机械制造技术基础课程教学方法改革探索

◆季晔

作者：季晔，博士，洛阳理工学院机电工程系讲师，研究方向为机器人机构学（471023）。

机械制造技术基础是高等院校本、专科教育中机械类专业的重要专业技术基础课程之一，是一门讲述有关机械产品制造过程的综合性技术课程。在本校的机械类、近机类课程教学大纲中规定，该课程的大纲内容包含四部分：金属切屑原理、金属切屑刀具、金属切削机床和机械制造工艺学。在20世纪70～90年代，上述四部分内容一般为2～4门独立的课程，现今很多高校均调整为机械制造技术基础一门课程。本文结合教学实践，从教学内容、方法与手段、考核方式等方面对机械制造技术基础课程及其课程设计等环节的教学改革进行探讨。

1 机械制造技术基础课程的一些教学难点

机械制造技术基础课程受原有课程体系的影响，加之学生接触生产实践机会较少且时间有限，课程内容较枯燥、不易理解，教学过程中发现以下问题。

1）刀具几何角度较为抽象，这部分是教材的开篇部分，容易导致学生困惑，丧失学习本课程的积极性。

2）课程中涉及的机械加工机床种类较多，学生对各类机床了解大多留存于表面，各类机床的加工特点及适用场合不易掌握。机床传动系统复杂，缺乏直观性，不易理解。

3）接触实际机械加工生产少，加工工艺乃至对整个生产过程仅停留于课本。

上述问题的存在导致培养出的学生仅依赖教师所讲，缺乏独立思考和完成简单工艺编制的能力，也阻碍了学生的学习热情。此外，很多中小型企业招聘人员后，培训力度不足，特别是师傅带徒弟的模式较少，学生难以适应这些企业发展的需求，影响其在工作岗位上的技术提升。

结合洛阳理工学院近年来学生的就业状况，机械设计与制造、机电一体化专业的技术技能型人才呈现良好的就业局面，很多学生进入的也正是中小型企业。因此，教师在教学中不仅要考虑知识传授，更应重视学生实践能力的培养。

2 回顾所学课程，为本课程学习奠定基础

在进行课程讲授前，首先让学生了解本课程的基本内容，结合已学课程，说明与本课程的关系，让学生清醒地明白，大学课程的安排是有机的整体，是彼此贯通的，如讲述工程制图、机械原理等课程与本课程的关系，采用引导式让学生回忆，发现课程学习中遗忘或未掌握的内容。工程制图在高等工科课程中是一门重要的基础必修课，该课程主要内容是学习工程图样的绘制和阅读，阐述该课程与本课程的联系，在刀具投影和夹具设计中都能体现制图和识图能力；讲述机械设计课程与本课程关系，设计与制造是工程中不可分割的整体，两者相辅相成，相互影响。通过各个教学环节的串讲、知识融合，使学生树立现代工程意识，掌握机械工程领域中必备的基础知识和基本理论，具备分析解决机械工程中一般技术问题的基本能力，为后续课程的学习及今后从事工程技术或科学研究工作打下坚实的基础。

3 以授课+实践为核心的教学方法与手段的改革

教学是教与学的有机统一，授课只是教学的一部分，对于专业课应尽量与实践相结合。改进授课方法，完善实践环节是确保教学改革成果转化为学生知识和能力的有效途径。20世纪，高等院校的多媒体教室数量有限，非计算机类课程甚至很多与计算机相关的课程也无法进行多媒体教学，采用的授课方式为讲授+板书，授课过程较呆板，学生容易疲劳，较为抽象的内容如机床传动链，学生不易理解。近年来，随着高校多媒体教学设施的进一步完善，新的教学方法使教学内容得以简化，由抽象变得直观，化难为易，有利于学习和掌握课程内容。此外，提高了教学速度，课题容量增多。新的教学方法并非只有利，弊端也逐渐显现。授课过程中教师在幻灯片中安排了较多内容，进度也较快，内容重点不突出，学生仿佛置于一场电影之中，不做笔记，学习效果不佳。

针对现状，为了改善授课效果，具体教学方法可以进行如下改进。

1）在幻灯片中减少文字内容，保留主要环节，重点文字可用突出（如红色）标示。另外，可以采用互动式、讨论式、研究式等多种授课方法，注重体现以学生为主体，积极为学生创设问题，吸引学生注意力。多媒体课件中可以将图形、文字、动画和声音有机地结合在一起，不仅增加了课堂教学的信息量，学生对学习的内容也有直观的视觉认识，增加学习兴趣，文字内容也不至于过多，学生笔记记录也较容易。

