機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)方法改革探索

◆季曄

作者：季曄，博士，洛陽理工學(xué)院機(jī)電工程系講師，研究方向?yàn)闄C(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)（471023）。

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)是高等院校本、專科教育中機(jī)械類專業(yè)的重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程之一，是一門講述有關(guān)機(jī)械產(chǎn)品制造過程的綜合性技術(shù)課程。在本校的機(jī)械類、近機(jī)類課程教學(xué)大綱中規(guī)定，該課程的大綱內(nèi)容包含四部分：金屬切屑原理、金屬切屑刀具、金屬切削機(jī)床和機(jī)械制造工藝學(xué)。在20世紀(jì)70～90年代，上述四部分內(nèi)容一般為2～4門獨(dú)立的課程，現(xiàn)今很多高校均調(diào)整為機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)一門課程。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，從教學(xué)內(nèi)容、方法與手段、考核方式等方面對(duì)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程及其課程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)的教學(xué)改革進(jìn)行探討。

1 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的一些教學(xué)難點(diǎn)

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程受原有課程體系的影響，加之學(xué)生接觸生產(chǎn)實(shí)踐機(jī)會(huì)較少且時(shí)間有限，課程內(nèi)容較枯燥、不易理解，教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)以下問題。

1）刀具幾何角度較為抽象，這部分是教材的開篇部分，容易導(dǎo)致學(xué)生困惑，喪失學(xué)習(xí)本課程的積極性。

2）課程中涉及的機(jī)械加工機(jī)床種類較多，學(xué)生對(duì)各類機(jī)床了解大多留存于表面，各類機(jī)床的加工特點(diǎn)及適用場合不易掌握。機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜，缺乏直觀性，不易理解。

3）接觸實(shí)際機(jī)械加工生產(chǎn)少，加工工藝乃至對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程僅停留于課本。

上述問題的存在導(dǎo)致培養(yǎng)出的學(xué)生僅依賴教師所講，缺乏獨(dú)立思考和完成簡單工藝編制的能力，也阻礙了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。此外，很多中小型企業(yè)招聘人員后，培訓(xùn)力度不足，特別是師傅帶徒弟的模式較少，學(xué)生難以適應(yīng)這些企業(yè)發(fā)展的需求，影響其在工作崗位上的技術(shù)提升。

結(jié)合洛陽理工學(xué)院近年來學(xué)生的就業(yè)狀況，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、機(jī)電一體化專業(yè)的技術(shù)技能型人才呈現(xiàn)良好的就業(yè)局面，很多學(xué)生進(jìn)入的也正是中小型企業(yè)。因此，教師在教學(xué)中不僅要考慮知識(shí)傳授，更應(yīng)重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

2 回顧所學(xué)課程，為本課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)

在進(jìn)行課程講授前，首先讓學(xué)生了解本課程的基本內(nèi)容，結(jié)合已學(xué)課程，說明與本課程的關(guān)系，讓學(xué)生清醒地明白，大學(xué)課程的安排是有機(jī)的整體，是彼此貫通的，如講述工程制圖、機(jī)械原理等課程與本課程的關(guān)系，采用引導(dǎo)式讓學(xué)生回憶，發(fā)現(xiàn)課程學(xué)習(xí)中遺忘或未掌握的內(nèi)容。工程制圖在高等工科課程中是一門重要的基礎(chǔ)必修課，該課程主要內(nèi)容是學(xué)習(xí)工程圖樣的繪制和閱讀，闡述該課程與本課程的聯(lián)系，在刀具投影和夾具設(shè)計(jì)中都能體現(xiàn)制圖和識(shí)圖能力；講述機(jī)械設(shè)計(jì)課程與本課程關(guān)系，設(shè)計(jì)與制造是工程中不可分割的整體，兩者相輔相成，相互影響。通過各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的串講、知識(shí)融合，使學(xué)生樹立現(xiàn)代工程意識(shí)，掌握機(jī)械工程領(lǐng)域中必備的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，具備分析解決機(jī)械工程中一般技術(shù)問題的基本能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及今后從事工程技術(shù)或科學(xué)研究工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 以授課+實(shí)踐為核心的教學(xué)方法與手段的改革

