关于机械制造基础课程教学方法的探讨

岳红新,李国芹,郗艳梅

(河北工程技术高等专科学校电力工程系,河北沧州 061001)

关于机械制造基础课程教学方法的探讨

岳红新,李国芹,郗艳梅

(河北工程技术高等专科学校电力工程系,河北沧州 061001)

文中对机械制造基础课程的教学方法进行了一些改革与探索。在教学中,成功将主线贯穿法、模块教学法、多媒体教学法、实践教学法有机结合起来,调动了学生的积极性,激发了学生的兴趣,使学生的理论和实践能力大大提高,教学实践证明效果良好。

主线贯穿法;模块教学;多媒体;实践

机械制造基础课程是高职机械类专业的核心课程,具有综合性、系统性、实践性、难度高等特点[1]。本课程要求学生了解和掌握机械制造技术的有关基本知识、基本理论,培养学生获取和综合运用机械制造技术的能力。教学方法是否得当,是否富有成效,直接影响着学生对于知识的掌握、能力的开发和技能的培养[2]。如何改革教育教学手段和方法,优化课堂教学,使学生在课堂学习中既能轻松地获得更多更有效的知识信息,又能产生主动学习的欲望,这是一个值得反复探索和研究的问题。对此,笔者对机械制造基础这门课程探索了多种教学方法,应用于机电一体化专业,取得了良好的教学效果。

1 主线贯穿教学法

美国认知发现说代表布鲁纳认为,让学生掌握学科的基本结构,就使得学科更容易理解,就容易记忆学科知识,就容易产生学习迁移[3]。因此,教师应引导学生从机械设备设计制造的实战观点出发,按材料、制造毛坯、零件加工及装配和质量保证这个贯穿整个教材中的主线掌握本门课程内容,机械产品制造步骤如图1所示,比如轴的批量生产加工路线依次为选材、锻造、热处理、切削加工、检验。“材料”是第1章的内容,“锻造”是第3章毛坯获得方法的一种;“热处理”是第1章充分发挥材料性能潜力的重要工艺措施;“切削加工”是发挥机床、刀具和机床夹具(7、8、9章相关内容)的作用;“检验”是主要的辅助工序,第6章主要介绍零件尺寸及形位公差的检测。这样各章节主要内容之间的相互关系已清晰了然。

图1 机械产品制造过程

2 模块化教学法

根据课程标准的要求和学生的特点,把课程内容重新整理,设定不同的教学模块,循序渐进地引导学生掌握每一模块中的基本理论和应用技术。通过设定问题、引导讨论、给出解决方法,培养学生应用专业知识解决复杂问题的能力。

按照模块化教学内容的要求,对教材内容进行了重组。指导思想是将基础理论和相应的制造方法进行融合,形成一个教学模块,贯彻基础理论为实践服务、学习内容够用即可的原则,在有限的学时内优质、高效地完成教学内容[4]。重组后的教学内容分为六个大的模块,每一模块又细分为若干子模块,结构如图2所示。

图2 课程模块化结构

例如,金属切削理论及机床模块,主要包括车、铣、刨、磨、钻、镗等传统的机械加工方法和金属切削加工工艺基础子模块。各种具体的金属切削方法都包括了刀具、附件、夹具、工件装卡和切削特点,在此基础上,可以引导和启发学生总结出金属切削加工过程的特点,根据实习期间观察到的现象,提出问题,激发学生解决问题的好奇心和兴趣,促使其渴望学习金属切削加工工艺基础知识,使理论子模块的学习变成了学生的自觉行为。

在机械制造基础课程中实施模块化教学的实践表明,学生学习的积极性和主动性明显提高,思考问题和探索解决途径的习惯逐渐养成。采用模块化教学达到了课程教学的目,对于推进教学方式改革和教学效果评价体系改革具有重要的意义。

3 多媒体教学法

由于课程内容与生产实际紧密相连,各种材料、各种加工方法及设备,以及一些新技术、新工艺,仅凭传统的教学方法和手段,即老师借助粉笔、黑板、挂图、模型等利用语言、文字、表情及肢体语言来讲解,不仅枯燥无味,而且难以表达清楚[5]。因此,在实际教学过程中应当充分借助现代化的多媒体教学手段,制作适合本课程的多媒体课件,用动画、图形、图像、视频影像等手段,将一些晦涩难懂的抽象理论生动具体地表现出来,给学生以新颖感、惊奇感,调动学生全身的视觉、听觉神经。

