的認識，激發(fā)他們對本課程的興趣，如何提高學生的機械制造技術應用能力和創(chuàng)新能力等一系列問題都值得我們進行深刻的探討。

2 機械制造技術基礎課程教學改革

教學內容改革 機械制造技術基礎課程包含機械制造工藝學、金屬切削機床、金屬切削原理與刀具以及機床夾具設計等內容，這些內容抽象而零散，不具有系統(tǒng)性，并且還存在一些內容聯(lián)系不夠緊密等問題。這使得學生無法整體把握好課程側重點，不能充分理解課程中的概念、原理和專業(yè)術語。因此，形成以制造工藝學為主線，金屬切削原理為理論基礎，以產(chǎn)品質量、加工效率與經(jīng)濟性三者之間協(xié)調發(fā)展為目標，兼顧工藝裝備知識和現(xiàn)代制造技術新發(fā)展內容的新課程體系是非常重要的[5]。另外，課程內容還應加大實踐活動的比例，讓學生能夠從形象具體的課程實踐中獲得理論課程所不能提供的知識和經(jīng)驗，從而建立起系統(tǒng)化、形象化的新型教育課程結構體系。

教學方法改革 學生對于某課程學習的熱情不僅與專業(yè)性質有關，同時與老師講授的方法有關。因而，要提高教學效果，就必須重視教學方法。改變以教師為中心，以課堂講授為主，以理論考試成績評價學生的傳統(tǒng)教學方法；形成以學生主動實踐為主，教師輔導為輔的新型教育模式。從而形成學生、教師和管理的縱向管理模式和課堂、實踐、課后作業(yè)的橫向教學模式。

1）重視緒論課，把握整體思想。對于一門課程來講，緒論內容不僅體現(xiàn)課程的整體思想，而且往往是全課程的精煉總結，它將直接影響學生對該課程的“第一印象”，是激發(fā)學生學習這門課程的“觸發(fā)器”，這一點必須引起教師的足夠認識。緒論部分整體思想的體現(xiàn)就在于它的課程主線，如機械制造技術基礎課程就是按機床、刀具、制造工藝學和夾具設計這個主線貫穿整個課程。而緒論部分篇幅往往偏少，如果僅僅是按照簡單的主線來講，必定枯燥乏味，學生對這門課程的“第一印象”也會弱化，進而影響他們對本課程的興趣。因此，在授課之前可事先下載有關國內外先進制造技術的視頻，通過多媒體軟件向學生展示，這樣不僅能夠讓學生了解當今我國與其他國家在制造技術上的差距，而且也讓他們在正式接受這門課程之前對行業(yè)有總體的了解，激發(fā)學生的責任心和使命感。顯然，通過學習緒論部分內容，既調動了學生學習本課程的動力，又為整個課程的學習建立一個良好的開端。

2）指導學生從個人“單打獨斗”向團隊協(xié)作轉變。正如一個諺語中所講的“你有一個蘋果，我有一個蘋果，我們彼此交換后各自仍有一個蘋果；而你有一種思想，我有一種思想，彼此交換后各自都具有了兩種思想”。對于機械制造技術基礎課程的學習也該如此，如果只是偏重讓學生自己學習課本內容，不進行思想交流，很容易進入學習誤區(qū)，影響學生的學習興趣。而通過成立學習討論小組，可以讓他們獲得不同的學習心得和思想。如工藝路線的設計，不同的學生對于同一個零件的加工工藝路線會有不同的設計方案。這些設計方案沒有正確與錯誤，只有合理與不合理，這樣不僅可以使學生了解到自己設計方案的缺陷，從而開發(fā)出更加優(yōu)秀的設計方案，而且提高了學生的團隊協(xié)作能力，這種教學方法也會讓學生畢業(yè)后能快速融入新的設計團隊，從而取得更好的發(fā)展。

3）采用交叉互補的授課方式。不同的教學內容，采用不同的授課方式。如講授傳統(tǒng)的CA6140普通車床與現(xiàn)代數(shù)控機車床時，可利用實驗室內的普通車床，先讓學生了解普通車床內部結構布局、傳動、操縱，刀具的類型、用途、結構特點，車削用量的選擇以及夾具中選用的通用標準，零件的加工及裝配內容，然后給學生展示一些當今世界上先進的數(shù)控機床加工視頻，讓學生意識到兩種機床各自的優(yōu)缺點。以此有效地將理論與實踐相結合，在較短的教學時間內解決單憑教師口授與板書甚至多媒體等無法講清楚的問題。通過這種方式可以讓學生很容易掌握兩種機床在成本、效率、精度及各自適合加工不同表面的區(qū)別，從而彌補理論教學的不足。這種理論教學與現(xiàn)場教學并行的教學方法，解決了課時少、內容多的問題，有利于加強學生對相關知識的吸收和鞏固，因此這是一種行之有效的教學模式。