教學(xué)是教與學(xué)的有機(jī)統(tǒng)一，授課只是教學(xué)的一部分，對(duì)于專業(yè)課應(yīng)盡量與實(shí)踐相結(jié)合。改進(jìn)授課方法，完善實(shí)踐環(huán)節(jié)是確保教學(xué)改革成果轉(zhuǎn)化為學(xué)生知識(shí)和能力的有效途徑。20世紀(jì)，高等院校的多媒體教室數(shù)量有限，非計(jì)算機(jī)類課程甚至很多與計(jì)算機(jī)相關(guān)的課程也無法進(jìn)行多媒體教學(xué)，采用的授課方式為講授+板書，授課過程較呆板，學(xué)生容易疲勞，較為抽象的內(nèi)容如機(jī)床傳動(dòng)鏈，學(xué)生不易理解。近年來，隨著高校多媒體教學(xué)設(shè)施的進(jìn)一步完善，新的教學(xué)方法使教學(xué)內(nèi)容得以簡化，由抽象變得直觀，化難為易，有利于學(xué)習(xí)和掌握課程內(nèi)容。此外，提高了教學(xué)速度，課題容量增多。新的教學(xué)方法并非只有利，弊端也逐漸顯現(xiàn)。授課過程中教師在幻燈片中安排了較多內(nèi)容，進(jìn)度也較快，內(nèi)容重點(diǎn)不突出，學(xué)生仿佛置于一場電影之中，不做筆記，學(xué)習(xí)效果不佳。

針對(duì)現(xiàn)狀，為了改善授課效果，具體教學(xué)方法可以進(jìn)行如下改進(jìn)。

1）在幻燈片中減少文字內(nèi)容，保留主要環(huán)節(jié)，重點(diǎn)文字可用突出（如紅色）標(biāo)示。另外，可以采用互動(dòng)式、討論式、研究式等多種授課方法，注重體現(xiàn)以學(xué)生為主體，積極為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題，吸引學(xué)生注意力。多媒體課件中可以將圖形、文字、動(dòng)畫和聲音有機(jī)地結(jié)合在一起，不僅增加了課堂教學(xué)的信息量，學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容也有直觀的視覺認(rèn)識(shí)，增加學(xué)習(xí)興趣，文字內(nèi)容也不至于過多，學(xué)生筆記記錄也較容易。

如在討論車床傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，需對(duì)各功能模塊，如主軸箱、溜板箱中的離合器、制動(dòng)器及其操縱機(jī)構(gòu)、縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、超越離合器等單獨(dú)講解，學(xué)生需對(duì)各模塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理充分理解，最后才能完整掌握傳動(dòng)系統(tǒng)圖。三維造型軟件或3D Studio Max軟件可以很好地制作系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型，講解時(shí)可將三維動(dòng)畫或運(yùn)動(dòng)仿真圖用于授課，把課本上抽象的二維圖轉(zhuǎn)換為形象的空間三維實(shí)體表示，不僅可以使課本的靜態(tài)問題形象化，還能進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生掌握二維圖和三維實(shí)體圖的關(guān)系。采用這種方式授課的好處不僅在于學(xué)生對(duì)本課程的深刻理解，還直接影響了學(xué)生對(duì)下學(xué)期學(xué)習(xí)三維造型軟件的渴望程度，從而提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，活躍了課堂氣氛。

2）刀具的幾何角度問題對(duì)于缺乏工程經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來說是較難理解的。課本中的刀具幾何角度是以簡單的車刀為例進(jìn)行講解，學(xué)生對(duì)投影關(guān)系疑惑較多。首先應(yīng)對(duì)車刀的種類進(jìn)行補(bǔ)充講解，突破教材中的投影視圖是根據(jù)哪種車刀得到，不同種類車刀，投影圖有何區(qū)別等問題；然后可以利用軟件畫出車刀的三維圖，利用三維圖投影得到二維圖，使學(xué)生理解刀具的投影視圖和幾何角度。

3）學(xué)生已完成了金工實(shí)習(xí)，曾接觸過機(jī)械加工工藝，在金工實(shí)習(xí)的時(shí)候要求每位學(xué)生做一把小榔頭，授課過程中發(fā)現(xiàn)盡管如此，學(xué)生對(duì)整個(gè)過程已很模糊。在授課過程中安排學(xué)生去企業(yè)實(shí)習(xí)，讓學(xué)生帶著問題去了解企業(yè)生產(chǎn)，學(xué)習(xí)企業(yè)的生產(chǎn)工藝和工藝卡片的編寫。在實(shí)習(xí)過程中，學(xué)生應(yīng)注重典型零件的加工工藝及加工過程中使用的工裝夾具，甚至檢測裝置，為課程設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

