機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)改革探討的論文
摘 要：針對(duì)《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程的現(xiàn)狀及存在問(wèn)題,提出有關(guān)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式及金工實(shí)習(xí)等方面教學(xué)改革措施。
關(guān)鍵詞：機(jī)械制造基礎(chǔ)
“機(jī)械制造基礎(chǔ)”是高等院校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，主要介紹機(jī)械制造常用的加工方法及其機(jī)床、零件制造工藝及其夾具等基礎(chǔ)知識(shí)。通過(guò)學(xué)習(xí)該課程，學(xué)生應(yīng)掌握機(jī)械制造技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識(shí)，具備分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。該課程有助于提高機(jī)械類(lèi)學(xué)生的全面專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，對(duì)于培養(yǎng)具有扎實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)、過(guò)硬技術(shù)水平的高素質(zhì)機(jī)械工程技術(shù)人員具有重要意義。
但是，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造領(lǐng)域的生產(chǎn)設(shè)備越來(lái)越先進(jìn)，操控越來(lái)越智能化。為培養(yǎng)符合時(shí)代要求的機(jī)械制造工程技術(shù)人員，“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程的教學(xué)必須轉(zhuǎn)變思想觀念，改革教學(xué)內(nèi)容，尋求新的教學(xué)模式、方法和手段。
一、“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程特點(diǎn)和教學(xué)存在的問(wèn)題
“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程具有與其他課程不同的特點(diǎn)。
首先，“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程涉及知識(shí)面廣、綜合性強(qiáng)。該課程由“金屬切削原理”、“金屬切削機(jī)床”以及“機(jī)械制造工藝學(xué)”等課程精煉整合而成，知識(shí)點(diǎn)多，內(nèi)容龐雜，課程學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生的要求很高，教學(xué)存在較大難度。
其次，“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程內(nèi)容都是機(jī)械制造中應(yīng)用的成熟技術(shù)知識(shí)，實(shí)踐性很強(qiáng)。由于缺乏相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)抽象的概念和理論存在較大難度，這往往導(dǎo)致課程教學(xué)枯燥乏味，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。
另外，隨著機(jī)械工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)和設(shè)備在工程應(yīng)用中越來(lái)越少，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和裝備應(yīng)用越來(lái)越多，使傳統(tǒng)“機(jī)械制造基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用脫鉤越來(lái)越嚴(yán)重，這進(jìn)一步增加了該課程的教學(xué)難度。[1]如何增強(qiáng)教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，解決課程中傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)、先進(jìn)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(jī)械制造基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容改革探討
傳統(tǒng)的“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程內(nèi)容僅限于金屬切削原理、各類(lèi)切削機(jī)床及夾具、機(jī)械加工工藝學(xué)等知識(shí)，但隨著科學(xué)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(jī)床等不斷涌現(xiàn)并廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造領(lǐng)域，“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程中涉及的機(jī)械制造技術(shù)已發(fā)展成為集材料科學(xué)、機(jī)械科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為一體的綜合技術(shù)�，F(xiàn)行的“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程內(nèi)容陳舊、落后，與當(dāng)今機(jī)械制造工程實(shí)際嚴(yán)重不符，必須進(jìn)一步深化課程教學(xué)內(nèi)容改革。
1.理論教學(xué)內(nèi)容
目前的“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程內(nèi)容體系是在傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝方法基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，加工制造技術(shù)主要包括金屬材料的加工成形方法(車(chē)、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(jī)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(fù)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(jī)電控制到數(shù)字程序的控制，加工系統(tǒng)從單機(jī)版數(shù)控加工到計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程教學(xué)內(nèi)容的選擇范圍不斷擴(kuò)展。