項(xiàng)目教學(xué)法在特種加工課程改革中的應(yīng)用

何船++周知進(jìn)

摘 要 將項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用到特種加工課程改革中，著力培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，在課程改革與建設(shè)中始終將培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程，最終按照工程實(shí)際驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行檢驗(yàn)。通過(guò)在特種加工課程中的一些探索，希望能夠?qū)ζ渌咝Ｏ嚓P(guān)專業(yè)的教學(xué)改革、人才培養(yǎng)起到一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞 特種加工；項(xiàng)目教學(xué)法；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）14-0109-03

Project Teaching Method in Application of Special Machining Course Reform//HE Chuan， ZHOU Zhijin

Abstract Apply the project teaching method in the special proce-ssing courses reform， make effort to cultivate the engineering sense

and creative sense of the students， and in the courses reform and

construction， the ability of the students to solve practical enginee-ring problems will be developed throughout the course of teaching， and finally， according to the actual acceptance of the project， the stu-

dents will be tested the learning outcomes. In this paper， some of the

exploration of the special processing courses is expected to play a certain reference role in the teaching reform and talents training of related professionals in the other colleges and universities.

Key words special processing； project teaching method； teaching reform

1 引言

特種加工是現(xiàn)代先進(jìn)制造工程技術(shù)中較為重要和實(shí)用的新技術(shù)之一，在航空航天以及高端裝備領(lǐng)域已獲得較為廣泛的應(yīng)用。隨著高新科技的發(fā)展，新的特種加工方法層出不窮。為了適應(yīng)特種加工技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用的需要，我國(guó)近年來(lái)已經(jīng)有越來(lái)越多的工科院校開(kāi)設(shè)了特種加工課程，并逐漸成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。而在傳統(tǒng)的特種加工課程教學(xué)中，一直是以理論教學(xué)為主、實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔，采用填鴨式的教學(xué)方法，學(xué)生接觸理論知識(shí)時(shí)由于缺乏工程實(shí)踐背景，致使學(xué)習(xí)理論的目的性、針對(duì)性不強(qiáng)，被動(dòng)學(xué)習(xí)，最終導(dǎo)致教學(xué)效果并不理想。只有根據(jù)特種加工課程的特點(diǎn)，不斷更新原有的教學(xué)理念和教學(xué)方法，才能更好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，使學(xué)生能夠系統(tǒng)地、科學(xué)地接受現(xiàn)代工程知識(shí)。

2 項(xiàng)目教學(xué)法簡(jiǎn)介

項(xiàng)目教學(xué)法是指師生通過(guò)共同實(shí)施一個(gè)“項(xiàng)目”工作而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。項(xiàng)目教學(xué)的指導(dǎo)思想是將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的任務(wù)項(xiàng)目交予學(xué)生獨(dú)立完成，從信息的收集、方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施，到完成后的評(píng)價(jià)，都由學(xué)生負(fù)責(zé)。通過(guò)一個(gè)個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施，使學(xué)生能夠真正參與實(shí)際的項(xiàng)目運(yùn)作，不僅能使他們了解真實(shí)的工程情境、增強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力，而且能極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性及創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

3 特種加工課程教學(xué)特點(diǎn)

特種加工課程作為一門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，內(nèi)容涉及知識(shí)面寬、知識(shí)點(diǎn)多，綜合性強(qiáng)，與實(shí)際工程結(jié)合緊密。在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，通常采用的總學(xué)時(shí)是36學(xué)時(shí)，包括30學(xué)時(shí)的理論教學(xué)、6學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。理論部分具體內(nèi)容包括電火花加工、電化學(xué)加工、超聲加工、激光加工、電子束和離子束加工，以及快速成形技術(shù)，特殊、復(fù)雜、典型難加工零件的加工等特種加工方法的基本原理、基本設(shè)備、工藝規(guī)律、主要特點(diǎn)和范圍等。從課程內(nèi)容上分析，該課程各個(gè)章節(jié)知識(shí)內(nèi)容之間的聯(lián)系并不緊密，章與章之間的內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立，有利于以項(xiàng)目為載體的項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施。

4 傳統(tǒng)教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題

在傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中，教師常常面臨學(xué)生只能被動(dòng)接受相對(duì)枯燥的理論知識(shí)，而缺乏對(duì)實(shí)際加工過(guò)程的深入了解，更無(wú)法解決在實(shí)際加工過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題的情況。雖然已經(jīng)引入視頻教學(xué)、多媒體教學(xué)以及現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)等多種教學(xué)方法，但由于學(xué)生缺乏主觀能動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)，導(dǎo)致實(shí)際的教學(xué)效果并不理想。學(xué)生的學(xué)習(xí)僅僅局限于掌握書(shū)本知識(shí)，并沒(méi)有真正具備解決工程中實(shí)際問(wèn)題的能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目還是局限于演示型實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，缺少綜合型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，無(wú)法完成對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合性的工程訓(xùn)練，缺乏對(duì)學(xué)生工程意識(shí)和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

