機械制造基礎(chǔ)課程教學改革探討的論文
摘 要：針對《機械制造基礎(chǔ)》課程的現(xiàn)狀及存在問題,提出有關(guān)教學內(nèi)容、教學方式及金工實習等方面教學改革措施。
關(guān)鍵詞：機械制造基礎(chǔ)
“機械制造基礎(chǔ)”是高等院校機械類專業(yè)學生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要介紹機械制造常用的加工方法及其機床、零件制造工藝及其夾具等基礎(chǔ)知識。通過學習該課程，學生應(yīng)掌握機械制造技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識，具備分析和解決實際工程問題的能力。該課程有助于提高機械類學生的全面專業(yè)素質(zhì)，對于培養(yǎng)具有扎實基礎(chǔ)知識、過硬技術(shù)水平的高素質(zhì)機械工程技術(shù)人員具有重要意義。
但是，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，機械制造領(lǐng)域的生產(chǎn)設(shè)備越來越先進，操控越來越智能化。為培養(yǎng)符合時代要求的機械制造工程技術(shù)人員，“機械制造基礎(chǔ)”課程的教學必須轉(zhuǎn)變思想觀念，改革教學內(nèi)容，尋求新的教學模式、方法和手段。
一、“機械制造基礎(chǔ)”課程特點和教學存在的問題
“機械制造基礎(chǔ)”課程具有與其他課程不同的特點。
首先，“機械制造基礎(chǔ)”課程涉及知識面廣、綜合性強。該課程由“金屬切削原理”、“金屬切削機床”以及“機械制造工藝學”等課程精煉整合而成，知識點多，內(nèi)容龐雜，課程學習對學生的要求很高，教學存在較大難度。
其次，“機械制造基礎(chǔ)”課程內(nèi)容都是機械制造中應(yīng)用的成熟技術(shù)知識，實踐性很強。由于缺乏相關(guān)實踐經(jīng)驗，學生學習抽象的概念和理論存在較大難度，這往往導致課程教學枯燥乏味，學生學習興趣不高。
另外，隨著機械工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)和設(shè)備在工程應(yīng)用中越來越少，先進的科學技術(shù)和裝備應(yīng)用越來越多，使傳統(tǒng)“機械制造基礎(chǔ)”教學內(nèi)容與現(xiàn)實應(yīng)用脫鉤越來越嚴重，這進一步增加了該課程的教學難度。[1]如何增強教學效果，培養(yǎng)學生的工程意識，解決課程中傳統(tǒng)機械制造技術(shù)、先進制造技術(shù)的比重和關(guān)系是該課程面臨的新挑戰(zhàn)。
二、“機械制造基礎(chǔ)”教學內(nèi)容改革探討
傳統(tǒng)的“機械制造基礎(chǔ)”課程內(nèi)容僅限于金屬切削原理、各類切削機床及夾具、機械加工工藝學等知識，但隨著科學技術(shù)的發(fā)展，新材料、新的加工工藝及成形方法、新的加工機床等不斷涌現(xiàn)并廣泛應(yīng)用于機械制造領(lǐng)域，“機械制造基礎(chǔ)”課程中涉及的機械制造技術(shù)已發(fā)展成為集材料科學、機械科學和計算機科學為一體的綜合技術(shù)。現(xiàn)行的“機械制造基礎(chǔ)”課程內(nèi)容陳舊、落后，與當今機械制造工程實際嚴重不符，必須進一步深化課程教學內(nèi)容改革。
1.理論教學內(nèi)容
目前的“機械制造基礎(chǔ)”課程內(nèi)容體系是在傳統(tǒng)的機械加工工藝方法基礎(chǔ)上建立起來的，加工制造技術(shù)主要包括金屬材料的加工成形方法(車、磨、鉆、銑、刨等方法)和特種制造方法。隨著工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)新技術(shù)、新材料和新工藝的不斷涌現(xiàn)，“機械制造基礎(chǔ)”課程的內(nèi)容體系也大大豐富。加工材料從金屬到各種非金屬和復合材料，加工方法從傳統(tǒng)的冷熱加工到應(yīng)用聲、光、電的特種加工，設(shè)備控制從普通的機電控制到數(shù)字程序的控制，加工系統(tǒng)從單機版數(shù)控加工到計算機集成制造系統(tǒng)，“機械制造基礎(chǔ)”課程教學內(nèi)容的選擇范圍不斷擴展。