典型零件工藝設計課程教學內容設計

白海清 何寧 余婧

［摘要］典型零件工藝設計課程為陜西省精品課程，課程組遵循“基礎性、針對性、時效性”的原則，按照“模塊化”的設計思想，進行了課程教學內容設計，使課程內容實現了用教材教而非教教材，緊密結合工程實際，強調學習者的主體經驗的體系，解決了課程的“學什么，怎樣學”和“教什么，怎樣教”的問題。

［關鍵詞］課程內容模塊化案例式教學

［中圖分類號］G642［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2013）08-0107-02

一、教學內容的選擇原則

（一）基礎性原則

典型零件工藝設計課程在教學內容的選擇上，舍棄了復雜的理論分析與計算，以理論夠用為度，要求學生掌握機械加工與工裝設計的基礎知識與基本原理，熟悉機械加工與工裝設計的基本技能，并且具備綠色制造與質量意識等基本理念，以期實現課程的有效教學。

（二）針對性原則

針對性原則是指在教學內容的選擇上，充分聽取并考慮學生的需求與建議，了解學生在學習過程中較難把握的內容，集中講解，攻克難點，實現課程的拉動型教學。

（三）實效性原則

典型零件工藝設計課程在教學內容的選取上，強調學生應用能力的培養，力求使教學內容聯系加工實際，貼近生產一線，強化綜合運用，突出應用特色，了解機械制造的現狀和發展趨勢，使學生在畢業后能迅速勝任生產一線的技術崗位。

二、教學內容的取向

（一）用教材教而非教教材

把教學內容視為教材已經成為一種傳統觀點。許多人把教學內容看作學生應該習得的知識，而知識的傳遞以教材為依據。因此，工作的重心就落在了選擇哪些學科知識編寫教材。在這種情況下，教師變成了把教材中的內容照本宣科講給學生的“搬運工”，教學過程固化為教師“教教材”，學生“學教材”的封閉狀態。實際上，教師不應該只關注教材本身，而更應該注意教材和學生當前的需要和能力之間的相互作用。也就是說教師既要懂得教材，還要了解學生的需要和能力。

典型零件工藝設計課程雖然編寫了授課教材，但在具體教學過程中，教師并非按照教材照本宣科，而是僅僅把教材作為輔助教材的工具。比如在講授“六點定位原理”時，任何一本教材講的都是六點定位的原理，即用六個點就可以限制工件的六個自由度，然后講授常用定位元件。而學習者實際進行定位方案設計時，最需要掌握的知識是工件本道工序應該限制的自由度，這在教材里邊都沒有講述。所以，在講授本節內容時，需要介紹大量的工件工序簡圖，根據本工序加工要求，分析應該限制的自由度，這樣，學生才能更好地掌握或理解六點定位原理，在定位方案設計時，才會運用六點定位原理，也才能很好地掌握完全定位、過定位和欠定位等概念。教師在教學過程中用教材提供刺激學生的反應和指導學生學習過程的環境。教師用教材改變刺激環境，以便學生形成良好的智力和情緒傾向。

（二）緊密結合工程實際

教育最初是為了把人類社會生活的內容教給年青一代而出現的，教育的本質決定了教學內容與社會生活存在密不可分的聯系。然而目前學校中的教學與社會群體的習慣與理想之間聯系的紐帶被偽裝甚至掩蓋，兩者之間的聯結變得松散，似乎毫無聯系。最終，教學內容變成只為自己存在的僵化的知識。學生只需要去掌握它而不考慮其社會價值。在這種情況下，教育的本質被歪曲誤解。

“典型零件工藝設計”課程在教學內容設計上，充分考慮了教學內容與工程實際的關系，以機械和工裝設計生產一線的實際案例作為教學導入，在教學內容設計上，以應用為目的，使學生能夠在課程結束后，運用所學的機械加工知識，針對現場實際，解決生產一線零件工藝編制及工裝設計等問題。本課程以工程實際中經常遇到的軸類、套筒類、箱體類、齒輪類、叉桿類零件為研究對象，介紹其加工工藝及工藝裝備。同時，教學內容還堅持與時俱進，及時向學生介紹工裝設計、零件加工新工藝、新技術、新方法等，保證學生了解目前機械加工和工裝設計的前沿動態。

