增强能力【基于增强实践能力的机械制造技术基础课程改革方法】

基于增强实践能力的机械制造技术基础课程改革方法

基于增强实践能力的机械制造技术基础课程改革方法 摘 要 针对目前本科教育强于理论而弱于实践等问题, 采取课程改革方法有效增强学生的实践能力。以机械制造技 术基础课程为例,浅谈如何在教学过程中通过适当的教学改 革,从根本上改变“高分低能”毕业生的现状,进而培养能 够学以致用,将理论与实践相结合的优秀机械类本科生。

中图分类号:G642.3 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2016)20-0142-02 1 前言 机械制造技术基础是目前我国机械类专业本科期间普 遍开设的主要专业课程。课程主要包括机械加工工艺、金属 切削原理与刀具、金属切削机床、机床夹具、机械零件加工 质量分析与控制等几个主要部分[1],旨在加强学生对机械 加工工艺、机床、夹具以及刀具等机械加工中的常识性知识 的理解,使学生具备一定的分析和解决机械加工中实际问题 的能力,并且初步具备解决加工现场工艺问题的能力,为以 后实际工程问题的解决奠定基础。机械制造技术基础课程在 整个机械设计和制造及生产过程中都占据着重要地位,该课程实践性强,涉及知识面广,因此,机械类学生必须具备一 定的实践能力。

2 当前教学模式 目前的机械制造技术基础课程的授课模式仍然是以传 统的课堂讲授为主。对于抽象知识,通常使用图示和多媒体 教学的方式辅助学生理解。在本科教学方式还不成熟的时期, 灌输式教学是必然的选择,亦是无奈的选择。灌输式的教学 方式可以最快地使学生熟悉大量的知识点,了解繁复的制造 技术。但是现在若仍采用灌输式教学,则难以继续满足该门 课程的教学需求,更难以培养出能做到学以致用的机械类人 才[2-3]。

首先,灌输式教学无法使学生直观地理解课程中大量的 抽象概念;

其次,该种教学模式难以激发学生的学习热情;

最后,一味地由教师在课堂上讲述而脱离了生产实际, 将会使得学生在参加工作后无所适从,不能真正理解自己的 工作内容[4]。3 关于机械制造技术基础课程改革的讨论 机械工程是一门理论与实践并重的学科,教学必须要以 实践为出发点和落脚点。在教学过程中应当从实践出发,引 导学生参与课程,而最终的目的是要培养出具有解决实际问 题能力的优秀机械人才[5]。显然,当前的填鸭式教学模式 难以充分实现这一目标。因此,下面结合对该门课程的教学 经验,探讨关于机械制造技术基础课程改革的一些观点。

机械制造技术基础课程是对原来的“机械制造工艺学” “金属切削机床”“金属切削原理与刀具”和“机床夹具设 计原理”4门课程的教学内容进行重新集成、整合和更新, 导致目前课程学时相对少、内容多,理论与实践分离,使学 生难以真正地理解课程内容。由于课程的特殊性,机械制造 技术基础是无法脱离实践而进行教学的,然而现在普遍的教 学方式都是由教师在课堂上讲授课程,缺少实践环节。

应用型的本科教育既不是培养传统的技术工人,也不是 培养主攻理论的科研人员,而是致力于培养一种介于二者之 间的人才,既具备理论基础,又具备解决实际问题能力的工 程技术人才。因此,机械制造技术基础课程不能脱离实践, 而应该同实践紧密结合。在授课形式上,应当有充分的课时引导学生利用学校资 源参与实践。仅以金属切削为例,对于刀面、切削刃等较为 直观、容易掌握的知识点,通过图示或多媒体的教学方式就 可以使学生得到充分理解;
但是对于诸如不同的切削用量对 加工表面质量究竟会造成何种影响等更为感性和抽象的知 识点,没有亲自的实践和现场观摩是难以得到深刻理解的。

4 关于机械制造技术基础课程改革方案的实施 由前述讨论可知,机械制造技术基础课程需要安排一定 量的实践课时,以实现理论与实际相结合的教学效果。实践 课程至少要占到总课时的1/3以上,有条件的学校甚至可以 考虑将比例扩大至1/2左右。以下是结合教学经验提出的机 械制造技术基础各个部分实践课时具体内容的实施方案。

金属切削与磨削加工 在实践课时中让学生亲自体验各 种成型方法的工作方式,加深对各种成型方法的理解;
让学 生直观地感受不同的切削和磨削用量对表面质量的影响,以 及不同的刀具材料和几何参数对加工表面质量的影响;
如果 教学条件不足,可以由教师选择较优和较劣的方案分别进行 加工以节省成本和时间。