[2]為緊跟機械工業(yè)的發(fā)展趨勢以及培養(yǎng)高素質(zhì)的機械工程技術(shù)人員，“機械制造基礎(chǔ)”課程內(nèi)容體系需進一步改革。教材仍以“零件工藝分析—材料選擇—毛坯成形方法—零件加工方法—生產(chǎn)管理”為主線，但教材內(nèi)容應(yīng)適當加入當前先進的機械制造方面的知識，如數(shù)控機床、加工中心及三束加工技術(shù)。[3，4]雖然機械類學生在學習完“機械制造基礎(chǔ)”課程后還會學習“先進制造技術(shù)”課程(選修或考查課的形式)，但在“機械制造基礎(chǔ)”課程中加入部分先進制造技術(shù)方面的內(nèi)容，會使課程更貼近工程實際。另外，為培養(yǎng)學生的工程意識，對教材中過于單純的理論闡述應(yīng)予以適當?shù)膭h減，如金屬切削方面的部分理論;對工藝技術(shù)基礎(chǔ)方面的理論內(nèi)容應(yīng)予以加強，使學生能更好地掌握機械制造技術(shù)方案的分析與選擇，提高解決工程問題的能力。
2.實踐教學內(nèi)容
工程實踐訓練是“機械制造基礎(chǔ)”課程非常重要的教學環(huán)節(jié)，其主要目標是培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新素質(zhì)。按照學生能力形成的不同階段和認識發(fā)展的規(guī)律，結(jié)合科技進步和社會發(fā)展現(xiàn)狀，工程實踐應(yīng)建立以實驗類、實習類、設(shè)計類和創(chuàng)新類為基本框架的教學體系。實驗類實踐教學的內(nèi)容要實現(xiàn)課程之間、學科之間的廣泛交叉與相互滲透，培養(yǎng)學生的整體化工程能力。實習類實踐教學是通過校內(nèi)工程實踐基地和校外實習基地給學生進行全面的工程實踐能力和工程素質(zhì)的培養(yǎng)。設(shè)計類實踐教學主要包括課程設(shè)計、課外興趣設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等內(nèi)容，課程設(shè)計主要強化學生對理論教學內(nèi)容的掌握程度，在畢業(yè)設(shè)計方面應(yīng)加強學生工程設(shè)計方面的基本技能和方法的訓練，培養(yǎng)學生的實際工程能力。創(chuàng)新類的實踐教學過程應(yīng)以學生為主體，對學生進行解決工程問題及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，實現(xiàn)學生知識運用能力、動手能力等多方面能力綜合發(fā)展。以上四類實踐教學內(nèi)容相互融合與交叉，構(gòu)建了培養(yǎng)學生知識、素質(zhì)、能力為一體的實踐教學內(nèi)容新體系。[5]
三、“機械制造基礎(chǔ)”教學方法改革探討
從“機械制造基礎(chǔ)”課程的教學內(nèi)容和特點來看，若其教學方法采用傳統(tǒng)的“灌輸、填鴨”教學模式，將難以激發(fā)學生的學習興趣，難以實現(xiàn)其培養(yǎng)目標。該課程的教學難點在于課程內(nèi)容包括較多的抽象理論、概念，而學生恰恰缺乏這方面的感性認識，因此教師必須探索一些先進的教學手段、方法，使抽象的概念、理論和加工工藝變得生動、形象。除常見的如“以學生為主體”、“應(yīng)用多媒體技術(shù)”等教學方法和手段外，筆者通過教學實踐，認為以下幾點教學方法對于“機械制造基礎(chǔ)”課程的教學十分重要。 1.注重緒論，激發(fā)學生的學習興趣
濃厚的學習興趣可激起強大的'學習動力，教師應(yīng)把培養(yǎng)學生興趣放在教學的首要位置，“機械制造基礎(chǔ)”課程的教學更應(yīng)如此。緒論是學生了解課程內(nèi)容，培養(yǎng)學習興趣的關(guān)鍵。在緒論教學中，首先可以結(jié)合日常生活中學生常見的產(chǎn)品，如電腦機箱外殼、食堂餐盤等，和學生感興趣的一些產(chǎn)品，如汽車上的一些零件等，向?qū)W生提出一些諸如這些產(chǎn)品的材料、加工成形方法等一系列問題。通過列舉這些日常生活中的工程實例來說明該課程的教學內(nèi)容，讓學生明白制造科學來源于生產(chǎn)實踐，又服務(wù)于生產(chǎn)實踐的道理，使課程內(nèi)容具體化、形象化，從而激發(fā)學生的學習興趣。在此基礎(chǔ)上，還可以通過分析該課程對培養(yǎng)機械類學生專業(yè)能力、增強就業(yè)競爭優(yōu)勢等來促進學生對課程的學習興趣，增強學生學習的主動性和積極性，使學生懂得學好、掌握該門課程知識的重要性。[6]