（三）強調學習者的主體經驗

強調學習者的主體經驗包括兩個方面：第一，尊重學生的主體地位。典型零件工藝設計課程在教學內容設計上注意給學生更多的獨立思維空間，舍去了復雜的理論分析和計算，內容層次清晰，循序漸進，適合學生自主探究學習的需要；第二，關注學生的經驗獲取。經驗包含著一個主動因素和一個被動因素，這兩個因素以特有的形式相結合。在主動的方面，經驗就是嘗試，在被動的方面，經驗就是承受結果。典型零件工藝設計課程以典型零件的加工為研究對象，使學生獲得常見零件加工順序合理安排、工藝參數確定和典型夾具設計的經驗和知識。一個零件的加工工藝是多樣的，不是一成不變的，永遠是“硬件”（生產條件）決定“軟件”（機械加工工藝規程），所以又要使得學生靈活運用所獲得的知識和經驗。同時，為學生安排了充分的課程設計、實習環節，為學生主動嘗試與試誤中總結經驗創設了豐富的環境。

三、教學內容的模塊化設計

（一）理論依據

教學內容的模塊化設計借助了計算機科學的概念。計算機科學中的模塊化指解決一個復雜問題時自頂向下，逐層把系統劃分成若干模塊的過程，模塊是可組合、分解和更換的單元。教學內容的模塊化有兩方面的含義，一方面各模塊自成體系，能夠解釋或解決一類特定問題，另一方面各模塊之間又有一定接口，能夠根據需要靈活組合。

（二）設計原則

1.整體化原則

各教學內容模塊以基礎知識、基本技能、基本理念為依托，反映典型零件工藝設計課程完整的理論框架和清晰的結構，整理出教學內容的主線，揭示不同模塊之間的聯系，讓學生對課程的知識體系有一個整體的把握。

2.體系化原則

每個教學內容模塊的構成體系包括三個部分：導入部分、核心部分和拓展部分。同時，每個教學內容模塊自成體系，圍繞一個或幾個問題，從描述現象，提出問題，建立概念到通過演繹或歸納得出方法，目的在于能夠解釋或解決這類問題，最后將概念和方法應用于實際問題的解決中。

（三）各模塊簡介

典型零件工藝設計課程的教學內容具體分成八個模塊。模塊一是緒論，講述機械制造技術的發展和課程導讀；模塊二是機械加工工藝規程制訂基本知識；模塊三是機床夾具設計；模塊四是常見典型零件加工工藝及夾具分析；模塊五是齒輪加工工藝及精度分析；模塊六是連桿加工工藝及夾具分析；模塊七是活塞加工工藝及夾具分析；模塊八是撥叉加工工藝及夾具分析。

四、基于模塊的教學設計

（一）教學內容的動態調整

教師在教學過程中可以結合教學內容選擇的針對性與時效性原則，動態組合教學內容。首先，各模塊的內容深度可以相機調整，教學中只涉及該模塊的基本內容，或深入到該模塊的拓展部分，也可以根據針對性原則和時效性原則做出選擇。其次，各模塊的課時可以動態調整。教學中是以加工工藝規程制定為主還是以機床夾具設計為主，是以基本理論為重還是以實踐應用為重，可根據學生已學課程和自身特點進行選擇。

（二）教學內容的靈活導入

教學過程中一定要激發學生的學習興趣，而教學內容的導入方式對激發學生學習興趣有著至關重要的作用。根據模塊的不同特點，采取不同的導入方式。理論性強的模塊，采用問題導入法；應用強的模塊，采用案例導入法，案例都具有典型性，使學生有深入探究的意愿。

（三）教學內容的合理展開

教學中實現有效教學的關鍵是發揮學生的學習主動性。圍繞每個模塊要解決的核心問題，采用現象或案例為引子，以問題為導向，以學生為主體的探究式教學方法組織教學內容。首先，在模塊的導入部分，教師創設學習情境，選擇案例，結合多媒體手段展示給學生，再提出問題，解決問題。其次，在模塊的核心部分以學生為主體，在教師的引導下，實現師生之間、生生之間的互動，共同尋求問題的解答，歸納出模塊的關鍵概念和重要原理；最后，在模塊的拓展部分，結合生產實際和典型案例，以學生為主導來解釋或解決問題，鼓勵學生課后查閱資料，咨詢專家，互相探討深化問題。

基于上述教學過程，各模塊的教學內容是在學生不斷思考中，如同剝筍一樣層層展開，最后露出核心。通過這樣的方式展開教學內容，不僅使學生掌握了關鍵概念和基本原理，更重要的是教會了學生思考問題，探索求解的方法。

（四）多樣化的習題形式

“典型零件工藝設計”課程的教學目標，既要學生掌握該課程的關鍵概念和基本原理，也要求學生具備一定的應用能力，能夠解決生產一線的實際問題。根據各模塊的不同特點，在習題形式上采用多樣化的呈現方式。偏重于理論的模塊，習題主要強調概念的記憶和原理的理解；偏重于應用的模塊，習題則主要強調解決實際問題的能力。

［參考文獻］

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［3］白海清.典型零件工藝設計［M］.北京:北京大學出版社,2012.

［責任編輯：碧瑤］