“特种加工技术”精品课程教学研究与实践

2014-10-08张桂香，李志永，高军，李彦蓉

教育教学论坛 2014年8期

张桂香，李志永，高军，李彦蓉

摘要：本文针对机械工程领域机械制造及其自动化专业的重要课程《特种加工技术》的教学，从课程定位、教学体系、教学内容、教学方法、实践教学等方面着手，对“特种加工技术”精品课程建设进行了研究和探讨。通过生动、形象、直观、多样化的教学方法和手段，培养学生发散思维、立体思维、逆向思维、开拓创新和解决工程实际问题的能力，取得了良好效果。

关键词：精品课程；教学研究；教学模式；创新能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）08-0220-02

一、引言

特种加工技术是指依靠声、光、电、磁、化学、热及其复合等的能量形式，使其施加于被加工材料的表面，通过一定的控制措施实现对零件的尺寸加工、形状加工、表面改性、表面处理等的非传统加工方法；是机械加工工艺的补充和延伸；是先进制造技术的重要组成部分。本课程所涉及的内容理论较深，学科交叉多，知识面广，工艺更新快，学生学习难度较大。随着现代化信息技术的发展和制造领域对人才需求的不断增加，以前的教学方法和手段已经不能满足发展的需要。为此，本文从课程定位、教学体系、教学内容、教学方法、实践教学、网上互动平台建设等方面着手，对“特种加工技术”精品课程建设进行了研究和探讨，建立了一套独具特色的现代化专业课程教学模式。

二、课程定位

为适应高等教育改革是需要，贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》的精神，促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国，培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的各类型高质量工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。2010年我校作为山东省属高校中唯一一所入围“卓越计划”的高校，机械设计制造及其自动化专业获得立项支持。“特种加工技术”课程是机械工程领域机械制造及其自动化专业的主干专业课程之一，是机械加工工艺的补充和延伸，是先进制造技术的重要组成部分。该门课程的定位和目标是培养掌握特种加工理论、加工工艺、工艺编程与操作的，符合当今制造业急需的，以数字化信息化技术推动下的“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的机电制造业复合型高素质技能型并具有一定开发能力的技术人才。

三、教学体系建设

“特种加工技术”课程的主要特点是多学科交叉、知识面宽（涉及声、光、电、热、磁、化学等方面），知识跨度大。其课程体系建设重点解决理论知识与实践应用的有机结合，提高学生学习的主动性和创造性，培养和提高学生的理论水平、工程实践和应用能力。主要从以下几个方面构建课程体系。

1.以理论为依据，以工程应用为背景，加强理论与实际的结合，培养学生的工程意识和实践能力。“特种加工技术”作为一门实践性很强的专业课，是本科教育阶段综合性工程应用的教学环节，也是实现培养目标的重要途径。为此，根据上述课程定位，结合当今制造业对人才培养的要求，笔者在承担多项国家级和省部级科研课题研究过程中，收集了大量国内外科研技术资料，探讨本学科前沿知识，掌握了本专业范围的许多新理论、新成果、新方法、新工艺，及时补充和更新教学内容。本着培养学生“三方面能力”，即综合理解和运用机械工程基础知识的能力，透彻理解特种加工的基本理论和基本应用的能力，结合具体工程实际解决和研发新加工方法的创新能力。落实“一方面素质”，即具备在制造业信息化技术、控制技术、传感检测技术推动下，机电一体化的复合型人才高素质的课程建设培养目标。以生动、形象、直观、多样化的教学方法和手段，使该课程基本知识的传授，融科研与教学于一体，及时更新、充实教学内容，突出了理论与实际的紧密联系。

2.强化实验教学，提高学生的动手实践能力。实验教学作为实践教学的重要组成部分，是课堂教学的重要补充和延伸。为了保证实验教学质量，在实验教学中，采用多元化的实验教学模式，将创新能力、设计能力和动手能力的培养贯穿于实验教学过程。具体做法是：设计实验内容，既要保证学生掌握基本的理论知识，又要加强学生实践能力和动手能力的培养，并且将零件加工方案的选择、工艺路线的分析、加工工艺的制定、数控加工程序的编制以及实验报告等有机结合起来，形成一套为培养学生机械加工方法的选择和加工工艺的制定能力服务的完善的实验教学体系，确立培养学生的工程实践与创新设计能力为主线的教学目标。在安排实验内容和编制实验教学大纲过程中，需要根据各种特种加工设备目前在实际生产中的普及情况，结合学校现有的实验条件，对特种加工各类课程进行合理安排。

3.结合实习环节，拓宽学生视野。实验课的开设让学生现场感受到特种加工的奇特魅力和独到效果。但实验室里的加工实验不是真正的生产，为了让学生亲身感受特种加工工艺在生产中的应用，在课程结束后安排一周的生产实习。在实习过程中，学生通过参观和亲身体验，增长见识，扩大视野。对特种加工的工业化生产组织形式、产品类型、生产环境以及机床操作等有深入的了解。通过在工厂的实习，使学生全面了解和掌握特种加工在生产中的应用、工作环境以及产品的适应性，这对以后从事该方面的工作具有非常直接的指导意义。