2.注重綜合應(yīng)用的教學
工程技術(shù)領(lǐng)域的理論知識最終是要應(yīng)用的，“機械制造基礎(chǔ)”課程是由多門課程整合而成，教學過程中應(yīng)著重培養(yǎng)學生的綜合應(yīng)用能力。教學中將“機械制造基礎(chǔ)”的內(nèi)容綜合化，使學生掌握多門學科的綜合知識，安排一些基礎(chǔ)理論應(yīng)用的教學內(nèi)容，提高學生運用基礎(chǔ)知識的能力。探索“機械制造基礎(chǔ)”與其他相關(guān)課程的關(guān)系，使學生專注于綜合知識的學習及基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用。[7]
3.設(shè)置問題，課內(nèi)外分組討論
在上課過程中，教師可以由學生熟悉的事物中提出一些問題，讓學生利用所學的機械制造及相關(guān)方面的知識去思考，然后組織學生討論并提出解決方案，最后由教師對各種解決方案進行分析點評，引出正確結(jié)果。這種互動、討論式教學方法活躍了課堂氣氛，使學生積極參與到課程的教學活動中來，激發(fā)了學生的學習興趣和積極性，而且學生對課程的重點和難點進一步加深了理解。另外，可以改變傳統(tǒng)的課外作業(yè)形式，首先為學生設(shè)置一些工程實際問題，然后組織學生進行課外分組，讓學生利用所學的知識、技能、設(shè)想共同討論問題，交流心得，最后以組為單位提交問題解決方案。
四、“工程意識”培養(yǎng)方法探討
為培養(yǎng)學生的工程意識，在“機械制造基礎(chǔ)”課程教學過程中，除強化實驗、實習等實踐環(huán)節(jié)外，還應(yīng)注意以下方面：
1.理論聯(lián)系實踐
“機械制造基礎(chǔ)”課程中包含較多的偏重于應(yīng)用的知識，如果生硬地把這些知識灌輸給學生，學生將很難理解和接受。對于這部分內(nèi)容，教師應(yīng)從工程應(yīng)用的角度去教授給學生。如對于圓柱銷的定位問題，課本上明確提出“長圓柱銷能限制工件的兩個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度、而短圓柱銷只能限制工件的兩個移動自由度”。但是單從幾何和力學角度分析，兩種圓柱銷的定位效果是一樣的。如果生硬地把課本上的知識灌輸給學生，他們都很難接受。這時就應(yīng)該根據(jù)工程實際，賦予定位銷和工件一定的強度、硬度等力學性能，如果用短圓柱銷限制工件的轉(zhuǎn)動自由度，由于其所受的切削力、夾緊力等，勢必會造成定位元件和工件的破壞，而且定位精度也難以保證。[8]通過這樣的講解，學生不僅可以深刻理解圓柱銷定位的理論知識，而且培養(yǎng)了從工程角度思考問題。
2.理論知識聯(lián)系生活經(jīng)驗
將晦澀難懂的專業(yè)知識與大家熟知的日常生活實例作類比，不僅使知識更易被接受，而且能激發(fā)學生的學習興趣和積極性。如講解不同平面加工方法得到的加工紋理形狀時，把刨削加工的平面紋理比作犁地犁過的痕跡，而把端銑方式加工的平面紋理形象地比作拿大掃帚掃地的痕跡。又如粉末冶金的壓制和燒結(jié)類似于磚瓦加工時做磚坯和燒制的過程。
五、結(jié)束語
工程意識是工程師最重要、最基本的素質(zhì)之一，也是當今高等教育的薄弱環(huán)節(jié)�！皺C械制造基礎(chǔ)”作為培養(yǎng)高素質(zhì)工程技術(shù)人員的主干課程，其教學內(nèi)容、教學方法改革勢在必行。根據(jù)現(xiàn)代機械制造領(lǐng)域的發(fā)展需要，改革教學內(nèi)容;根據(jù)學生認知特點和認知發(fā)展階段，改革教學方法;根據(jù)機械類、近機類學生的培養(yǎng)目標，從工程意識培養(yǎng)的角度進行“機械制造基礎(chǔ)”課程的教學，才能提高學生的全面素質(zhì)，培養(yǎng)符合機械制造發(fā)展趨勢的高素質(zhì)工程技術(shù)人員。
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