5 項(xiàng)目教學(xué)法具體實(shí)施過(guò)程

項(xiàng)目的選取 將課程的每一章節(jié)設(shè)立成一個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目，在項(xiàng)目的選取上要緊密貼合生產(chǎn)實(shí)際，能夠真實(shí)模擬實(shí)際的工程環(huán)境。如在激光加工這一章節(jié)中，可由學(xué)生自主創(chuàng)意，設(shè)計(jì)一個(gè)小項(xiàng)目，如設(shè)計(jì)并制作一個(gè)簡(jiǎn)單的可拼接KT板模型。由教師提出要求，學(xué)生利用CAD軟件及激光切雕軟件進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)，最終由切雕機(jī)將學(xué)生的創(chuàng)意打印出來(lái)，由學(xué)生進(jìn)行模型的拼接和組裝。

在電火花線切割這一章節(jié)中，項(xiàng)目可利用數(shù)控電火花線切割機(jī)床完成，學(xué)生可通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)控電火花線切割機(jī)床的加工原理、設(shè)備的基本操作技能、數(shù)控編程知識(shí)來(lái)自主設(shè)計(jì)零件圖，并在數(shù)控電火花線切割機(jī)床上完成零件的加工。教師可從零件的造型、創(chuàng)意、加工復(fù)雜程度等方面對(duì)學(xué)生的成績(jī)進(jìn)行認(rèn)定。endprint

在電火花加工這一章節(jié)中，項(xiàng)目可在機(jī)械加工實(shí)驗(yàn)室通過(guò)數(shù)控電火花成型加工機(jī)床來(lái)完成。按照分組的方式給每組布置一張工廠實(shí)際生產(chǎn)用的零件圖，學(xué)生自己根據(jù)圖紙的技術(shù)要求完成零件的加工。在項(xiàng)目前期，由教師指導(dǎo)學(xué)生熟悉并使用數(shù)控電火花成型加工機(jī)床。

在電化學(xué)加工這一章節(jié)中，同樣可選取工廠實(shí)際生產(chǎn)用的零件圖或裝配圖作為一個(gè)小項(xiàng)目，由學(xué)生獨(dú)立加工完成，最終由教師檢驗(yàn)產(chǎn)品是否合格。

在快速成型技術(shù)這一章節(jié)中，可由學(xué)生自主設(shè)計(jì)作品，作為一個(gè)創(chuàng)意項(xiàng)目，利用繪圖軟件進(jìn)行模型的三維實(shí)體繪圖，最終通過(guò)CAD模型直接驅(qū)動(dòng)，制造出一個(gè)任意復(fù)雜形狀的三維實(shí)體。

在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，教師可根據(jù)實(shí)體的復(fù)雜程度和精密程度來(lái)衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目討論、實(shí)施、調(diào)試的方式，可掌握基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、基于案例的學(xué)習(xí)等多種研究性學(xué)習(xí)方法，可以極大地提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性、獨(dú)立工作能力，并能很好地培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。

項(xiàng)目的實(shí)施 首先選取機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)一個(gè)人數(shù)為20人的實(shí)驗(yàn)班，并對(duì)該實(shí)驗(yàn)班進(jìn)行分組，分組可根據(jù)項(xiàng)目的具體情況來(lái)確定。將傳統(tǒng)的36理論學(xué)時(shí)增加到64學(xué)時(shí)，根據(jù)具體的項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容對(duì)每一章節(jié)的學(xué)時(shí)進(jìn)行重新分配。在每一章節(jié)的開(kāi)始，由教師布置好項(xiàng)目的具體內(nèi)容，包括從產(chǎn)品用途、設(shè)計(jì)、加工到制造的全過(guò)程，并對(duì)項(xiàng)目的背景、實(shí)施過(guò)程、最終的成績(jī)?cè)u(píng)定進(jìn)行講解。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生可以和教師進(jìn)行線上及線下交流討論、最終學(xué)生以項(xiàng)目的完成為中心，有組織、有目的、有計(jì)劃地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

1）知識(shí)點(diǎn)重組。針對(duì)理論教學(xué)部分，由教師結(jié)合教材、工程實(shí)例，對(duì)每一章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分割、歸納、整理，所有的知識(shí)點(diǎn)都要與項(xiàng)目進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。對(duì)有關(guān)聯(lián)性的知識(shí)點(diǎn)，可對(duì)知識(shí)點(diǎn)和其他知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行列表，構(gòu)成一種連接關(guān)系，并找到每個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，搭建關(guān)聯(lián)度列表。如果學(xué)生通過(guò)前期預(yù)習(xí)、自學(xué)等方式已經(jīng)掌握了某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，也可直接跳過(guò)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)去學(xué)習(xí)其他的知識(shí)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)整合后的知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，重點(diǎn)突出，是后期項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中極強(qiáng)的理論支撐。