[2]為緊跟機(jī)械工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)以及培養(yǎng)高素質(zhì)的機(jī)械工程技術(shù)人員，“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程內(nèi)容體系需進(jìn)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(xiàn)，但教材內(nèi)容應(yīng)適當(dāng)加入當(dāng)前先進(jìn)的機(jī)械制造方面的知識(shí)，如數(shù)控機(jī)床、加工中心及三束加工技術(shù)。[3，4]雖然機(jī)械類(lèi)學(xué)生在學(xué)習(xí)完“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程后還會(huì)學(xué)習(xí)“先進(jìn)制造技術(shù)”課程(選修或考查課的形式)，但在“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程中加入部分先進(jìn)制造技術(shù)方面的內(nèi)容，會(huì)使課程更貼近工程實(shí)際。另外，為培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，對(duì)教材中過(guò)于單純的理論闡述應(yīng)予以適當(dāng)?shù)膭h減，如金屬切削方面的部分理論;對(duì)工藝技術(shù)基礎(chǔ)方面的理論內(nèi)容應(yīng)予以加強(qiáng)，使學(xué)生能更好地掌握機(jī)械制造技術(shù)方案的分析與選擇，提高解決工程問(wèn)題的能力。
2.實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容
工程實(shí)踐訓(xùn)練是“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，其主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新素質(zhì)。按照學(xué)生能力形成的不同階段和認(rèn)識(shí)發(fā)展的規(guī)律，結(jié)合科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀，工程實(shí)踐應(yīng)建立以實(shí)驗(yàn)類(lèi)、實(shí)習(xí)類(lèi)、設(shè)計(jì)類(lèi)和創(chuàng)新類(lèi)為基本框架的教學(xué)體系。實(shí)驗(yàn)類(lèi)實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容要實(shí)現(xiàn)課程之間、學(xué)科之間的廣泛交叉與相互滲透，培養(yǎng)學(xué)生的整體化工程能力。實(shí)習(xí)類(lèi)實(shí)踐教學(xué)是通過(guò)校內(nèi)工程實(shí)踐基地和校外實(shí)習(xí)基地給學(xué)生進(jìn)行全面的工程實(shí)踐能力和工程素質(zhì)的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)踐教學(xué)主要包括課程設(shè)計(jì)、課外興趣設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等內(nèi)容，課程設(shè)計(jì)主要強(qiáng)化學(xué)生對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容的掌握程度，在畢業(yè)設(shè)計(jì)方面應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)方面的基本技能和方法的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工程能力。創(chuàng)新類(lèi)的實(shí)踐教學(xué)過(guò)程應(yīng)以學(xué)生為主體，對(duì)學(xué)生進(jìn)行解決工程問(wèn)題及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力、動(dòng)手能力等多方面能力綜合發(fā)展。以上四類(lèi)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容相互融合與交叉，構(gòu)建了培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)、素質(zhì)、能力為一體的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容新體系。[5]
三、“機(jī)械制造基礎(chǔ)”教學(xué)方法改革探討
從“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程的教學(xué)內(nèi)容和特點(diǎn)來(lái)看，若其教學(xué)方法采用傳統(tǒng)的“灌輸、填鴨”教學(xué)模式，將難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，難以實(shí)現(xiàn)其培養(yǎng)目標(biāo)。該課程的教學(xué)難點(diǎn)在于課程內(nèi)容包括較多的抽象理論、概念，而學(xué)生恰恰缺乏這方面的感性認(rèn)識(shí)，因此教師必須探索一些先進(jìn)的教學(xué)手段、方法，使抽象的概念、理論和加工工藝變得生動(dòng)、形象。除常見(jiàn)的如“以學(xué)生為主體”、“應(yīng)用多媒體技術(shù)”等教學(xué)方法和手段外，筆者通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，認(rèn)為以下幾點(diǎn)教學(xué)方法對(duì)于“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程的教學(xué)十分重要。 1.注重緒論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
濃厚的學(xué)習(xí)興趣可激起強(qiáng)大的'學(xué)習(xí)動(dòng)力，教師應(yīng)把培養(yǎng)學(xué)生興趣放在教學(xué)的首要位置，“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程的教學(xué)更應(yīng)如此。緒論是學(xué)生了解課程內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣的關(guān)鍵。在緒論教學(xué)中，首先可以結(jié)合日常生活中學(xué)生常見(jiàn)的產(chǎn)品，如電腦機(jī)箱外殼、食堂餐盤(pán)等，和學(xué)生感興趣的一些產(chǎn)品，如汽車(chē)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(wèn)題。通過(guò)列舉這些日常生活中的工程實(shí)例來(lái)說(shuō)明該課程的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生明白制造科學(xué)來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐，又服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐的道理，使課程內(nèi)容具體化、形象化，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在此基礎(chǔ)上，還可以通過(guò)分析該課程對(duì)培養(yǎng)機(jī)械類(lèi)學(xué)生專(zhuān)業(yè)能力、增強(qiáng)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)等來(lái)促進(jìn)學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，使學(xué)生懂得學(xué)好、掌握該門(mén)課程知識(shí)的重要性。[6]
