《机械制造技术基础》课程教学改革的探讨

陈义厚 （长江大学机械工程学院，湖北 荆州 434023）

眭满仓 （长江大学机械工程学院，湖北 荆州 434023；长江大学工程技术学院，湖北 荆州 434023）

祝小琴 （长江大学工程技术学院，湖北 荆州 434023）

《机械制造技术基础》是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课，对培养学生的实践动手能力和工程创新能力起着极其重要的作用。该课程与工程实际结合极为紧密，知识面广、信息量大、综合性强，而学生又缺乏必要的实践工程背景，感性知识较少，不容易掌握、吸收及应用该课程理论。本研究以国家高等学校特色专业建设为契机，结合笔者的教学实践，对《机械制造技术基础》课程的教学改革进行了总结与探讨。

1 课程内容与体系建设

课程根据国家和社会发展重大战略需求、学科扩展渗透及交叉融合的发展规律及国际大工程教育的发展趋势，确立宽口径专业改革的人才培养目标、知识结构要求及课程体系的改革方案。对长江大学《机械设计制造及其自动化》、《材料成型》、《控制工程与装备》等专业主干学科基础课程的教学内容进行了分析，将原来机械制造专业的5门专业课 （《金属切削原理》、《刀具设计》、《机床概论》、《机制工艺学》、《夹具设计原理》）整合优化、有机重构成为一门《机械制造技术基础》，并将该课程定位为专业核心课，以做到基础扎实、重点突出、结构紧凑、内容先进。

1.1 课程内容设置

以 “重基础、低重心、广知识、精内容、宽适应”作为课程内容改革的指导思想。“重基础”就是注重基本工程概念、基本原理和基本工程规律，淡化细节，辅之以工程实例分析和实践性教学环节；“低重心”力求课程内容的浅显易懂、易记和易学。“广知识、精内容”看似矛盾，实则可以统一，课程既要覆盖传统的机械工程冷加工范畴所有的知识点，又要增加先进制造的基本概念与内容，并涵盖机械加工的自动化进程。有了 “重基础、低重心、广知识、精内容”作为前提，则课程所要达到的终极目标“宽适应”就有了保障。课程将传统的机械冷加工系统作为讲述对象，进行知识的系统设计与组织，使课程本身具有鲜明的系统性与适用性：机械制造冷加工系统由机床、刀具、夹具、工件和辅助工具构成，整个冷加工系统以零件的制造工艺为主线，以金属切削原理为基础，将机床、刀具、夹具等系统组成要素贯穿于工艺规程的设计中。在课程系统的功能要素中，以加工质量为目标，以制造效率和经济性为约束。其中，机床、刀具、夹具、工件和辅助工具构成了系统的本体要素；加工行为则将各要素组织起来形成了系统的内在结构；完成具有特定质量的特定加工表面则形成系统的功能；加工质量、制造效率和经济性则形成系统的优化本构关系。而系统的结构或构成系统的每个环节 （刀具、机床、夹具、工件等）均为系统的功能和优化目标服务［1］。

1.2 课程体系构建

在保证自身内容适用性、系统性、独立性的基础上，与《机械原理》、《机械零件》等系列化、模块化课程一起构成机械工程类的大专业课程体系，同时满足大专业课程体系对机械类学生知识能力结构培养的系统性与完整性要求，包括结构分析能力、强弱电分析能力、典型机构与零件设计能力、工程材料制备与性能分析能力、制造工艺与装备的设计分析能力、机械与电子结合应用的能力［2］。