3.1 通过录像播放熟悉加工方法

在多媒体教学中嵌入大量短小精悍的实践教学视频,将传统制造技术与现代制造技术在视频中展现,使得课堂内容生动、形象。例如,在讲各种铸造成形方法时,穿插相关成形方法的现场录像;在讲冷加工时,穿插切屑的形成过程录像以及车床、铣床、磨床等加工工艺系统生产现场录像;这样既增强了工程的真实性,又激发了学生的学习兴趣。

3.2 通过动画演示增强直观感知

多媒体课件用动画演示解释原理,将一些晦涩难懂的抽象理论生动具体地表现出来,将复杂零件的加工过程展现在学生面前,达到通俗易懂、身临其境的效果,使学生一目了然,便于记忆和掌握。比如晶体结构、位错类型、铁碳合金结晶过程、热处理曲线及转变产物等,自己动手制作动画,生动形象地演示了复杂的变化过程,不仅加深了学生对相关知识的理解掌握,同时还活跃了课堂气氛,激发了学生的学习兴趣。

3.3 通过模型展示理解抽象概念

对刀具切削部分基本定义的全面理解是进行金属切削过程研究的基础,而该部分内容特别抽象,历来是机械制造基础课程的教学难点,单靠在黑板上作图讲解切削层参数、刀具的几个面、几个角、角度标注参考系及相关角度,学生往往不容易接受。为增强教学效果,利用PRO/E等三维建模软件制做一些渲染模型,力求从不同视角进行动画展示、剖切,帮助学生建立空间立体概念,取得了良好的教学效果。

3.4 利用网上信息开阔视野

掌握制造技术最新发展,关注本学科理论与技术的最新动态,上网收集国内外相关领域的最新技术、加工设备、工艺方法的有关图片、录像等相关资料为学生展示,以此来拓宽视野,增长见识,培养学生关注本学科理论与技术发展前沿的敏锐性。

4 实践教学法

4.1 认识实习

组织好学生实习很重要,因为对学生来说,不论是知识的学习,还是能力的培养,都必须通过自身的活动才能进行,而教师的教只是为学生的学提供一个良好的外因。所以不管是实习还是在课堂上,都必须调动学生的主观能动性,使其成为学习的主人[6]。课程开始前设置认识实习,利用校企合作搭建平台,安排学生到企业见习、实习,使学生广泛认知和了解机械制造的设备、方法、生产组织形式,感受生产企业的气氛。

4.2 机加工实习

机加工实习是学生进行工程实践训练,获得机械制造基本知识和基本技能的重要实践环节。学生通过独立的实践操作,掌握机械制造的一般过程和基本知识;熟悉机械零件的常用加工方法及其所用的主要设备和工具;具备在车工、钳工等主要工种独立完成简单零件加工制造的能力;能将机械制造的基本工艺理论知识、工艺方法和工艺实践有机结合起来,对简单零件初步具有选择加工方法和进行工艺分析的能力。通过实习使学生获得机械制造入门知识和基本操作技能,提高了自身的动手能力、培养了质量意识、安全意识等工程素养,为课堂教学及将来事机械设计、制造、维修、管理等工作打下良好基础。

5 结语

机械制造基础课程是高职机械类专业的一门重要的专业核心课程,也是实践性很强的综合性课程。为了能让学生学好本课程,从激发学生兴趣、重视学生的需求等方面,对课程的教学方法进行了一些改革与探索。主线贯穿教学法,使学生掌握学科的基本结构;实施模块化教学,提高了学生的积极性和主动性;利用多媒体教学手段,激发学生的学习兴趣;将学生带到实习工厂,边讲解也对照操作,实践证明效果良好。教学有法,教无定法,愿与各同仁不断探索和交流教学方法,努力提高课堂教学效果。

[1] 韩权利.《机械制造工程学》教学改革设想[J].装备制造技术,2011(5):198-200.

[2] 朱仁盛.《机械制造基础》教学方法改革初探[J].装备制造技术,2001(5):93-94.

[3] 周正元.高职《机械制造基础》课程教学改革探讨[J].常州信息职业技术学院学报,2006(4):46-48.

[4] 李妙玲,朱春熙.基于模块化的《机械制造基础》课程教学新设计[J].职业教育研究,2011,9(8):80-81.

[5] 李占君,王霞.关于《机械制造基础》教学方法的探讨[J].安阳工学院学报,2010(8):105-106.

[6] 韩秀兰.进行专业图实习加强制图课的实践环节[J].河北工程技术高等专科学报,1994(3):17-18.

(责任编辑:张铁壁)

T H16-4

A

1008-3782(2012)02-0077-03

2012-01-07

岳红新(1979-),女,河北衡水人,河北工程技术高等专科学校讲师,天津大学硕士研究生,研究方向为数控技术、误差补偿。