2.注重綜合應(yīng)用的教學(xué)
工程技術(shù)領(lǐng)域的理論知識(shí)最終是要應(yīng)用的，“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程是由多門(mén)課程整合而成，教學(xué)過(guò)程中應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。教學(xué)中將“機(jī)械制造基礎(chǔ)”的內(nèi)容綜合化，使學(xué)生掌握多門(mén)學(xué)科的綜合知識(shí)，安排一些基礎(chǔ)理論應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力。探索“機(jī)械制造基礎(chǔ)”與其他相關(guān)課程的關(guān)系，使學(xué)生專(zhuān)注于綜合知識(shí)的學(xué)習(xí)及基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用。[7]
3.設(shè)置問(wèn)題，課內(nèi)外分組討論
在上課過(guò)程中，教師可以由學(xué)生熟悉的事物中提出一些問(wèn)題，讓學(xué)生利用所學(xué)的機(jī)械制造及相關(guān)方面的知識(shí)去思考，然后組織學(xué)生討論并提出解決方案，最后由教師對(duì)各種解決方案進(jìn)行分析點(diǎn)評(píng)，引出正確結(jié)果。這種互動(dòng)、討論式教學(xué)方法活躍了課堂氣氛，使學(xué)生積極參與到課程的教學(xué)活動(dòng)中來(lái)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，而且學(xué)生對(duì)課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)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(xué)生設(shè)置一些工程實(shí)際問(wèn)題，然后組織學(xué)生進(jìn)行課外分組，讓學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)、技能、設(shè)想共同討論問(wèn)題，交流心得，最后以組為單位提交問(wèn)題解決方案。
四、“工程意識(shí)”培養(yǎng)方法探討
為培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，在“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程教學(xué)過(guò)程中，除強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)外，還應(yīng)注意以下方面：
1.理論聯(lián)系實(shí)踐
“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程中包含較多的偏重于應(yīng)用的知識(shí)，如果生硬地把這些知識(shí)灌輸給學(xué)生，學(xué)生將很難理解和接受。對(duì)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(xué)生。如對(duì)于圓柱銷(xiāo)的定位問(wèn)題，課本上明確提出“長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)能限制工件的兩個(gè)移動(dòng)自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度、而短圓柱銷(xiāo)只能限制工件的兩個(gè)移動(dòng)自由度”。但是單從幾何和力學(xué)角度分析，兩種圓柱銷(xiāo)的定位效果是一樣的。如果生硬地把課本上的知識(shí)灌輸給學(xué)生，他們都很難接受。這時(shí)就應(yīng)該根據(jù)工程實(shí)際，賦予定位銷(xiāo)和工件一定的強(qiáng)度、硬度等力學(xué)性能，如果用短圓柱銷(xiāo)限制工件的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，由于其所受的切削力、夾緊力等，勢(shì)必會(huì)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(guò)這樣的講解，學(xué)生不僅可以深刻理解圓柱銷(xiāo)定位的理論知識(shí)，而且培養(yǎng)了從工程角度思考問(wèn)題。
2.理論知識(shí)聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)
將晦澀難懂的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與大家熟知的日常生活實(shí)例作類(lèi)比，不僅使知識(shí)更易被接受，而且能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)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(shí)，把刨削加工的平面紋理比作犁地犁過(guò)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(lèi)似于磚瓦加工時(shí)做磚坯和燒制的過(guò)程。
五、結(jié)束語(yǔ)
工程意識(shí)是工程師最重要、最基本的素質(zhì)之一，也是當(dāng)今高等教育的薄弱環(huán)節(jié)。“機(jī)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(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法改革勢(shì)在必行。根據(jù)現(xiàn)代機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展需要，改革教學(xué)內(nèi)容;根據(jù)學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)和認(rèn)知發(fā)展階段，改革教學(xué)方法;根據(jù)機(jī)械類(lèi)、近機(jī)類(lèi)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，從工程意識(shí)培養(yǎng)的角度進(jìn)行“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程的教學(xué)，才能提高學(xué)生的全面素質(zhì)，培養(yǎng)符合機(jī)械制造發(fā)展趨勢(shì)的高素質(zhì)工程技術(shù)人員。
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