2 课程实践性教学环节建设

《机械制造技术基础》是一门实践性很强的专业技术基础课。无论是金属切削原理的理解与掌握，还是机床、刀具与夹具的设计及应用，或是零件加工工艺与加工质量的分析等均离不开具体对象。根据认知规律，学生在接受工程概念与原理时，需遵循由感性认识到理性认识，再由理性认识指导实践的认知过程。学生学习该课程之前已经有过金工实习的经历，该课程的讲解通过案例分析充分唤醒学生的记忆，达到对感性认识的升华；接着进行基本原理、基本规律的介绍；最后，通过精心设计的一系列实践教学环节完成从课程理论知识到实践应用的认知过程。实践性教学环节由以下模块组成：①通过四周的金工实习，通过学生的实地动手，采用现场教学，使学生熟悉零件加工的传统机械加工方法。②利用综合性实验平台，以制造工艺为主线，结合所学基本理论知识，学生可完成验证性实验、概念认知型实验到综合创新型实验，通过制造工艺的主动设计，提高学生实验创新能力。③紧密结合现代制造技术的发展，通过数控实训实习环节，进行现代加工方法的系统学习，全面提高学生实践能力。并对CAM进行进一步深入的了解。④机械制造技术基础课程设计。课程考试结束后，进行为期2周的机械制造技术基础课程设计，学生在设计中，针对中等复杂零件进行机械加工工艺规程的设计，并对主要工序进行夹具设计。该课程设计是在学完了《机械制造技术基础》及《机床夹具设计》课程，并进行了金工实习的基础上进行的一个教学环节，它要求学生全面地综合运用该课程及其有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。其目的在于培养学生运用机械制造技术基础及有关课程（工程材料与热处理、机械设计、公差与技术测量、金属切削机床、金属切削原理与刀具等）的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立地分折和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力；能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法、方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力；培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力；进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。⑤通过产学研合作基地及学院和项目组与多个企业间建立的良好合作关系，积极引导机械类学生在暑假期间到企业、公司进行实习，如第四石油机械厂、荆州市巨鲸传动有限公司、荆州市第一机床厂等，使学生在三年级结束后都有企业实习经历。

通过该课程的建设，机械设计制造及其自动化专业以及相关专业的学生对机械产品的制造过程和制造技术有了更为全面和具体的了解，为下一阶段的学习和以后走入社会奠定了坚实的理论和实践基础。

3 教学方法与手段改革

3.1 更新教学理念

在教材体系上，摒弃教材片面追求理论完整、内容繁杂的弊端，强调实践动手能力的培养，重视工程问题的应用。在教学内容上，突出机械加工工艺规程设计的主线，强调制订机械加工工艺方案、拟定工艺路线，设计夹具等具体解决思路和方法。在教学实施中，强调实际应用，注重对前修课程 （如金工实习、画法几何与机械制图、机械工程材料、互换性与技术测量等）知识的综合与应用。

3.2 充分发挥多媒体教学的优势

课堂教学大量应用多媒体教学。多媒体课件有教学辅助和自学功能。多媒体教学结合板书讲解，更利于学生的理解，使学生留下深刻的印象。另外鉴于该课程教学内容自身的特点，对于难以用语言描述的机床、刀具、夹具等，通过多媒体将实物显示出来，再结合适当的讲解，能达到更好的教学效果。应用多媒体课件的自学功能，学生的学习不受时间、地点和进度的限制。此外，课件中插有适时的模拟动画用于对抽象理论的展示，取得了事半功倍的效果。同时通过播放一些现场生产的实况录像，使学生犹如身临其境，更好地做到理论联系实际。

3.3 采取现场教学的方法

《机械制造技术基础》课程实践性很强，结合教学内容适当的安排一定学时的现场教学能够更好地让学生掌握教学内容，培养学生的实践能力，在一定程度上还能提高学生的学习兴趣。

3.4 采用注重能力培养的考核办法

改革该课程的考核办法为：学期总成绩＝平时成绩＋ 期末考试成绩。其中，平时成绩占总成绩的20%，期末考试成绩占总成绩的80%。平时成绩中，包括课后作业、考勤、大作业、课堂讨论等内容。这种考核方式加大了教师对学生平时学习状况的关注，通过课堂教学与课外辅导相结合及时解决学习中的问题，大作业能更好地培养学生运用课堂知识解决工程实际问题的能力，平时表现建立一定的奖励机制，激励学生积极参与到教学活动中来，变被动学习为主动学习。

3.5 加强对学生全过程的辅导

在教学过程中加强对学生的辅导，对提高教学质量来说也是一个不可忽视的重要环节。该课程采用定时、定点的答疑方式。

4 教学效果

效果评价主要是从多方面体现的，学院督导组专家每学期会对任课老师进行随机性地听课抽查，该课程总体评价较好。督导专家评价该课程教师备课认真、充分，教态自然大方，精神饱满，语言清晰准确；教学内容符合教学大纲，深度和广度适当，教学重难点突出，教学过程安排合理，方法恰当。能恰当地运用现代教学手段、板书适当，课堂管理严格。希望能增加实验教学环节，这样就可以更好地让理论与实践结合起来。每学期中期，学院会组织期中教学检查，学生对该课程教学的评价为：教师教书育人，备课认真，讲课严谨，逻辑性强，能循序渐进，课堂感染力强，学生满意度高。学期期末的网上评教结果为优秀。

