机械专业理论课拓展教学的实践探索

朱宇亮

摘 要： 文章以“机械制造工艺基础”课程教学实践为例，探讨在机械专业理论课教学中开展拓展教学的意义和实施要领。指出在课堂教学中根据课程内容特点和学生学习实际情况，适当引入新技术、新工艺，补充相关拓展内容，既可避免教学内容的枯燥、刻板，又可增加教学容量、激发学习兴趣、强化教学效果。

关键词： 教学法 课堂教学 内容拓展 机械制造工艺

在机械专业课程课堂教学过程中，严格按教学计划实施教学是必需的，但是，若仅局限于课本知识的讲授，则往往使教学内容枯燥乏味、空洞刻板，教学容量不足。根据教材的内容特点和学生的认知水平开展拓展教学，适当增加一些与教学内容贴近的小故事、有趣的小插曲；补充一些新工艺、新技术；利用教学实践录像、多媒体课件、现场实践参观教学等，可取得事半功倍的教学效果。

一、通过拓展教学帮助学生建立合理的知识结构

随着科学技术的不断进步，现代生产加工技术的飞速发展，各种新技术、新工艺、新材料和新设备不断涌现，机械制造技术正向着高质量、高生产率、低消耗、低成本和有利于保护环境的方向发展，计算机控制技术日渐融入机械制造加工方式，对机械专业人员的知识结构要求发生变化。因此，在机械专业理论教学中，及时拓展这方面知识，可帮助学生了解新技术、新工艺的发展现状，建立合理的知识体系。

例如，笔者在讲解铸造工艺特点时，以一根漂亮的不锈钢表带为话题，拓展讲解了“注塑成型+粉末冶金合成新工艺”，即精细铸造[1]。其基本原理是：将树脂等混合于平均粒径为5～10μm的金属粉末中，并以此为原料用注塑成型机注射加工成型，经过热处理工艺除去其中的树脂成分，然后采用与粉末冶金相同的方法进行烧结处理。这种方法适用于制造表带等复杂的小型不锈钢制品，与现行金属加工方法相比，成型容易，效率高，可望推广应用于照相机、缝纫机、机器人、汽车等精密零件的加工中。这样拓展帮助学生了解到精细铸造的新工艺，完善学生铸造工艺的知识体系。

二、通过拓展教学增加课堂教学容量

在课堂教学过程中，如果拘泥于教学计划实施教学，仅局限书本上的有限知识，则往往显得教学内容枯燥乏味、刻板，教学容量不足。身处信息爆炸、科学技术飞速发展的时代，在有限的学习时间内，更多地了解与专业相关的新技术、新工艺非常重要。通过使用多媒体课件、播放现代制造技术的录像等，可增加课堂知识容量，也可使内容更生动直观。

例如，在讲解锻造工艺特点时，通过播放录像拓展介绍水下爆炸冲压工艺。该工艺所用装置是一门所谓“水下冲压火炮”，且所配火药与传统火药成分不同，其组成是酸、丙烷、丁烷的混合物[2]，所用炮弹是一个工作阀。冲压火炮击发时，不产生任何浓烟。击发后，特制炮弹——工作阀在1/1000s的瞬间内，以极高的速度向水冲击，被冲击水流可产生相当于100MPa的大气压的冲压力，在此高压作用下，被加工零件便能获得所需形状。该冲压工艺具有加工成本低、效率高和结构紧凑的特点，无需配置传统冲压工艺所用的笨重的液压系统及各种高压泵和分流装置等。目前，利用该冲压工艺加工的重型汽车及拖拉机后桥，不仅比原来的铸造件强度高，而且外形精度极为理想。

再如在讲解焊接工艺特点时，用多媒体课件介绍电解法氢氧焊接工艺。先用电解法从水中生产氢气和氧气，然后以氢氧气为热源进行气焊。该系统被称为“氢氧发生器”，用普通燃料室作气体源，可以从3L水中生产5000L气体，而且用于焊接时比氧乙炔焊还安全得多。因为它只要生产够当时使用的适量氢氧气体就可以了，无需储存备用燃气。借助这些现代教学手段，可适时增大教学信息量，拓展学生知识面。

由于“机械制造工艺基础”课程中有机床的传动系统图、刀具的几何角度图、夹具的结构原理图等，量多且图形较复杂，在讲授过程中边讲边在黑板绘制，缺乏立体感，不够直观形象，而且费时。如制成幻灯片、动画或视频短片演示，可大大增加课堂教学信息量，节省板书板图时间，同时让学生快速形成感观认识，加深学生对教学内容的理解和记忆，提高授课效率。

三、通过拓展教学活跃课堂气氛，培养学习兴趣

相当一部分技校学生学习基础差，学习过程中很少体验到成功的快乐，有的更是长期处于挫败状态，甚至产生严重的厌学情绪，学习兴趣普遍较低。因此，激发技校生的学习兴趣成为关注焦点。

在课堂教学中，可通过充分吸引学生的注意力，强化其参与意识，激发学生兴趣。如通过精心设计导入环节，将拓展内容与教学内容巧妙地衔接，激发学生兴趣。

例如，笔者在讲解车削工艺特点时，首先提问：同学们，你们都喜欢玩手机，有谁知道手机的振动功能是怎样产生的吗？里面到底是一个什么机构呢？大家一脸茫然，都说不知道。接着展示一个从手机中拆下的比黄豆略大的微型电机，告诉他们手机的振动功能是由电动机带动一个偏心装置产生的。然后提问：这么小的电机是怎么制成的？引起学生强烈的探究欲望，再以此为例讲解纳米技术和精密加工工艺，并进一步介绍采用金刚石刀具的超精密切创加工技术，主要用于玻璃、陶瓷等硬脆材料的纳米级超精密磨削的加工。

通过这样导入新技术、新工艺，活跃课堂气氛，使刻板乏味的教学内容变得生动鲜明，不仅激发学生的学习兴趣，而且形成良好的师生互动，取得明显的教学效果。

四、结语

“机械制造工艺基础”教学不能拘泥于课本和教学计划，而要找到合适的切入点，由一个共性话题、常用生活物品，启发引领学生随着教师的讲解而逐渐深入，拓展了解现代新技术、新工艺在生产、生活中的应用实例。当然，拓展内容的选择要紧扣教材，不可离题太远。同时，在教学中尽量使用多媒体教学手段，进行拓展讲解，对激发学生学习兴趣，拓展课堂教学容量，强化教学效果大有裨益。

参考文献：

[1]孙永泰.机械制造新工艺集锦[J].机械工程师，2002（12）：63-64.

[2]乔树鹏.机械制造工艺技术的研究[J].科技致富导向，2012（9）：419.

[3]刘金祥.《机械制造工艺基础》课程教学方法探讨[J].职业，2011（4）：63-64.