机械制造技术模块化教学改革研究

徐强　许泽银　朱爱华

摘 要 为了更好地培养学生具有编制机械制造工艺规程与实施的工作能力，借鉴德国应用科技大学模块化教学理念，对机械制造技术类相关课程进行模块化改革，以能力为导向，构建模块内容，不过分强调学科知识的系统性和内在逻辑性。在模块教学过程中，采用项目导入法、现场教学方法等教学手段，达到较好的教学效果。

关键词 机械制造技术；模块化教学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2015）10-0111-02

1 引言

机械制造技术涵盖金属切削原理与刀具、机械制造工艺学、金属切削机床、机床夹具设计等制造类课程。通过该类课程的学习，使学生具有从事机械制造工艺规程编制与实施的工作能力，对机械制造装备进行设计、维护、改造的能力。该类课程直接面向生产实际，具有实践性很强的特点，由于学生大部分从高中直接进入大学，对所学的机械制造理论缺乏感性的认识，再加上课程体系是以学科进行搭建的，强调学科知识的内在逻辑性和系统性，课程内容偏重基础理论、原理、数据甚至公式，缺乏机械工程专业设计应用的相应内容，所以课堂教学相对比较枯燥。特别是针对工程类的学生来说是一门非常头疼的课程，学生普遍有厌学心理。

借鉴德国应用科技大学的模块化教学经验，通过走访用人单位，确定机械设计制造及自动化专业毕业的学生所具备的能力，以能力为导向，构建机械制造技术课程群模块内容，不过分强调学科知识的系统性和内在逻辑性[1]。在模块教学过程中，采用项目导入法、现场教学方法等教学手段，收到较好的教学效果。

2 德国应用科技大学模块化教学理念

德国高等教学中的“模块（Module）”通常由几个相关联教学课程组成，一个模块构成一个相对独立的教学单元[2-3]。模块以培养学生的能力为目标，不过分强调学科的知识性和内在逻辑性。德国应用科技大学把能力分成三类，即专业能力（与专业相关的知识技能储备）、方法能力（用恰当方法解决实际问题的能力）、社会能力和自我能力（交际能力、团队精神、自学能力）。为了实现不同的能力可采取不同的教学活动，有讲座课、研讨课、练习课、实验训练课、项目教学课、学生自学等。为了实现专业能力多使用讲座课，而实现方法能力、社会能力和自我能力多采用研讨课、练习课、项目教学课等不同形式的教学活动。其中项目教学课就是用实践项目进行新知识的引入，激发学生学习的源动力，传授知识时紧密结合实践项目，使学生在实践中巩固新学的知识，并做到融会贯通，培养理论和实践的综合应用能力和分析问题、解决问题的能力，达到全面提高学生综合素质。

3 课程内容模块化教学改革

鉴于上述模块化教学理念，为了更好提高应用型高校的教学质量，对机械制造及自动化的课程体系进行模块化教学改革。该专业培养目标是在机械工程及相关领域具有从事设计、制造、开发等能力的高级应用型人才。为了提高本专业机械制造方面的能力，设置了机械制造技术模块、机械制造装备及其控制模块。通过走访用人单位，分析了机械行业对这些模块的需求及本地区特殊需求，结合本专业的培养目标提出机械制造技术模块、机械制造装备及其控制模块以下述能力为导向[4]：

1）从事机械制造工艺规程编制与实施的工作能力；

2）从事工艺工装设计制造的工作能力；

3）对机械制造装备进行设计、维护、改造的能力；

4）运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力，运用计算机进行辅助设计、制造的能力。

围绕上述能力，如图1所示，对教学内容进行模块化重组[5]，把切削原理与刀具的内容与数控技术中数控编程并入机械制造技术I模块，而把数控机床的电控内容并入机械制造装备及其控制模块内容。这样处理的好处是机械制造I、机械制造II模块以编制机械制造工艺规程为主线，系统介绍了编制工艺规程所需要的知识，包括数控加工知识，从而大大提高编制工艺规程能力。

机械制造技术模块分为机械制造技术I、机械制造技术II两模块，该模块以编制机械制造工艺为主线，主要介绍了机床、刀具、切削原理、数控编程等知识，并介绍了专用夹具定位及夹紧原理，在此基础上介绍制定机械加工和装配工艺规程基本理论，使学生具有设计机械加工工艺规程的能力及设计工装夹具的能力。

把机床设计、数控技术部分内容与机电传动控制部分内容整合成机械制造装备设计及其控制模块，主要针对学生具有设计、维护、改造机械制造装备能力而设置的，主要涉及机械制造装备电器控制的理论及方法，及其主运动、进给运动系统运动设计，主要零、部件结构设计等内容。

