机械制造工艺学教学方法分析
2015-10-21李素玲
李素玲
摘 要:随着机械制造工艺学教学要求的不断提高,研究其教学方法凸显出重要意义。本文探讨了机械制造工艺学课程的内容和特点,并就现场教学法、项目教学法、参观教学法,以及多媒体教学法展开了研究,分析了相关内容。
关键词:机械制造工艺学;教学方法;分析
一、前言
作为教学要求较高的一项学科,机械制造工艺学的重要性不言而喻,有必要对其教学方法进行深入研究,以保障其整体教学效果的取得。希望本文的研究,对相关工作的实践能够起到借鉴参考作用。
二、机械制造工艺学课程的内容和特点
1.工艺分析
工艺规程制订主要是设计一个零件完整的加工工艺。虽然机械产品的结构各不相同,但其制造工艺所遵循的原理、方法和步骤却有很多相似之处。因此,机械制造工艺学课程就是要通过有关的教学环节,使学生对机械制造工艺的基本原理和概念、基本理论和方法以及基本规律有系统而全面的了解和掌握。机械制造工艺学课程的一个重要任务就是培养学生对工艺的分析能力,使他们能在高效率、低成本的目标下,设计出最优的工艺过程方案,同时对实际生产过程中出现的问题进行正确分析和处理。
2.课程特点
(1)实践性强。授课时应注意基本理论与生产实际相结合,分析生产实际中遇到的问题,重视实践性环节。
(2)综合性强。该课程与金工、机械加工基础、公差、刀具、机床、夹具、企业管理等课程都有联系,要注意联系及综合应用以往所学知识。
(3)灵活性大。工艺理论与工艺方法的应用具有很大的灵活性,在不同的条件甚至在相同的条件下都可以有不同的处理方法,因此必须根据具体情况进行辩证分析。
三、现场教学法
采用现场教学法可增强学生的感性认识,解决基础知识的教学问题。机械制造工艺学课基础知识部分包含的内容很多,有机床与工艺装备、毛坯选择与加工、热处理方法选择及工序安排、机械制造工艺常用数据的查阅、工艺参数的选择等。这些内容比较松散,相互之间也没有必然的联系,给教学带来一定的困难。为了增强学生的感性认识,笔者在教学实践中采用现场教学法,较好地解决了这些问题。例如,在讲授热处理方法选择及工序安排时,可通过现场教学法提高学生的学习兴趣。首先,预先准备一些未经热处理的材料:45钢、高碳钢、低碳钢、低碳合金钢。准备一些经热处理的材料:淬火后的45钢,经渗碳、渗氮后的低碳合金钢等。然后让学生在机加工车间亲自动手在车床上加工,感受不同材料的加工工艺性,包括切削加工难易程度和表面质量。在加工过程中,学生会发现45钢加工工艺性较好,高碳钢太硬,低碳钢、低碳合金钢材料太软,韧性太大,也不利于切削加工和实现表面质量;淬火钢,经渗碳、渗氮后的低碳合金钢,采用普通切削刀具根本无法加工。针对这种现象,将高碳钢、低碳钢和低碳合金钢拿到实验室分别进行退火、正火热处理,再进行试切。学生体会到经热处理后的高碳钢、低碳钢和低碳合金钢材料均比热处理前易于加工。最后有了这些感性认识后就可以进行系统归纳。
四、项目教学法
项目教学法是一种以实践为导向、教师为主导、学生为主体的教学方法,它从职业实际需要出发,选择典型的项目为教学内容,通过师生共同实施项目内容进行教学活动。项目教学法具有很强的实践性、针对性、探究性和职业性,采用此种教育方法可以达到良好的教学效果。以加工一个台阶轴为例。让学生以小组为单位根据加工表面的尺寸精度和表面粗糙度要求拟定加工工艺方案,由各小组选一名代表公布自己本组的方案并作出说明。将学生带到机加工车间,按照拟定的加工工艺方案进行零件的加工操作,操作加工的每个步骤过程和加工表面的质量都让学生仔细观察和比较,并对加工零件的质量进行检验。没有达到质量要求的,让学生分析原因并提出改进方法。学生以小组为单位,每个小组在组长的带领下互帮互学,共同学习,教师巡回指导,必要时给予适当的指导,每个学生加工好一个零件后,各个小组作总结,展示加工零件(台阶轴)。按评分标准,首先由学生个人对台阶轴进行自评,然后小组成员互评,最后由教师进行检查评定,给出学生的成绩。这样有助于培养学生的机械加工工艺能力,培养学生的学习能力和独立工作能力。
五、参观教学法
参观教学法是指根据教学目的,组织与指导学生到校内外一定的场所,对实际事物进行实际观察、调查、研究和学习,从而获得新知识或巩固、验正和扩大已学知识技能的教学方法。例如,在讲授圆柱齿轮加工内容时,笔者在讲授编制盘式齿轮的机械加工工艺过程后,为了让学生能验正、加深和开拓所学知识、技能,亲自联系了某机械厂,让学生到该厂进行参观学习。在工厂,笔者邀请技术人员对学生作讲解介绍,首先给学生分析零件的技术要求和结构特点,寻找出零件由哪些基本表面和特形表面组成。对于盘式齿轮来说,可把它分解成外圆表面、端平面、内圆表面和渐开线齿形表面。其次,在开始编制零件的机械加工工艺过程之前,讲解如何拟定单一的外圆表面、平面、内孔和齿面的加工方案。最后,将这些单一表面的加工方案合理地融合在一起,最终形成盘式齿轮的加工路线,解决了编制盘式齿轮的机械加工工艺过程卡的主要问题。然后把学生带到生产车间,引导学生根据工艺过程卡的内容,学习掌握盘式齿轮加工过程的几个阶段。
六、多媒体教学法
多媒体教学由文本、图形、动画、声音、视频等多种媒体信息组成,图文声像并茂,因此给学生提供的外部刺激不是单一的刺激,而是多种感官的综合刺激,这种刺激能引起学生的学习兴趣和提高学生的学习积极性。利用Pro/E绘图软件,绘出空间误差形成图,并对其磨削过程进行演示和动画模拟,做成CAI课件,课上直接打开CAI课件投放在屏幕上,投影效果是放大的,画面是彩色的、可动的,看起来既清晰又直观,不仅使复杂问题简单化、抽象问题具体化,还利于引发学生思考,开发学生的智力。
七、结束语
通过对机械制造工艺学教学方法的相关研究分析,我们可以发现,该项工作的顺利进行,有赖于对其多项影响环节与因素的充分掌控,有关人员应该从机械制造工艺学教学的客观实际需求出发,研究制定最为符合实际的教学方法实施策略。
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