如在電火花線切割加工這一章節(jié)中，主要的知識(shí)點(diǎn)就是電火花線切割加工的原理、電火花線切割加工的特點(diǎn)與應(yīng)用范圍、加工設(shè)備、加工用的脈沖電源、控制系統(tǒng)、電火花線切割數(shù)控編程要點(diǎn)、影響電火花線切割工藝指標(biāo)的因素、電火花線切割加工工藝及擴(kuò)展應(yīng)用。電火花線切割這一章節(jié)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目就是利用數(shù)控電火花線切割機(jī)床進(jìn)行零件的編程及加工，可將與此次項(xiàng)目相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)經(jīng)過(guò)歸納整理后錄制成視頻，上傳到教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，學(xué)生可通過(guò)課下在線學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。通過(guò)這種現(xiàn)代信息手段，學(xué)生可合理安排自己的學(xué)習(xí)時(shí)間，更好地培養(yǎng)掌控學(xué)習(xí)的能力。對(duì)于個(gè)別獨(dú)立性及可操作性較強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)，也可單獨(dú)列為一個(gè)小項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)及實(shí)施，這樣能更好地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

2）交流學(xué)習(xí)。教師主要針對(duì)學(xué)生在線下教學(xué)視頻的自主學(xué)習(xí)中及項(xiàng)目實(shí)施中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行答疑解惑，也可以結(jié)合視頻教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等多樣化的學(xué)習(xí)模式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師可以在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上設(shè)置教學(xué)答疑討論區(qū)，方便學(xué)生的學(xué)習(xí)交流及及時(shí)為學(xué)生提供學(xué)習(xí)上的指導(dǎo)。在課堂上，教師既可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，也可以通過(guò)隨機(jī)提問(wèn)、隨堂練習(xí)的方式檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展。在加工現(xiàn)場(chǎng)，教師可以時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、指導(dǎo)學(xué)生的加工操作流程，解決學(xué)生在零件實(shí)際加工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。

項(xiàng)目平臺(tái)建設(shè) 項(xiàng)目教學(xué)法是以具體的項(xiàng)目為依托實(shí)施的，不僅需要教師有一定的工程實(shí)際背景，還需要有先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，使學(xué)生積極參與項(xiàng)目的實(shí)施。但目前高校實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)施不足，結(jié)合高?，F(xiàn)狀，部分項(xiàng)目可利用仿真軟件完成。同時(shí)可通過(guò)建立開(kāi)放型的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來(lái)鼓勵(lì)學(xué)生參與項(xiàng)目的實(shí)施。開(kāi)設(shè)部分創(chuàng)新型項(xiàng)目，如激光切割創(chuàng)意作品、3D打印創(chuàng)意設(shè)計(jì)等，并鼓勵(lì)學(xué)生參加如大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、大學(xué)生3D打印創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽等，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維意識(shí)。

最終學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn) 最終的學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)主要通過(guò)答辯及項(xiàng)目驗(yàn)收的方式完成。項(xiàng)目教學(xué)法是以工程中出現(xiàn)的實(shí)際項(xiàng)目為主線進(jìn)行教學(xué)，那么學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)同樣要按照工程項(xiàng)目能夠驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。但要根據(jù)實(shí)施的具體項(xiàng)目不同，制定不同的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。大體上可包括完整圖紙、工藝過(guò)程卡片、工序卡、成品檢驗(yàn)、項(xiàng)目答辯等。理論部分包括自主學(xué)習(xí)、課前準(zhǔn)備、學(xué)習(xí)態(tài)度、邏輯思維能力、討論發(fā)言、創(chuàng)新思維能力、課堂平時(shí)表現(xiàn)等，作為成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目教學(xué)法的學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)將工程項(xiàng)目驗(yàn)收、理論知識(shí)檢驗(yàn)、工程綜合能力運(yùn)用進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，綜合考量學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效果，在教學(xué)實(shí)踐改革中具備極強(qiáng)的可操作性。

6 結(jié)論

特種加工作為一種新的加工方法，已經(jīng)逐漸成為未來(lái)先進(jìn)制造技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。各大高校機(jī)械類相關(guān)專業(yè)對(duì)特種加工課程的重要性已經(jīng)有了足夠的認(rèn)識(shí)，而傳統(tǒng)的特種加工課程教學(xué)中暴露出的問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越多，課時(shí)少，課程內(nèi)容多，針對(duì)特種加工課程進(jìn)行的教學(xué)改革探索已經(jīng)刻不容緩。本文針對(duì)特種加工課程特點(diǎn)，將每章的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行剖析、整理，最終和項(xiàng)目教學(xué)法結(jié)合后運(yùn)用到教學(xué)改革實(shí)踐中。經(jīng)實(shí)踐證明，通過(guò)采用新的教學(xué)方法、合理安排教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性得到較大提高，學(xué)生的工程能力意識(shí)和創(chuàng)新思維意識(shí)也顯著提升。

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