通过上述模块知识的重组，使教师和学生明确了本模块所要求的专业能力，不过分强调学科知识系统性和内在逻辑性，更加注重理论知识和实践知识的有机融合。

4 模块的教学方法探讨

按照模块化的教育理论，为实现不同的能力，可采取不同的教学活动，根据工科专业的特点，对不同的教学方法进行探索，来实现模块所要求的能力。

项目驱动方法的教学实践 机械制造技术模块中的工艺规程编制这一章的内容，大部分是如何编制的规则，如果照本宣科，学生无法理解，只能死记硬背通过考试，无助于提高工程能力。因此，可以选择用项目驱动方法来完成教学[6-7]。所谓项目驱动教学法，是指在教学过程中以项目的展开为主线，将相关知识点融入各个项目环节中去，进行层层推进，安排学生分小组围绕工程项目进行讨论，协作学习，最后通过共同完成项目的情况来评价学生是否达到教学目的的教和学的模式。

为了达到学生具有编制工艺规程的能力这一教学目的，把学生置于工作现场中，以一个典型零件的工艺规程编制为项目，通过学生自主、互动学习编制工艺规程有关的理论知识，如加工零件粗、精基准的选择，加工工艺路线制定等理论，在教师的指导下，以学生为主来完成该项目。通过教学实践，该种教学方法的特点是由教师为中心转变以学生中心，由教材为中心转变为以项目为中心，学生能真正理解编制规则，以提高编制工艺规程能力。

现场教学方法的教学实践 机械制造技术模块都是实践性很强的模块课程，大部分学生是高中直接进入大学，缺乏现场实践经验。比如：在滚齿机教学中，学生连滚齿机都未见过，教学效果较差；在夹具教学中，限制自由度、定位基准的选择一直是教学难点，学生无法理解，究其原因，主要是由于学生的空间想象能力、实践能力较差。因此，可以选择用现场教学方法来完成教学。

在滚齿机教学中，首先带学生到现场了解滚齿机的组成及所需的运动，然后到教室分析其传动链组成及其调整原理，课后完成某个齿轮挂轮的计算，最后学生分组，到现场对滚齿机挂轮进行调整，即完成本模块的实践教学。在夹具的设计教学中，对夹具的组成、定位原理进行讲解，然后把学生分组对某个夹具进行测绘、组装，并画成相应的装配图。

通过这几年的教学实践，发现这样做的好处是学生不仅了解了夹具的组成，而且对定位原理有着比较直观的了解，现场教学弥补实践经验的不足，使学生的工程能力有了进一步提高。

5 结语

1）以能力为导向，优化和整合教学内容，模块设置更加实用化。不过分强调学科知识系统性和内在逻辑性，做到理论知识适用，强调理论知识在工程环境中应用，增加实践性教学环节的学时，突出工程实践应用能力的培养。

2）在实施过程中，教师实现从“知识的传授者”到“学习的促进者”的角色转变，为了培养学生的应用工程能力，探索了项目驱动方法、现场教学法等教学方法，增强了学生的学习兴趣和学习的自主性，实现了学生由被动学习到主动找东西要学的转变，提高了学生的工程实践能力，培养了学生的工程意识和科学严谨的工作作风。教与学的有机互动，也增强了教师教学的责任感和危机感，教师自身的知识专业水平和教学能力也得到不断的提高。

3）模块化教学改革虽取得一些成绩，但也存在一些问题，包括：有些相关课程之间的融合度还不够；实践教学的实施难度较大，需要得到社会、企业和学院的大力支持；师资队伍尚不能完全满足理论教学和实践教学的需求。

参考文献

[1]车长冰，安静波，江卫国.土木工程专业模块化教学探讨[J].廊坊师范学院学报，2011，11（4）：100-103.

[2]宿静瑶，汪木兰，曹雪虹，等.德中应用高校机械类本科专业模块化教学体系比较研究[J].中国现代教育装备，

2013（19）：89-92.

[3]张鸣放，窦力军，于雷.中德应用型大学课程设置比较分析[J].高教研究，2011（6）：50-55.

[4]徐强.基于CDIO理念机械制造模块教学模式的探讨[J].合肥学院学报，2013，23（1）：82-84.

[5]邵一江，刘红.基于能力导向的模块化教学体系的构建[J].合肥学院学报，2013，23（4）：58-63.

[6]李刚.项目导入法在机械设计基础教学中的应用[J].经济研究导刊，2010（21）：19-22.

[7]岳江新，李国芹，郗艳梅.关于机械制造基础课程教学方法的探讨[J].河北工程技术高等专科学校学报，2013（3）：

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