機械製造基礎課程教學改革探討的論文
機械製造基礎課程教學改革探討的論文
摘 要：針對《機械製造基礎》課程的現狀及存在問題,提出有關教學內容、教學方式及金工實習等方面教學改革措施。
關鍵詞：機械製造基礎
“機械製造基礎”是高等院校機械類專業學生的一門專業基礎課，主要介紹機械製造常用的加工方法及其機床、零件製造工藝及其夾具等基礎知識。透過學習該課程，學生應掌握機械製造技術方面的基礎知識，具備分析和解決實際工程問題的能力。該課程有助於提高機械類學生的全面專業素質，對於培養具有紮實基礎知識、過硬技術水平的高素質機械工程技術人員具有重要意義。
但是，隨著科學技術的發展，機械製造領域的生產裝置越來越先進，操控越來越智慧化。為培養符合時代要求的機械製造工程技術人員，“機械製造基礎”課程的教學必須轉變思想觀念，改革教學內容，尋求新的教學模式、方法和手段。
一、“機械製造基礎”課程特點和教學存在的問題
“機械製造基礎”課程具有與其他課程不同的特點。
首先，“機械製造基礎”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“機械製造工藝學”等課程精煉整合而成，知識點多，內容龐雜，課程學習對學生的要求很高，教學存在較大難度。
其次，“機械製造基礎”課程內容都是機械製造中應用的成熟技術知識，實踐性很強。由於缺乏相關實踐經驗，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，隨著機械工業現代化的發展，傳統的機械製造技術和裝置在工程應用中越來越少，先進的科學技術和裝備應用越來越多，使傳統“機械製造基礎”教學內容與現實應用脫鉤越來越嚴重，這進一步增加了該課程的教學難度。[1]如何增強教學效果，培養學生的工程意識，解決課程中傳統機械製造技術、先進製造技術的比重和關係是該課程面臨的新挑戰。
二、“機械製造基礎”教學內容改革探討
傳統的“機械製造基礎”課程內容僅限於金屬切削原理、各類切削機床及夾具、機械加工工藝學等知識，但隨著科學技術的發展，新材料、新的加工工藝及成形方法、新的加工機床等不斷湧現並廣泛應用於機械製造領域，“機械製造基礎”課程中涉及的機械製造技術已發展成為集材料科學、機械科學和計算機科學為一體的綜合技術。現行的“機械製造基礎”課程內容陳舊、落後，與當今機械製造工程實際嚴重不符，必須進一步深化課程教學內容改革。
1.理論教學內容
目前的“機械製造基礎”課程內容體系是在傳統的機械加工工藝方法基礎上建立起來的，加工製造技術主要包括金屬材料的加工成形方法(車、磨、鑽、銑、刨等方法)和特種製造方法。隨著工業領域內新技術、新材料和新工藝的不斷湧現，“機械製造基礎”課程的內容體系也大大豐富。加工材料從金屬到各種非金屬和複合材料，加工方法從傳統的冷熱加工到應用聲、光、電的特種加工，裝置控制從普通的機電控制到數字程式的控制，加工系統從單機版數控加工到計算機整合製造系統，“機械製造基礎”課程教學內容的選擇範圍不斷擴充套件。[2]為緊跟機械工業的發展趨勢以及培養高素質的機械工程技術人員，“機械製造基礎”課程內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—生產管理”為主線，但教材內容應適當加入當前先進的機械製造方面的知識，如數控機床、加工中心及三束加工技術。[3，4]雖然機械類學生在學習完“機械製造基礎”課程後還會學習“先進製造技術”課程(選修或考查課的形式)，但在“機械製造基礎”課程中加入部分先進製造技術方面的內容，會使課程更貼近工程實際。另外，為培養學生的工程意識，對教材中過於單純的理論闡述應予以適當的刪減，如金屬切削方面的部分理論;對工藝技術基礎方面的理論內容應予以加強，使學生能更好地掌握機械製造技術方案的分析與選擇，提高解決工程問題的能力。
2.實踐教學內容
工程實踐訓練是“機械製造基礎”課程非常重要的教學環節，其主要目標是培養學生工程實踐能力和創新素質。按照學生能力形成的不同階段和認識發展的規律，結合科技進步和社會發展現狀，工程實踐應建立以實驗類、實習類、設計類和創新類為基本框架的教學體系。實驗類實踐教學的內容要實現課程之間、學科之間的廣泛交叉與相互滲透，培養學生的整體化工程能力。實習類實踐教學是透過校內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的培養。設計類實踐教學主要包括課程設計、課外興趣設計和畢業設計等內容，課程設計主要強化學生對理論教學內容的掌握程度，在畢業設計方面應加強學生工程設計方面的基本技能和方法的訓練，培養學生的實際工程能力。創新類的實踐教學過程應以學生為主體，對學生進行解決工程問題及創新能力的培養，實現學生知識運用能力、動手能力等多方面能力綜合發展。以上四類實踐教學內容相互融合與交叉，構建了培養學生知識、素質、能力為一體的實踐教學內容新體系。[5]