4.毕业设计环节融入特种加工方面的研究和设计。毕业设计环节是学生大学四年最后的学习阶段，最能锻炼学生的综合应用能力和独立思考能力。在设计学生的毕业设计题目时，结合老师在特种加工方面的研究课题，使学生参与相关课题的研究。这样既巩固了特种加工知识，又掌握了该技术的实际应用。为学生以后的工作和学习打下坚实的基础。

下页的图是运用现代化的教学手段建立的《特种加工技术》精品课程教学体系。

四、教学内容与教学方法

“特种加工技术”是当今制造业在数字信息化技术、控制技术、传感检测技术快速发展的推动下，机械工程领域中出现的现代先进制造技术和加工方法，给机械制造业带来了深刻的变革，促进了制造业向更深更高层次发展。本着培养学生“三方面能力”，落实“一方面素质”的课程建设培养目标，其教学内容和方法主要从以下方面进行。理论教学与实践教学结合，理论教学突出先进性、实用性和前沿性。在课堂教学上，强调理论与实践的融合和知识之间的内在联系。重视专业性较强的和相关的应用理论，突出理论的实用性，主要遵循如下原则。（1）应用性原则：理论教学以应用为目的，通过学以致用掌握基本概念和基本理论、强化应用为教学重点，加强工程素质、工程实践能力和创新能力的培养。（2）整合性原则：打破原有的课程界限，突出各门课程的综合性，体现了传统工程技术、现代工程技术的融合，建立整合性内容课程。（3）先进性原则：针对当今国内外制造业发展的现状，为了拓宽学生的知识面和激发学习兴趣，增加现代技术含量，处理好传统与现代教学内容的关系。改进教学方法，采用现代教学手段提高教学质量和效率。（4）“特种加工技术”课程有关的毕业设计突出综合性，遵循一切理论教学为培养工程应用能力服务。课题来自生产一线和教师正在研究的课题；学生直接参与科研和实验室建设，在老师的指导下进行设备改进和性能研发。毕业设计一人一题。对实验进行了重新审核和研讨，加大实验改革力度，增加创新性实验，提高学生的学习兴趣和学习积极性。采用多媒体教学，增加案例解析，加强实践性环节教学，让学生到实训基地进行训练，增加对课堂知识的理解和掌握。endprint

五、实践教学

实践教学主要从三方面入手。

1.实验教学。我校实验室建设力度很大，拥有符合特种加工试验条件的一整套先进的试验仪器和设备。如数控电火花成型加工机、数控电火花线切割加工机床、快速成型机、超声加工机、数控激光加工机、五轴联动数控加工中心、三座标测量仪等若干先进的加工试验设备。

2.校内外实习实训教学。我校工程实训中心设备比较齐全、先进，给学生学习提供了比较好的工程实训条件。通过与企业联系与合作，建立了多处校外生产实习基地。每年分期分批带领学生到企业实习，已形成“特种加工技术”课程良好的教学基础支撑。

3.毕业设计环节。利用毕业实习与毕业设计，使学生了解毕业设计题目中相关技术的发展现状，通过亲自设计特种加工设备，参加教师的相关课题研究，加深对特种加工工艺的理解，提高学生的综合应用能力和创新能力。

六、网上互动平台建设

在学生课后自学学时内充分发挥网络资源的优势，在学校信息化教学平台上建立主讲教师与学生网上交流、网上答疑、网络授课等的互动平台，同时积极发挥网络课件和多媒体技术的优势，适当缩减面授学时，形成以授课、实验、实习、网上互动、毕业设计综合运用的多方位立体化的教学模式。

七、结语

经过多年的教学研究与实践，特种加工技术精品课程建设取得了预期的效果，主要体现在如下方面。

1.学生的学习积极性明显提高，基本理论知识的掌握更加扎实。通过教学改革，采用生动、形象、有趣的教学手段和启发式、讨论式的教学方法，将特种加工技术中涉及的声、光、电、磁、化学、传感、控制、计算机技术等应用于加工制造业，极大地激发和提高了学生的兴趣和学习积极性，使他们对特种加工技术理论有了更加深入的理解和掌握。

2.学生分析和解决工程实际问题的能力有了长足的进步。精品课程的建设和教学方法的改革，提高了学生的动手能力和综合应用能力，增强了学生的科技创新意识。在后续课程和毕业设计中，学生能较好地运用特种加工知识解决工程实际问题。

3.通过该精品课程的建设，使教师的教学、科研水平进一步提高，起到了教学相长的作用。教师相继在各类期刊杂志上发表数篇教研教改论文，在国家级重要期刊上发表科研论文数十余篇。该项目的建设对培养学生的工程意识和创新能力发挥了重要作用。

参考文献：

[1]张惠芬.以精品课程建设为契机.全面提高教学质量和人才培养质量[J].中国电力教育，2006，（12）：442-443.