機械專業理論課拓展教學的實踐探索

朱宇亮

摘 要： 文章以“機械制造工藝基礎”課程教學實踐為例，探討在機械專業理論課教學中開展拓展教學的意義和實施要領。指出在課堂教學中根據課程內容特點和學生學習實際情況，適當引入新技術、新工藝，補充相關拓展內容，既可避免教學內容的枯燥、刻板，又可增加教學容量、激發學習興趣、強化教學效果。

關鍵詞： 教學法 課堂教學 內容拓展 機械制造工藝

在機械專業課程課堂教學過程中，嚴格按教學計劃實施教學是必需的，但是，若僅局限于課本知識的講授，則往往使教學內容枯燥乏味、空洞刻板，教學容量不足。根據教材的內容特點和學生的認知水平開展拓展教學，適當增加一些與教學內容貼近的小故事、有趣的小插曲；補充一些新工藝、新技術；利用教學實踐錄像、多媒體課件、現場實踐參觀教學等，可取得事半功倍的教學效果。

一、通過拓展教學幫助學生建立合理的知識結構

隨著科學技術的不斷進步，現代生產加工技術的飛速發展，各種新技術、新工藝、新材料和新設備不斷涌現，機械制造技術正向著高質量、高生產率、低消耗、低成本和有利于保護環境的方向發展，計算機控制技術日漸融入機械制造加工方式，對機械專業人員的知識結構要求發生變化。因此，在機械專業理論教學中，及時拓展這方面知識，可幫助學生了解新技術、新工藝的發展現狀，建立合理的知識體系。

例如，筆者在講解鑄造工藝特點時，以一根漂亮的不銹鋼表帶為話題，拓展講解了“注塑成型+粉末冶金合成新工藝”，即精細鑄造[1]。其基本原理是：將樹脂等混合于平均粒徑為5～10μm的金屬粉末中，并以此為原料用注塑成型機注射加工成型，經過熱處理工藝除去其中的樹脂成分，然后采用與粉末冶金相同的方法進行燒結處理。這種方法適用于制造表帶等復雜的小型不銹鋼制品，與現行金屬加工方法相比，成型容易，效率高，可望推廣應用于照相機、縫紉機、機器人、汽車等精密零件的加工中。這樣拓展幫助學生了解到精細鑄造的新工藝，完善學生鑄造工藝的知識體系。

二、通過拓展教學增加課堂教學容量

在課堂教學過程中，如果拘泥于教學計劃實施教學，僅局限書本上的有限知識，則往往顯得教學內容枯燥乏味、刻板，教學容量不足。身處信息爆炸、科學技術飛速發展的時代，在有限的學習時間內，更多地了解與專業相關的新技術、新工藝非常重要。通過使用多媒體課件、播放現代制造技術的錄像等，可增加課堂知識容量，也可使內容更生動直觀。

例如，在講解鍛造工藝特點時，通過播放錄像拓展介紹水下爆炸沖壓工藝。該工藝所用裝置是一門所謂“水下沖壓火炮”，且所配火藥與傳統火藥成分不同，其組成是酸、丙烷、丁烷的混合物[2]，所用炮彈是一個工作閥。沖壓火炮擊發時，不產生任何濃煙。擊發后，特制炮彈——工作閥在1/1000s的瞬間內，以極高的速度向水沖擊，被沖擊水流可產生相當于100MPa的大氣壓的沖壓力，在此高壓作用下，被加工零件便能獲得所需形狀。該沖壓工藝具有加工成本低、效率高和結構緊湊的特點，無需配置傳統沖壓工藝所用的笨重的液壓系統及各種高壓泵和分流裝置等。目前，利用該沖壓工藝加工的重型汽車及拖拉機后橋，不僅比原來的鑄造件強度高，而且外形精度極為理想。

再如在講解焊接工藝特點時，用多媒體課件介紹電解法氫氧焊接工藝。先用電解法從水中生產氫氣和氧氣，然后以氫氧氣為熱源進行氣焊。該系統被稱為“氫氧發生器”，用普通燃料室作氣體源，可以從3L水中生產5000L氣體，而且用于焊接時比氧乙炔焊還安全得多。因為它只要生產夠當時使用的適量氫氧氣體就可以了，無需儲存備用燃氣。借助這些現代教學手段，可適時增大教學信息量，拓展學生知識面。

由于“機械制造工藝基礎”課程中有機床的傳動系統圖、刀具的幾何角度圖、夾具的結構原理圖等，量多且圖形較復雜，在講授過程中邊講邊在黑板繪制，缺乏立體感，不夠直觀形象，而且費時。如制成幻燈片、動畫或視頻短片演示，可大大增加課堂教學信息量，節省板書板圖時間，同時讓學生快速形成感觀認識，加深學生對教學內容的理解和記憶，提高授課效率。

三、通過拓展教學活躍課堂氣氛，培養學習興趣

相當一部分技校學生學習基礎差，學習過程中很少體驗到成功的快樂，有的更是長期處于挫敗狀態，甚至產生嚴重的厭學情緒，學習興趣普遍較低。因此，激發技校生的學習興趣成為關注焦點。

在課堂教學中，可通過充分吸引學生的注意力，強化其參與意識，激發學生興趣。如通過精心設計導入環節，將拓展內容與教學內容巧妙地銜接，激發學生興趣。

例如，筆者在講解車削工藝特點時，首先提問：同學們，你們都喜歡玩手機，有誰知道手機的振動功能是怎樣產生的嗎？里面到底是一個什么機構呢？大家一臉茫然，都說不知道。接著展示一個從手機中拆下的比黃豆略大的微型電機，告訴他們手機的振動功能是由電動機帶動一個偏心裝置產生的。然后提問：這么小的電機是怎么制成的？引起學生強烈的探究欲望，再以此為例講解納米技術和精密加工工藝，并進一步介紹采用金剛石刀具的超精密切創加工技術，主要用于玻璃、陶瓷等硬脆材料的納米級超精密磨削的加工。

通過這樣導入新技術、新工藝，活躍課堂氣氛，使刻板乏味的教學內容變得生動鮮明，不僅激發學生的學習興趣，而且形成良好的師生互動，取得明顯的教學效果。

四、結語

“機械制造工藝基礎”教學不能拘泥于課本和教學計劃，而要找到合適的切入點，由一個共性話題、常用生活物品，啟發引領學生隨著教師的講解而逐漸深入，拓展了解現代新技術、新工藝在生產、生活中的應用實例。當然，拓展內容的選擇要緊扣教材，不可離題太遠。同時，在教學中盡量使用多媒體教學手段，進行拓展講解，對激發學生學習興趣，拓展課堂教學容量，強化教學效果大有裨益。

參考文獻：

[1]孫永泰.機械制造新工藝集錦[J].機械工程師，2002（12）：63-64.

[2]喬樹鵬.機械制造工藝技術的研究[J].科技致富導向，2012（9）：419.

[3]劉金祥.《機械制造工藝基礎》課程教學方法探討[J].職業，2011（4）：63-64.