教學手段改革 根據(jù)機械制造技術基礎課程教材內容不同、學生理解能力的不同，并結合教學理念，及時掌握現(xiàn)代制造技術的最新發(fā)展動態(tài)，尋求最佳的教學手段，最大限度地激發(fā)學生對此課程的學習興趣。

1）突出機械制造技術基礎內容的系統(tǒng)化和整體思想，強化實踐教學。對于機械制造技術基礎來講，很多高校卻偏重于理論，忽視了課程的實踐性、系統(tǒng)性，使得學生很難理解課程內容。因此，研究機械制造過程所涉及的問題時也應采用系統(tǒng)工程的理論和方法。首先明白整個系統(tǒng)是什么，它能分成哪些子系統(tǒng)。通過研究這些子系統(tǒng)與整體系統(tǒng)以及子系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間的關系進而準確把握課程內容。對于本課程來講，就是利用機械制造工藝內容的系統(tǒng)化、整體性，將機床、刀具和夾具設計相關知識融為一體，從而增強教學效果。

2）采用虛擬三維模型及仿真方法，提高學生對課程的理解。在課堂上講授機床、刀具、工藝過程及夾具設計的內容是很抽象的，如果通過一些如SolidWorks、UG、Pro/E

等三維繪圖軟件，建立三維虛擬模型并進行仿真，能夠讓學生們更直觀地了解機械制造技術這門課程。如機床主軸箱傳動系統(tǒng)、機床電主軸系統(tǒng)等內容。另外，教師可以給予學生一些適當?shù)恼n題，要求他們以CAD/CAE/CAPP/CAM為設計理念，利用三維繪圖軟件來完成一些簡單的模具設計、制造及檢測一體化工作。通過這種教學手段不僅鍛煉了學生運用軟件的能力，同時也訓練提高了學生處理實際問題的能力。

3）采用貼近生活的實例，鼓勵學生參加科技創(chuàng)新研討會。首先，機械制造技術基礎課程中的許多知識點是與實際生活有著千絲萬縷的聯(lián)系，大到一輛汽車生產(chǎn)，小到一個螺栓的制造。在教學過程中教師若能把握住這一點，將非常有利于教學。如討論定位原理時，教師可以通過類比法來講述：如何理解普通車床中三爪卡盤的定位問題？如不在同一條直線上的三個點可以確定一個平面，自行車與三輪車比較：前者易倒，后者能保持穩(wěn)定。

另外，對于自由體不考慮力的影響，如判斷過定位對加工的影響時必須考慮的問題。教師可以舉方凳的例子：當?shù)首优c地面接觸是過定位，若地面平面度且四條腿等高，則凳子與地面接觸良好，加力穩(wěn)定；若地面平面度差，則凳子與地面不能穩(wěn)定接觸，最多有三條腿接觸地面，具體哪三條需視情況而定，此時不加力無法判定凳子是否穩(wěn)定。通過這樣的實例就能夠讓學生明白為什么在過定位時一定考慮力的影響。

其次，鼓勵學生積極參加科技創(chuàng)新研討會，給出一個特定生活課題，讓學生給出各自的設計理念（類似德國的紅點設計大賽），這些教學手段既提高了學生的創(chuàng)新意識，又活躍了課堂。

3 結束語

教學有法，教無定法。機械制造技術基礎本身就是內容多、實踐性強的復雜課程，而且也是機械專業(yè)必修的專業(yè)基礎課。因此，建立系統(tǒng)化的培養(yǎng)模式，處理好老師、學生和管理人員的協(xié)調關系，才能使我們培養(yǎng)出的學生人盡其才，才盡其用，才能滿足專業(yè)改革的要求，實現(xiàn)以應用能力和工程素質為培養(yǎng)主線的教育特色，從而更加有利于國家科技的快速發(fā)展。

參考文獻

[1]關鐵鷹，孫繼武.《機械制造技術基礎》課程教學改革的探討[J].長春工程學院學報：社會科學版，2010（2）：121-123.

[2]任華，張發(fā)云，廖衛(wèi)兵，等.地方院校光伏類專業(yè)《機械制造基礎》課程教學改革探討：以新余學院為例[J].新余學院學報，2012（3）：15-17.

[3]肖志鋒，吳南星.“機械制造基礎理論及實踐”卓越計劃教學改革實探[J].中國電力教育，2013（23）：87-88.

[4]孫玉新.產(chǎn)學研結合的機械人才培養(yǎng)模式教學改革探討[J].現(xiàn)代商貿工業(yè)，2012（18）：119-120.

[5]朱立達，鞏亞東，史家順.基于數(shù)字化建模與仿真的“機械制造技術基礎”課程改革與應用[J].中國新通信，2015（7）：108-109.