關于機械制造技術課程改革的探索與實踐

摘 要： 機械工程及自動化的主干課程機械制造技術課程經改革后存在教學的知識點多，而學時相對較少的問題。因此，教師應充分靈活運用多媒體教學手段，并將學校科研活動與課程教學有機結合，加強研究性教學和實踐性教學，提高學生的工程意識和動手能力。

關鍵詞： 機械制造技術； 教學改革； 教學內容； 教學方法

中圖分類號： G642文獻標識碼： A文章編號： 1673-8381（2007）04-0090-03[HJ1][HJ]

機械制造技術是機械工程的核心，目前我國已經成為“制造大國”，但是離“制造強國”還有很大的距離，急需提高整體制造技術水平；同時，在我國“設計得很好但造不出來”的現象還比較普遍。因此，對于培養機械制造技術領域專業技術人才的機械工程及自動化專業來說，必須讓學生掌握機械制造技術的基本概念和主要原理，掌握主要機械加工方法及其應用知識^[1]。

我國原有的機械制造專業課程體系的主干課程包括“切削原理與刀具”、“機械制造工藝學”及“機床構造與設計”等課程。1998年教育部頒布了新的普通高等學校專業目錄， 用“機械工程及自動化”寬口徑新專業代替舊的“機械制造工藝及設備”等專業。機械類主干課程體系也隨之進行了更新^[2，3]，由此，國內高校對機械專業主干課程的教學改革進行了不懈的探索。

一、機械制造技術課程改革的調整思路

目前，國內對機械制造專業主干課程的改革主要有兩種嘗試^[4，5]：第一，將原有的“切削原理與刀具”、“機械制造工藝學”和“機床構造與設計”等課程進行了較大幅度的刪節，三門課程合并為“機械制造技術”課程，學時為原來三門課程總學時的1/3左右。第二，在介紹傳統制造技術的基礎上增加了工程材料、鑄造、塑性成型、焊接、表面技術和電子制造與組裝等新內容。這兩種改革對制造技術基礎知識進行了有機的整合， 對必備的制造基礎知識予以保留， 對新知識、新技術作了重點介紹， 對原各門課程中的陳舊部分或脫離現代實際應用的部分予以刪除。

機械制造技術的課程教學改革是一項復雜的系統工程，是為適應重基礎、寬口徑、通識化教學發展的需要進行的積極有益的探索。然而，筆者在借鑒這個思路進行機械工程自動化專業主干課程的教學改革時，在經過廣泛的調研和深入的討論后認為改革后新課程的教學內容的知識點多，而學時相對較少，這不利于學生系統扎實地掌握機械制造與加工方面的基本理論與基礎知識，也不利于學生學習了解機械制造技術發展的最新技術與成果。

為此，在進行江蘇省機械工程及自動化品牌專業建設中，筆者提出進一步進行課程修訂，將原有的機械制造專業的主干課程“切削原理與刀具”等3門課程整合為2門新課程，分別是“機械制造技術”與“機械制造工藝與裝備”，總的學時為原來三門課程學時的2/3，刪除了原有課程的部分過時的內容，對新課程體系的教學內容進行了較大的拓寬與深化，特別補充了反映機械制造最新發展成果以及具有筆者所在學校航空航天行業特色的機械制造技術的相關知識。其中，“機械制造工藝與裝備”課程主要講授機械制造工藝、夾具和機床等方面的基礎知識與最新發展成果，而機械制造技術著重介紹以現代加工技術為核心的機械制造技術領域的基礎知識以及反映本學科最新發展的研究成果。

二、課程內容與教學方法的改革

（一）課程內容的改革

機械制造技術是機械制造專業課的核心內容，它覆蓋了“切削原理與刀具”的全部內容以及“特種加工”的部分內容，并且擴增了精密與超精密加工、綠色加工以及航空航天難加工材料與結構的加工技術等新內容。

任何產品只有通過制造技術加工才能從設計圖紙轉變成尺寸、形狀與精度都滿足需要的實物。作為機械工程及自動化專業的學生應該掌握機械制造技術的基本概念和主要原理，了解主要加工方法及其應用。所以，課程主要講授各種去除加工的基本概念、主要原理、實現方法和工程應用等，包括：加工技術的分類；切削加工機理與技術；磨削加工機理與技術；電加工機理與技術；高能束流加工機理與技術；難加工材料與結構的加工技術；綠色加工理論與技術等。除課堂理論教學以外，還有實驗教學內容，分別涉及刀具角度測量、切屑形成過程觀測、刀具磨損、切削力及切削溫度測試分析與經驗公式建立以及激光加工與電加工等。課程總學時為48學時，其中理論教學42學時，實驗教學6學時。表1為該課程的理論教學內容的學時安排。

不同學校在開設課程時應充分結合學校的專業特色，這樣不僅有學校優勢科研資源的支撐，同時又有一支處于學術前沿、經驗豐富、人員穩定的教師隊伍，教學質量才能夠得到保證。以筆者所在學校為例，機械制造及其自動化是國家級重點學科，課程教學中“難加工材料與難加工結構”部分是加工原理與方法教學內容的強化，充分體現了航空航天制造技術的特色。