此外，根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，可以采取相應(yīng)的教學(xué)方法。在生產(chǎn)實(shí)習(xí)現(xiàn)場，可以與工程技術(shù)人員一起，采用比較教學(xué)法和案例教學(xué)法，進(jìn)行提問式和討論式教學(xué)。學(xué)生進(jìn)入實(shí)習(xí)單位后，通過對(duì)實(shí)際產(chǎn)品的實(shí)例講解，讓學(xué)生學(xué)到課本上沒有的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)接觸到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國標(biāo)，為加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性打下基礎(chǔ)。通過學(xué)生彼此之間對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場的討論，進(jìn)一步鞏固學(xué)習(xí)效果和提升學(xué)習(xí)積極性。

4 課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革

課程設(shè)計(jì)是機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，可以檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)以致用的能力，是工程制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)三門課程的集中體現(xiàn)。在現(xiàn)有的課程體系中，洛陽理工學(xué)院的課程設(shè)計(jì)時(shí)間為一周，與前些年相比，時(shí)間大大削減，如何在短期內(nèi)使學(xué)生完成一個(gè)合格的課程設(shè)計(jì)是課程教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)，可以采用如下方法。

1）在實(shí)習(xí)（學(xué)期中期）前下達(dá)課程設(shè)計(jì)任務(wù)，課程設(shè)計(jì)始終貫穿于機(jī)械制造工藝學(xué)授課內(nèi)容，在認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)過程中加大課程設(shè)計(jì)考核力度。本學(xué)期有三周的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，在此之前將課程設(shè)計(jì)任務(wù)分配下去，學(xué)生用于課程設(shè)計(jì)思考的時(shí)間增多，收集素材和討論的時(shí)間增多，讓學(xué)生帶著問題去企業(yè)實(shí)習(xí)，使學(xué)生在實(shí)習(xí)中有事可做，充分利用實(shí)習(xí)時(shí)間，防止“走過程”傾向的發(fā)生，也符合“實(shí)踐—認(rèn)識(shí)—實(shí)踐”的客觀規(guī)律。

2）調(diào)整課程設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容。由于集中完成課程設(shè)計(jì)的時(shí)間僅一周，采用五人一組，各組安排協(xié)調(diào)能力強(qiáng)的學(xué)生擔(dān)任組長，由組長分工，在任務(wù)明確的條件下，五名學(xué)生共同完成一個(gè)零件由毛坯到成品的工藝卡片設(shè)計(jì)，并要求選用多種方案和工藝路線，說明各種方案的利弊，每名學(xué)生設(shè)計(jì)自己工序的夾具。這樣既能發(fā)揮學(xué)生個(gè)人的能力，又能促使學(xué)生提高團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。

3）加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)中間答辯環(huán)節(jié)的檢查力度。課程設(shè)計(jì)期中檢測能及時(shí)發(fā)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)中存在的問題，如夾具設(shè)計(jì)方案的合理性能否滿足定位和夾緊的需要；設(shè)計(jì)的難易是否得當(dāng)，是否易于實(shí)現(xiàn)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)能否完成等。同時(shí)可以解答學(xué)生提出的一些疑問，采用分組討論式完成答疑，有利于取得良好的學(xué)習(xí)效果。

為進(jìn)一步提高自學(xué)能力，鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間掌握一門三維造型軟件并繪制出夾具三維圖，完成較好的給予較高的成績?cè)u(píng)定。

5 結(jié)束語

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)作為機(jī)械類各專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)時(shí)多、任務(wù)重，課程教學(xué)需逐步改進(jìn)的環(huán)節(jié)較多，要取得較顯著的課程教學(xué)效果，離不開前期的金工實(shí)習(xí)以及授課過程中的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)或生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，更離不開教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和教學(xué)方法的與時(shí)俱進(jìn)。只有在教學(xué)實(shí)踐中不斷探索，才能進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)出能適應(yīng)現(xiàn)代制造類企業(yè)發(fā)展需要的應(yīng)用型人才。■

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