机械加工工艺规程的制订 工艺规程的制订是一项需要长时间积累的工作,然而当前的教学中关于工艺学的部分更 注重理论授课而缺乏实践操作。在理论课程讲授完之后,可 以让学生在课下完成某个工件的工艺规程的制订,并在实践 课时中让学生按照自己所编写的工艺规程进行加工,通过实 际操作切实感受到不同水平的工艺规程对加工效率和加工 质量的影响,加深对工艺规程的理解,了解工艺规程的制订 在机械加工中占据何种地位,工艺规程的优劣对机械加工将 会产生何种影响。同样,如果客观条件无法满足每个学生都 实际参与加工,可以由教师选择较优和较劣方案分别进行加 工。

机床夹具 机床夹具种类繁多,仅靠图示难以表述清楚, 而类似三爪卡盘等较大夹具难以拆卸,不方便在课堂上展示, 具体的工作原理仅靠课堂讲述也难以表达清楚。在实践课时 中,可以让学生亲自体验各种机床夹具的夹紧定位方式,更 能加深对六点定位原理的理解,使学生可以切实地理解到每 一个定位点是如何限制工件的自由度的,而过定位、欠定位 和不完全定位在工件的定位中又是如何产生不同的影响的。

也能使学生直观地观察到各种典型的定位方式,理解它们各 自的优缺点。

关于其他知识点的实践课时安排 在机械制造技术基础 课程中,有一些理论性较强或是需要大量的实验数据支持的知识点,如机械加工质量的影响因素及控制,机器装配方法 的选择及确定。这些知识点或者是研究性较强,不适宜在本 科教育阶段深入讨论;
或者是需要大量的实践经验,而这种 经验在本科阶段也难以获得。因此,这些知识点并不适宜于 安排过多的实践课时,但是安排一定的实践课时仍然是必要 的。

掌握一定的理论性较强的知识,可以激发学生的科研 兴趣。机械工程作为一门建立在实践基础上的学科,科研需 要大量的实验数据作为支撑,在本科教学中有意识地引导培 养学生的科研能力,可以帮助学生发掘自己的兴趣,为以后 的择业或深造做好准备。

掌握一定的经验性知识,可以使学生在日后的工作中具 备一定的管理生产的能力,而参与生产管理是机械类本科教 育的目的之一。因此,在教学过程中应当有意识地使学生了 解并参与到整个生产过程中去,为日后的工作打下坚实的基 础。所以在教学过程中对于这些知识点仍然需要安排一定的 实践课时。

关于先进制造技术单元的实践课时安排 当下在本科教 育中对于先进制造技术涉猎甚少,这样是不利于培养出优秀 的、现代化的机械工程师的。对于本科生的教育,要能做到 立足基础、放眼未来,对于前沿的、先进的技术不能忽略, 而是要由教师引导学生去关注了解。充分利用学校实验室的 便利条件,让学生了解到最前沿的制造技术,既可以为国家培养更高级的机械人才做准备,也可以激发起学生的学习和 科研热情。

关于机械制造技术基础考试方式改革的设想 在教学中 经常见过所谓“高分低能”的学生,该类学生在理论考试中 可以获得优秀的成绩,但是在实际解决问题中的表现并不尽 如人意。在本科生教育中,关于理论知识的考查固然重要, 但是对于实际操作能力的考查也不能轻易舍弃。因此,在机 械制造技术基础的考试中可以采用理论与实际操作按不同 比例参与最终分数的评定方式,具体比例可以依照各学校不 同的课程安排和实际情况适当调节。

5 总结与展望 机械工程作为工程学的一大分支,需要建立在坚实的实 践基础之上。而当今我国机械类的本科教育过于偏重理论而 忽略实践,是一种本末倒置的做法。机械类的课程应当走出 教室,回归到实践当中去。这种想法不止局限于机械制造技 术基础这门课程,同样适用于整个机械大类乃至于整个工科 类的课程。对于目前的教育模式,应在理论教学中适时、适 量地穿插一些实践学时。因此,通过该教学改革方法的实施, 可为社会培养出合格的、能够学以致用的机械类人才。

参考文献 [1]朱立达,巩亚东,史家顺.基于数字化建模与仿真的 “机械制造技术基础”课程改革与应用[J].中国新通信, 2015(7):108-109.[2]中国机械工程学科教程研究组.中国机械工程学科 教程[M].北京:清华大学出版社,2012. [3]国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020 年)[M].北京:人民出版社,2010. [4]陈国栋.我国大学教育现状与教学方法改革[J].中 国高等教育,2013(23):42-44. [5]李志义.推进十个转变 实现大学教学改革新突破 [J].中国高等教育,2012(17):25-29. 中国教育技术装备