5 课程建设的成果

通过该课程的教学改革，将传统教学内容和先进制造技术有机结合，提高了教学效率。建立了合适的课程体系，将实验、课程设计、金工实习、生产实习的内容有机整合，避免了交叉重叠。通过该课程的改革，形成了《机械制造技术基础》课程的完整教学体系，该教学体系将在机械设计制造及其自动化专业得到实践应用，进一步可以将《机械制造技术基础》课程建成学校精品课程，形成以《机械制造技术基础》精品课程为龙头的机械制造基础课程群，带动课程群的整体改革和建设，起到一定的示范与辐射作用。通过该课程的教学研究，建立了丰富的机械制造课程教学资源，提高了学生的学习兴趣，提高了教学质量。

5.1 稳定的教师队伍

通过2年的课程建设，教师队伍已经由2011年的6名教师增加到2013年的10名教师，其中具有高级职称的教师6名，讲师3名，助教1名。课题组非常重视新教师的培养，所有从事该课程的教师都具有丰富的理论和实践经验，不仅新教师在开课前进行岗前培训，而且还组织专家对新教师的教案、讲稿进行认真指导，多次试讲，随堂听课，直到满意才放心。由于该课程具有较强的实践性，教研室直接从企业调入工程师作为教师进行培养。教师在教学前在企业工作多年，具有丰富的实践经验，使该课程的教学水平又上了一个新的台阶。

5.2 明确的教学理念，不断创新的教学内容

教学与实践紧密结合，教学理论不断更新。在教学内容上，随着机械加工方法的不断更新，新的制造技术不断涌现。课程组在教学大纲上作了一定的修改，加入了传统的金属切削原理知识、机械加工方法和设备等方面的知识，并在最后一章进行了先进制造技术的介绍，使学生不仅对传统的机械加工方法深入掌握，并且对现代制造技术也有一定的了解，开阔了学生视野［3］。

在当前就业形势下，结合学生毕业去向，及时调整课程体系，贯彻明确的教学理念，使学生在企业能进行中等复杂零件的机械加工工艺规程的设计，培养企业工艺师。所以课程组在教学中加强了机械加工工艺规程的设计内容，并在课程结束后进行为期2周的课程设计实践。在课程设计中，要求学生掌握制定工艺规程的方法与过程，并能进行简单夹具的设计。

5.3 优秀的教学课件

课程组成员深刻地体会到，建立高水平的教学课件对于提高课程的教学具有非常重要的意义。课程组成员经过2年的建设，在参考同行成果的基础上，制定并完成了具有该校特色的《机械制造技术基础》课程教学课件。每次在上课之前教师都会在此基础上对教学内容进行相应的修改、更新和扩充。根据教师个人教学特长调整教学素材。该课件具有大量视频内容，大量结合生产实践的例子。通过对学生课件应用的效果调查，学生普遍反应教学内容取舍合理，内容信息量大，教学思路清晰，重点突出，少而精，可读性、可见性强。特别是联系生产实际，应用效果突出。

5.4 完善的教学考核体系

《机械制造技术基础》课程的考核包括该课程的理论教学的考核和《机械制造技术基础课程设计》考核。理论课程的考核采用开卷的方法进行，考试时间为110分钟，根据出勤率给出平时成绩，成绩评定：平时成绩20%，考试成绩80%。平时成绩根据学生上课到课率和作业完成情况而定。课程设计的考核为考查，分为平时答疑、课程设计报告和设计后期的答辩，分别占30%、40%、30%。

6 结语

在《机械制造技术基础》课程的改革与建设中，通过不断的努力探索，总结经验，完善教学，贯彻“为企业培养机械创新性人才”的要求，密切联系实践，重在工程素质的培养，有效地提高了学生应用知识解决实际问题的能力。目前，课程组借助国家高等学校特色专业建设平台所进行的《机械制造技术基础》课程的改革还处于探索阶段，有待于进一步完善。

［1］吴修德，汪建华，陈义厚.石油机械特色专业的机械制造技术基础课程教学改革 ［J］.石油机械，2011，（3）：88－90.

［2］陈义厚，周思柱，冯进.机械设计制造及其自动化品牌专业特色研究 ［J］.管理观察，2008，（7）：111－112.

［3］谈衡，何庆，王泽.机械制造技术基础课程教学改革的探讨 ［J］.江苏技术师范学院学报，2011，（8）：66－69.