基于增強實踐能力的機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程改革方法

朱立達+鞏亞東+史家順+陳雪松

摘 要 針對目前本科教育強于理論而弱于實踐等問題，采取課程改革方法有效增強學(xué)生的實踐能力。以機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程為例，淺談如何在教學(xué)過程中通過適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)改革，從根本上改變“高分低能”畢業(yè)生的現(xiàn)狀，進而培養(yǎng)能夠?qū)W以致用，將理論與實踐相結(jié)合的優(yōu)秀機械類本科生。

關(guān)鍵詞 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)；實踐能力；課程改革

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）20-0142-02

1 前言

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)是目前我國機械類專業(yè)本科期間普遍開設(shè)的主要專業(yè)課程。課程主要包括機械加工工藝、金屬切削原理與刀具、金屬切削機床、機床夾具、機械零件加工質(zhì)量分析與控制等幾個主要部分[1]，旨在加強學(xué)生對機械加工工藝、機床、夾具以及刀具等機械加工中的常識性知識的理解，使學(xué)生具備一定的分析和解決機械加工中實際問題的能力，并且初步具備解決加工現(xiàn)場工藝問題的能力，為以后實際工程問題的解決奠定基礎(chǔ)。機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程在整個機械設(shè)計和制造及生產(chǎn)過程中都占據(jù)著重要地位，該課程實踐性強，涉及知識面廣，因此，機械類學(xué)生必須具備一定的實踐能力。

2 當(dāng)前教學(xué)模式

目前的機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的授課模式仍然是以傳統(tǒng)的課堂講授為主。對于抽象知識，通常使用圖示和多媒體教學(xué)的方式輔助學(xué)生理解。在本科教學(xué)方式還不成熟的時期，灌輸式教學(xué)是必然的選擇，亦是無奈的選擇。灌輸式的教學(xué)方式可以最快地使學(xué)生熟悉大量的知識點，了解繁復(fù)的制造技術(shù)。但是現(xiàn)在若仍采用灌輸式教學(xué)，則難以繼續(xù)滿足該門課程的教學(xué)需求，更難以培養(yǎng)出能做到學(xué)以致用的機械類人才[2-3]。

首先，灌輸式教學(xué)無法使學(xué)生直觀地理解課程中大量的抽象概念；

其次，該種教學(xué)模式難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；

最后，一味地由教師在課堂上講述而脫離了生產(chǎn)實際，將會使得學(xué)生在參加工作后無所適從，不能真正理解自己的工作內(nèi)容[4]。

3 關(guān)于機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程改革的討論

機械工程是一門理論與實踐并重的學(xué)科，教學(xué)必須要以實踐為出發(fā)點和落腳點。在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)從實踐出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生參與課程，而最終的目的是要培養(yǎng)出具有解決實際問題能力的優(yōu)秀機械人才[5]。顯然，當(dāng)前的填鴨式教學(xué)模式難以充分實現(xiàn)這一目標。因此，下面結(jié)合對該門課程的教學(xué)經(jīng)驗，探討關(guān)于機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程改革的一些觀點。

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程是對原來的“機械制造工藝學(xué)”“金屬切削機床”“金屬切削原理與刀具”和“機床夾具設(shè)計原理”4門課程的教學(xué)內(nèi)容進行重新集成、整合和更新，導(dǎo)致目前課程學(xué)時相對少、內(nèi)容多，理論與實踐分離，使學(xué)生難以真正地理解課程內(nèi)容。由于課程的特殊性，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)是無法脫離實踐而進行教學(xué)的，然而現(xiàn)在普遍的教學(xué)方式都是由教師在課堂上講授課程，缺少實踐環(huán)節(jié)。

應(yīng)用型的本科教育既不是培養(yǎng)傳統(tǒng)的技術(shù)工人，也不是培養(yǎng)主攻理論的科研人員，而是致力于培養(yǎng)一種介于二者之間的人才，既具備理論基礎(chǔ)，又具備解決實際問題能力的工程技術(shù)人才。因此，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程不能脫離實踐，而應(yīng)該同實踐緊密結(jié)合。

在授課形式上，應(yīng)當(dāng)有充分的課時引導(dǎo)學(xué)生利用學(xué)校資源參與實踐。僅以金屬切削為例，對于刀面、切削刃等較為直觀、容易掌握的知識點，通過圖示或多媒體的教學(xué)方式就可以使學(xué)生得到充分理解；但是對于諸如不同的切削用量對加工表面質(zhì)量究竟會造成何種影響等更為感性和抽象的知識點，沒有親自的實踐和現(xiàn)場觀摩是難以得到深刻理解的。

4 關(guān)于機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程改革方案的實施

由前述討論可知，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程需要安排一定量的實踐課時，以實現(xiàn)理論與實際相結(jié)合的教學(xué)效果。實踐課程至少要占到總課時的1/3以上，有條件的學(xué)校甚至可以考慮將比例擴大至1/2左右。以下是結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗提出的機械制造技術(shù)基礎(chǔ)各個部分實踐課時具體內(nèi)容的實施方案。

金屬切削與磨削加工 在實踐課時中讓學(xué)生親自體驗各種成型方法的工作方式，加深對各種成型方法的理解；讓學(xué)生直觀地感受不同的切削和磨削用量對表面質(zhì)量的影響，以及不同的刀具材料和幾何參數(shù)對加工表面質(zhì)量的影響；如果教學(xué)條件不足，可以由教師選擇較優(yōu)和較劣的方案分別進行加工以節(jié)省成本和時間。