三、“機械製造基礎”教學方法改革探討
從“機械製造基礎”課程的教學內容和特點來看，若其教學方法採用傳統的“灌輸、填鴨”教學模式，將難以激發學生的學習興趣，難以實現其培養目標。該課程的教學難點在於課程內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”、“應用多媒體技術”等教學方法和手段外，筆者透過教學實踐，認為以下幾點教學方法對於“機械製造基礎”課程的教學十分重要。 1.注重緒論，激發學生的學習興趣
濃厚的學習興趣可激起強大的'學習動力，教師應把培養學生興趣放在教學的首要位置，“機械製造基礎”課程的教學更應如此。緒論是學生了解課程內容，培養學習興趣的關鍵。在緒論教學中，首先可以結合日常生活中學生常見的產品，如電腦機箱外殼、食堂餐盤等，和學生感興趣的一些產品，如汽車上的一些零件等，向學生提出一些諸如這些產品的材料、加工成形方法等一系列問題。透過列舉這些日常生活中的工程例項來說明該課程的教學內容，讓學生明白製造科學來源於生產實踐，又服務於生產實踐的道理，使課程內容具體化、形象化，從而激發學生的學習興趣。在此基礎上，還可以透過分析該課程對培養機械類學生專業能力、增強就業競爭優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.注重綜合應用的教學
工程技術領域的理論知識最終是要應用的，“機械製造基礎”課程是由多門課程整合而成，教學過程中應著重培養學生的綜合應用能力。教學中將“機械製造基礎”的內容綜合化，使學生掌握多門學科的綜合知識，安排一些基礎理論應用的教學內容，提高學生運用基礎知識的能力。探索“機械製造基礎”與其他相關課程的關係，使學生專注於綜合知識的學習及基礎知識的綜合應用。[7]
3.設定問題，課內外分組討論
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製造及相關方面的知識去思考，然後組織學生討論並提出解決方案，最後由教師對各種解決方案進行分析點評，引出正確結果。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，可以改變傳統的課外作業形式，首先為學生設定一些工程實際問題，然後組織學生進行課外分組，讓學生利用所學的知識、技能、設想共同討論問題，交流心得，最後以組為單位提交問題解決方案。
四、“工程意識”培養方法探討
為培養學生的工程意識，在“機械製造基礎”課程教學過程中，除強化實驗、實習等實踐環節外，還應注意以下方面：
1.理論聯絡實踐
“機械製造基礎”課程中包含較多的偏重於應用的知識，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。對於這部分內容，教師應從工程應用的角度去教授給學生。如對於圓柱銷的定位問題，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。這時就應該根據工程實際，賦予定位銷和工件一定的強度、硬度等力學效能，如果用短圓柱銷限制工件的轉動自由度，由於其所受的切削力、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]透過這樣的講解，學生不僅可以深刻理解圓柱銷定位的理論知識，而且培養了從工程角度思考問題。
2.理論知識聯絡生活經驗
將晦澀難懂的專業知識與大家熟知的日常生活例項作類比，不僅使知識更易被接受，而且能激發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類似於磚瓦加工時做磚坯和燒製的過程。
五、結束語
工程意識是工程師最重要、最基本的素質之一，也是當今高等教育的薄弱環節。“機械製造基礎”作為培養高素質工程技術人員的主幹課程，其教學內容、教學方法改革勢在必行。根據現代機械製造領域的發展需要，改革教學內容;根據學生認知特點和認知發展階段，改革教學方法;根據機械類、近機類學生的培養目標，從工程意識培養的角度進行“機械製造基礎”課程的教學，才能提高學生的全面素質，培養符合機械製造發展趨勢的高素質工程技術人員。