浅谈《机械制造与材料基础》的学习

肖蓓蓓+夏兆旺

摘要：《机械制造与材料基础》是高等工科学校热能与动力工程等近非机械类本科专业学生学习机械制造知识而开设的一门重要的专业基础课，其重要地位不言而喻。该课程通常将教学内容分为三大模块：材料性质，材料加工以及零件性能。但是教学内容涉及学科广，知识点分散，难以记忆。在教学的过程中，往往存在学生主观能动性不强，学习效果不佳的现象；对于知识点，往往是生搬硬套，无法做到融会贯通，活学活用。结合笔者的教学实践，将教学内容孤立成三大模块是不合适的，尝试以零件分析—材料选择—毛坯选择—热处理—切削加工—热处理—使用性能为主线，将教学内容一体化。

关键词：能源与动力工程专业；《机械制造与材料基础》；教学内容一体化

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）30-0097-02

能源与动力工程专业，围绕船舶特色，培养适应社会主义市场经济建设需要的德、智、体全面发展的，具有宽广的热、机、电、管理论基础，掌握动力工程与工程热物理、机械工程、电工电子等学科方面的基础理论知识，拥有较强的工程实践动手能力的热能与动力工程方面的高级工程应用型技术人才。《机械制造与材料基础》是高等工科学校热能与动力工程等近非机械类本科专业学生学习机械制造知识而开设的一门重要的专业基础课，其重要地位不言而喻。

《机械制造与材料基础》是一门综合性技术基础课程，在形式上浓缩了原有的机械工程材料（机械工程材料基础以及材料热处理及表面工程）、材料加工（成型技术以及切削加工以及特种加工）、机械零件的设计与材料及其处理、制造工艺的选择关系等主要教学内容。在课程的教学过程中，按照参考教材的编排顺序，将教学内容分为三大模块。“材料性质”部分主要给学生提供材料性能和材料学的基础知识，为产品选材、零件改性、材料成形和产品制造提供材料基础知识。“材料加工”部分包含材料热处理、材料成型以及机械制造工艺。材料热处理是指材料在固态下，通过加热保温盒冷却的手段，获得不同组织和性能的加工工艺，主要介绍了普通热处理和表面热处理的作用，了解材料的适用性。材料成型主要为学生提供各种形状的产品或毛坯的外形制造技术，了解产品制造首先是对外形的制造，材料成形是产品制造过程中不可或缺的制造技术，理解各种成形工艺在产品制造中具有多样性、可替换性和选择性，材料成形的技术基础与材料和选材部分密切相关。机械制造工艺部分主要介绍毛坯的切削加工与精加工技术以及特种加工与先进制造技术，该部分与材料成形和毛坯生产部分紧密衔接，是产品获得所需几何尺寸和精度的重要生产方法，机械制造工艺在产品制造中同样具有多样性、可替换性和选择性。“零件性能”部分是总括性的内容，包含材料选择、加工方法选择以及零部件之间的相互配合。

但是在教学过程中，这种基于模块化的组织方式不可避免的出现了教学内容分散、知识点难以前后联系的问题。《机械制造与材料基础》，知识面广、内容概念多，这就要求教师如何梳理三大模塊之间的联系，归纳整理材料选择—加工方法选择—工艺方案评价的递进关系，进而合理地安排教学内容，将教学内容一体化是授课教师的工作重点。据此，经过较长时间的分析汇总，我们初步形成了如图1所示的课程内容组织结构关系图。

在课程的教学过程中，根据课程内容有选择地使用案例教学法，将教学内容进行串联。以机床主轴为列，零件结构简单，用途为传递运动，因此要求具有较高的综合力学性能以及良好的加工精度和表面质量。从材料的选择上看，低碳钢塑性好，中碳钢综合力学性能良好，高碳钢强度高，因此选择通用材料为45钢。从毛坯选择方面，锻造力学性能高于铸造力学性能，结构简单，无需使用焊接连接。对于中碳钢的预先热处理为调质，主要目的是为了进一步提高综合力学性能。随后，根据加工精度以及表面质量的要求，安排粗车—半精车—精车—精磨的切削加工方法。为了提高表面硬度，增强耐磨性，安排的最终热处理为表面淬火。在整个过程中，以零件分析—材料选择—毛坯选择—预备热处理—切削加工—最终热处理—使用性能这一条主线为基础树干，逐步安排加工工艺方案，将《机械制造与材料基础》的知识点以树枝的形式进行添加，进而有效形成知识网络。

此外，为了避免学生过分在意概念的记忆而忽略知识的理解与运用，课堂上有序组织学生自行分析工程实例，侧重知识点的综合运用。将传统专业基础课的闭卷测试方法改为开卷测试，题型上加重分析题的比重，避免了题型教材化、概念化、孤立化。除了基础知识测试外，设置开放性试题，答卷的评价要着眼于回答是否符合题目要求，立场观点是否正确，逻辑表达是否清楚。除了坚持必须的学科术语的运用外，评分意到即可。通过平时训练以及期末总评，加深学生对《机械制造与材料基础》教学内容的认识以及理解，做到真正意义上的掌握。