機械加工工藝規(guī)程的制訂 工藝規(guī)程的制訂是一項需要長時間積累的工作，然而當(dāng)前的教學(xué)中關(guān)于工藝學(xué)的部分更注重理論授課而缺乏實踐操作。在理論課程講授完之后，可以讓學(xué)生在課下完成某個工件的工藝規(guī)程的制訂，并在實踐課時中讓學(xué)生按照自己所編寫的工藝規(guī)程進行加工，通過實際操作切實感受到不同水平的工藝規(guī)程對加工效率和加工質(zhì)量的影響，加深對工藝規(guī)程的理解，了解工藝規(guī)程的制訂在機械加工中占據(jù)何種地位，工藝規(guī)程的優(yōu)劣對機械加工將會產(chǎn)生何種影響。同樣，如果客觀條件無法滿足每個學(xué)生都實際參與加工，可以由教師選擇較優(yōu)和較劣方案分別進行加工。

機床夾具 機床夾具種類繁多，僅靠圖示難以表述清楚，而類似三爪卡盤等較大夾具難以拆卸，不方便在課堂上展示，具體的工作原理僅靠課堂講述也難以表達清楚。在實踐課時中，可以讓學(xué)生親自體驗各種機床夾具的夾緊定位方式，更能加深對六點定位原理的理解，使學(xué)生可以切實地理解到每一個定位點是如何限制工件的自由度的，而過定位、欠定位和不完全定位在工件的定位中又是如何產(chǎn)生不同的影響的。也能使學(xué)生直觀地觀察到各種典型的定位方式，理解它們各自的優(yōu)缺點。

關(guān)于其他知識點的實踐課時安排 在機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中，有一些理論性較強或是需要大量的實驗數(shù)據(jù)支持的知識點，如機械加工質(zhì)量的影響因素及控制，機器裝配方法的選擇及確定。這些知識點或者是研究性較強，不適宜在本科教育階段深入討論；或者是需要大量的實踐經(jīng)驗，而這種經(jīng)驗在本科階段也難以獲得。因此，這些知識點并不適宜于安排過多的實踐課時，但是安排一定的實踐課時仍然是必要的。

掌握一定的理論性較強的知識，可以激發(fā)學(xué)生的科研興趣。機械工程作為一門建立在實踐基礎(chǔ)上的學(xué)科，科研需要大量的實驗數(shù)據(jù)作為支撐，在本科教學(xué)中有意識地引導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生的科研能力，可以幫助學(xué)生發(fā)掘自己的興趣，為以后的擇業(yè)或深造做好準備。

掌握一定的經(jīng)驗性知識，可以使學(xué)生在日后的工作中具備一定的管理生產(chǎn)的能力，而參與生產(chǎn)管理是機械類本科教育的目的之一。因此，在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)有意識地使學(xué)生了解并參與到整個生產(chǎn)過程中去，為日后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。所以在教學(xué)過程中對于這些知識點仍然需要安排一定的實踐課時。

關(guān)于先進制造技術(shù)單元的實踐課時安排 當(dāng)下在本科教育中對于先進制造技術(shù)涉獵甚少，這樣是不利于培養(yǎng)出優(yōu)秀的、現(xiàn)代化的機械工程師的。對于本科生的教育，要能做到立足基礎(chǔ)、放眼未來，對于前沿的、先進的技術(shù)不能忽略，而是要由教師引導(dǎo)學(xué)生去關(guān)注了解。充分利用學(xué)校實驗室的便利條件，讓學(xué)生了解到最前沿的制造技術(shù)，既可以為國家培養(yǎng)更高級的機械人才做準備，也可以激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)和科研熱情。

關(guān)于機械制造技術(shù)基礎(chǔ)考試方式改革的設(shè)想 在教學(xué)中經(jīng)常見過所謂“高分低能”的學(xué)生，該類學(xué)生在理論考試中可以獲得優(yōu)秀的成績，但是在實際解決問題中的表現(xiàn)并不盡如人意。在本科生教育中，關(guān)于理論知識的考查固然重要，但是對于實際操作能力的考查也不能輕易舍棄。因此，在機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的考試中可以采用理論與實際操作按不同比例參與最終分數(shù)的評定方式，具體比例可以依照各學(xué)校不同的課程安排和實際情況適當(dāng)調(diào)節(jié)。

5 總結(jié)與展望

機械工程作為工程學(xué)的一大分支，需要建立在堅實的實踐基礎(chǔ)之上。而當(dāng)今我國機械類的本科教育過于偏重理論而忽略實踐，是一種本末倒置的做法。機械類的課程應(yīng)當(dāng)走出教室，回歸到實踐當(dāng)中去。這種想法不止局限于機械制造技術(shù)基礎(chǔ)這門課程，同樣適用于整個機械大類乃至于整個工科類的課程。對于目前的教育模式，應(yīng)在理論教學(xué)中適時、適量地穿插一些實踐學(xué)時。因此，通過該教學(xué)改革方法的實施，可為社會培養(yǎng)出合格的、能夠?qū)W以致用的機械類人才。

參考文獻

[1]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(shù)基礎(chǔ)”課程改革與應(yīng)用[J].中國新通信，2015（7）：108-109.

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[3]國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）[M].北京：人民出版社，2010.

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[5]李志義.推進十個轉(zhuǎn)變 實現(xiàn)大學(xué)教學(xué)改革新突破[J].中國高等教育，2012（17）：25-29.