（二）課程教學方法的改革

在教學過程中圍繞如何體現課程的特點， 反映課程的特征， 并使學生通過該課的學習提高工程意識， 培養理論聯系實際的能力、解決實際問題的能力及創新思維能力，這是教學改革的目標^[2，3]。

1.靈活運用多媒體教學手段，使得課堂教學變得更加形象與生動。例如，講解不同加工方法的原理、加工過程的機理，分析加工過程中的各種影響因素、過程量的變化趨勢等，采用動畫模型往往更容易調動學生的感官功能，增強學生的理解和記憶，提高教學效果和質量。

在使用多媒體教學時，如果信息量過大，文字過多，學生由于精力高度集中閱讀屏幕內容，往往會忽視了對內容的理解，同時來不及做應有的筆記。因此，在多媒體教學方式下，黑板仍是不可缺少的教學手段，教師應將多媒體屏幕與黑板結合起來。例如，講課時將知識點的原理圖和內容放在2張幻燈片分別演示，屏幕的交替變換顯然不利于學生的對照分析、理解和掌握。因此可以在1張幻燈片上充分表達知識點的基本內容和原理圖，而將擴展內容在黑板上展示出來，教師板演的過程也是幫助學生思考、理解和筆記的過程，這使得多媒體屏幕與黑板在教學中的作用相得益彰。

2. 將學校科研融入到課程教學中，能夠促進學生了解和掌握學科領域的最新知識，使講授的知識與生產實際緊密聯系起來，激發學生學習課程的興趣，培養學生的工程意識。

高校進行科學研究，為生產實踐服務，是高校的職能之一。教師應利用自己的科研經驗和成果進行教學，在內容上補充大量的工程應用實例，對學生進行言傳身教，培養學生的工程意識；同時，教師可以結合來源于生產實際的課題進行項目式教學，將實際工程問題進行“麻雀解剖”。 機械制造技術與學生所學的理化學科知識有著截然不同的知識結構，知識點之間大多不是通過定理定律聯系起來的定量關系，而是通過定性推論得到的趨勢性關系，對于習慣于基礎課嚴謹的定量推理分析的學生來說，可能在開始時會覺得難以理解。借助于教師對實際工程問題解決過程的講述，使學生具有實際工程意識，學習如何分析問題的產生原因，選擇優化解決方案。

3. 機械制造技術教學內容實踐性較強，課程實驗是其教學內容不可分割的組成部分，所以在教學方法上要加強實踐教學。學生通過親自動手實驗，可以鞏固課堂所學知識，做到對理論知識的融會貫通。

在實驗教學中，教師著重對實驗原理進行簡要介紹，要求學生獨立完成實驗的設計與數據采集、處理和分析，并撰寫實驗報告，提高他們的實驗技能，從而提高學生的實踐動手能力、分析和解決問題的能力。

4. 在教學改革的探索過程中，教師要注重開展研究性教學活動，包括綜合研究報告和參加科研活動等，以培養學生的科學研究素質。筆者在課程結束時，要求學生完成關于某個制造專題內容的綜合研究報告，使得學生在深入理解課堂教學內容的同時，主動查閱圖書館中專業期刊的文獻資料以及網絡信息，培養獨立思考和科學研究的能力。另外，教師在進行科研項目研究時，也可以吸引本科生參與進來，在教師的指導下，學生結合所學的專業知識，甚至可以完成相對獨立的研究子課題。

在機械制造技術課程改革的探索與實踐中，我們制定教學計劃、精心編寫教材、制作課件和建設課程網站，經過充分準備，于2006年秋季面向筆者所在學校機械工程及自動化專業開設了新課程。從教學效果看， 學生掌握的知識在深度和廣度上達到了預期效果， 學生學習的積極性和主觀能動性得到了進一步的提高，促進了學生專業知識與技術應用能力的同步發展， 對培養學生的工程意識與工程素質有明顯的促進作用。

參考文獻

［1］ 左敦穩.現代加工技術［M］. 北京：北京航空航天大學出版社，2005:5-12.

［2］ 楊小璠， 鄭添義. “機械制造技術基礎”課的改革與實踐［J］. 集美大學學報. 2005，6(4):94-96.

［3］ 楚 生， 梁 式， 胡映寧，等. “機械制造技術基礎”新課程的繼承與改革［J］. 高教論壇， 2004(4):58-60.

［4］ 張世昌. 機械制造技術基礎［M］. 天津：天津大學出版社，2002:1-5.

［5］ 馮之敬. 制造工程與技術原理［M］. 北京：清華大學出版社，2004:1-2.

(責任編輯 朱漪云)

Study on teaching reform of mechanical

manufacturing technology course

XU Feng，ZUO Dunwen

（College of Mechanical and Electrical Engineering， Nanjing University of Aeronauticsand Astronautics， Nanjing， Jiangsu 210016， China）Abstract:Problems such as more knowledge points and less periods exist after the reform of the major course of mechanical engineering and automation—“mechanical manufacturing technology”. So， teachers should make full and agile use of multimedia， combine scientific research with course teaching， strengthen investigative teaching and practical teaching to raise students’ engineering sense and practical ability.

Key words:mechanical manufacturing technology;teaching reform;teaching content; teaching method