如在讨论车床传动系统时，需对各功能模块，如主轴箱、溜板箱中的离合器、制动器及其操纵机构、纵向进给机构、横向进给机构、超越离合器等单独讲解，学生需对各模块的结构特点、工作原理充分理解，最后才能完整掌握传动系统图。三维造型软件或3D Studio Max软件可以很好地制作系统的动态模型，讲解时可将三维动画或运动仿真图用于授课，把课本上抽象的二维图转换为形象的空间三维实体表示，不仅可以使课本的静态问题形象化，还能进一步促进学生掌握二维图和三维实体图的关系。采用这种方式授课的好处不仅在于学生对本课程的深刻理解，还直接影响了学生对下学期学习三维造型软件的渴望程度，从而提升了学生的学习积极性，活跃了课堂气氛。

2）刀具的几何角度问题对于缺乏工程经验的学生来说是较难理解的。课本中的刀具几何角度是以简单的车刀为例进行讲解，学生对投影关系疑惑较多。首先应对车刀的种类进行补充讲解，突破教材中的投影视图是根据哪种车刀得到，不同种类车刀，投影图有何区别等问题；然后可以利用软件画出车刀的三维图，利用三维图投影得到二维图，使学生理解刀具的投影视图和几何角度。

3）学生已完成了金工实习，曾接触过机械加工工艺，在金工实习的时候要求每位学生做一把小榔头，授课过程中发现尽管如此，学生对整个过程已很模糊。在授课过程中安排学生去企业实习，让学生带着问题去了解企业生产，学习企业的生产工艺和工艺卡片的编写。在实习过程中，学生应注重典型零件的加工工艺及加工过程中使用的工装夹具，甚至检测装置，为课程设计奠定基础。

此外，根据不同的教学内容，可以采取相应的教学方法。在生产实习现场，可以与工程技术人员一起，采用比较教学法和案例教学法，进行提问式和讨论式教学。学生进入实习单位后，通过对实际产品的实例讲解，让学生学到课本上没有的专业知识，同时接触到行业标准、国标，为加强课程设计和毕业设计的严谨性打下基础。通过学生彼此之间对生产现场的讨论，进一步巩固学习效果和提升学习积极性。

4 课程设计教学改革

课程设计是机械制造技术基础课程中重要的实践环节之一，可以检验学生学以致用的能力，是工程制图、机械设计和机械制造技术基础三门课程的集中体现。在现有的课程体系中，洛阳理工学院的课程设计时间为一周，与前些年相比，时间大大削减，如何在短期内使学生完成一个合格的课程设计是课程教学面临的挑战，可以采用如下方法。

1）在实习（学期中期）前下达课程设计任务，课程设计始终贯穿于机械制造工艺学授课内容，在认识实习、生产实习过程中加大课程设计考核力度。本学期有三周的生产实习，在此之前将课程设计任务分配下去，学生用于课程设计思考的时间增多，收集素材和讨论的时间增多，让学生带着问题去企业实习，使学生在实习中有事可做，充分利用实习时间，防止“走过程”倾向的发生，也符合“实践—认识—实践”的客观规律。

2）调整课程设计任务和内容。由于集中完成课程设计的时间仅一周，采用五人一组，各组安排协调能力强的学生担任组长，由组长分工，在任务明确的条件下，五名学生共同完成一个零件由毛坯到成品的工艺卡片设计，并要求选用多种方案和工艺路线，说明各种方案的利弊，每名学生设计自己工序的夹具。这样既能发挥学生个人的能力，又能促使学生提高团结协作的能力。

3）加强课程设计中间答辩环节的检查力度。课程设计期中检测能及时发现夹具设计中存在的问题，如夹具设计方案的合理性能否满足定位和夹紧的需要；设计的难易是否得当，是否易于实现，在规定的时间内能否完成等。同时可以解答学生提出的一些疑问，采用分组讨论式完成答疑，有利于取得良好的学习效果。

为进一步提高自学能力，鼓励学生利用课余时间掌握一门三维造型软件并绘制出夹具三维图，完成较好的给予较高的成绩评定。

5 结束语

机械制造技术基础作为机械类各专业一门重要的专业基础课，学时多、任务重，课程教学需逐步改进的环节较多，要取得较显著的课程教学效果，离不开前期的金工实习以及授课过程中的认识实习或生产实习、课程设计等实践性教学环节，更离不开教学内容、教学方式和教学方法的与时俱进。只有在教学实践中不断探索，才能进一步提高学生学习的积极性和主观能动性，培养出能适应现代制造类企业发展需要的应用型人才。■

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