基于机械制造工艺学的方法探析

【摘 要】只有采用符合学生实际和课程特点的教学方法和手段，《机械制造工艺学》课程的教学效果才能得到进一步提高。针对《机械制造工艺学》课程中的不同内容的难易程度和重难点，可分别采用互动引导型、多媒体教学法、启发式及类比等方法进行教学，以提高教学效果。通过教学实践证明，上述教学法的成功应用对《机械制造工艺学》的教学起到了事半功倍的效果。

【关键词】机制工艺 教学方法 教学研究

机械制造工艺学内容包括机械加工精度、机床夹具设计原理、机械加工工艺规程的制定、机械加工表面质量及其控制、机器装配工艺基础、精密加工和光整加工、典型零件加工工艺及先进制造技术。从内容上看，该课程是具有实践性强的特点，如果没有一定的实践经验，学生会对这门课程所学的内容感觉是抽象的、难以理解的。机械制造工艺学教学中，传统的教学方法存在着理论与实践脱节的问题相当严重。实践教学以加工工厂生产的产品零件为主，学生只学习机床操作，只懂得某一型号产品零件的加工方法，而不懂得为什么要这样对毛坯件进行加工，能不能有更好的方法。原因是工厂的教学师傅知识水平有限，只能知其然，而讲不出其所以然来，造成学生一知半解。理论教学则是教师上面讲、学生下面听，理论枯燥乏味，实行填鸭式的教学模式，所讲的一些零件加工方法，学生往往是第一次接触，没有感官的初步认识，只能死记硬背，教学效果不好。

显然，如何解决该课程教学与实践的脱节问题，是任课教师必须考虑的问题。本人从事了五年多的《机械制造工艺学》课程教学，在系统分析该课程的特点后，将课程内容分为四大部分：基础知识、编制机械加工工艺规程、机械加工质量和装配工艺等。根据每一部分的特点、教学目标和教学要求，分别采用不同的方法实施教学，取得了较好的教学效果。

1 采用多媒体教学法，让教学过程更形象生动

随着教育改革的不断深入，教学内容与学时的矛盾越来越集中，为了能用较少的课时较好地完成教学内容，教学中除了做到精讲以外，还应借助现代化的教学手段使得教学内容更直观、更形象。如在教学中采用多媒体技术，利用计算机的图形、动画功能将难理解的内容形象、生动地表现出来。这种方法还可以为现场教学作铺垫，强化教学效果。

机械制造工艺学的基础知识部分包罗万象，有毛坯选择与加工、机床与工艺装备、机械制造工艺常用数据的查阅、热处理方法选择及工序安排、工艺参数的选择等等。这些内容比较分散，相互之间又没有什么必然的联系，给教学工作带来一定的困难。为了增强学生的感性认识，笔者在教学实践中采用视频教学法，较好解决了这些问题。

例如，在机床结构与刀具选择的教学中，本人从网上精选相关视频，集中播放，而后提取其中难理解的部分进行讲解，分别介绍机床结构分类以及用不同刀具加工出来的不同表面，这样学生比较容易理解掌握。

在毛坯选择与加工一课中，本人将铸造和锻造车间的生产过程拍成录像，让学生观看，然后深入现场，让学生仔细观察。在铸造车间，让学生观察哪些零件适合铸造。在锻造车间，本人与现场师傅分别采用低碳钢和铸铁材料进行加工，现场演示给学生观看。当锻造铸铁材料时，当场出现问题，本人当即向学生解释出现这些问题的原因，然后再试一次，进一步说明铸铁材料不能使用锻造方法进行加工，然后与低碳钢材料进行对比，将采用锻造方法加工低碳钢毛坯的好处及原因做重点介绍。这样一堂生动的教学课，学生们绝对容易掌握，记忆深刻。

在讲到热处理方法选择及工序一课时，本人通过播放相关视频，提高了学生的学习兴趣，使学生体会到经热处理后的高碳钢、低碳合金钢和低碳钢的材料均比热处理前易于加工。有了感性认识后，教师就可以进行系统归纳：

（1）高碳钢硬度相对较高，切削加工相对困难，需要进一步采用退火热处理来降低硬度。

（2）低碳钢和低碳合金钢硬度相对较低，也不利于采取切削加工，应采用正火热处理的方式提高硬度。为了进行切削加工，在切削加工之前应安排退火、正火热处理工序。

（3）经过淬火、渗碳、渗氮等热处理来提高表面硬度的工件，不能再采用普通刀具进行加工。

因此，磨削加工之前要进行淬火、渗碳和渗氮热处理工序，采用多媒体教学法，解决机械制造工艺学的基础知识教学难的问题，容易被学生所接受和掌握，很好地解决了时间、内容和教学质量之间的矛盾。

2 采取互动引导型教学法，让课堂活跃起来

评价零件是否合格的质量指标除了机械加工精度外，还有机械加工表面质量。机械加工表面质量是指零件经过机械加工后的表面层状态。在这一内容的教学中，加工精度是重点内容，加工误差是教学难点内容。鉴于引起加工误差的因素多，加之内容较为抽象，使用传统的教学方法已经很难收到理想的教学效果。

针对该内容，本人在教学实践中采取了互动引导型教学法。即：在全面吃透教学内容和教学要求的基础上，授课教师进行合理的课堂设计，采用学生讨论、教师引导的教学形式，保证学生充分主动地参与到课堂教学中来，深度挖掘学生的发现能力和创新能力，更好地培养学生发现和解决问题的能力，从而达到教学目标。

例如，在开展细长轴加工过程出现的中间小、两头大的马鞍形（或中间大、两头小的腰鼓形）圆柱度的误差原因分析教学时，采用行为引导型教学法，将某班学生分成若干组进行探讨，要求每位组员充分发挥想象力，积极讨论，每一组找到一种造成这种加工误差的原因，并采取相应措施，切实减少加工误差，整个过程中，体现了以学生为中心，授课教师以平等的身份参与到学生探知过程，并适当的加以引导。经过小组成员的共同努力后，各组派一名代表发言，教师将结果汇总，进行分析评比。

这种教学方式的开展，使得学生尽可能主动地发现和解决问题，有利于提高学生分析和解决问题的能力，也有利于培养学生的团队协作精神。教师在这一过程中要做的主要工作是如何激发学生发现问题的兴趣并指导学生解决问题，使学生们体会到自主解决问题的快乐。

3 采用启发式教学法，让难点问题不再难

编制机械加工工艺规程是本课程的教学重点和难点内容，涉及知识面广，内容抽象，对于缺少生产经验的学生来说，无疑是一件困难的事情。在机械行业中，常用的机械加工工艺规程有两种：机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。

在教学实践中，本人采用了启发式教学法，化难为易，便于学生掌握。例如在讲授工艺基准设计内容时，按一般惯例是先讲解并罗列制订基准的若干原则，再拿这此原则去照搬到某此具体零件，通过学习大部分学生可以把原则死记硬背卜来，但不能形成一条清晰而完整的思路，遇到实际问题时仍不知从何下手。为了解决这一问题，我们试着从某一具体零件入手，先让学生有直观的感性认识，再从零件的使用性出发，设置若干情景问答，由后及前，由点到面启发学生一步步接近问题的实质，然后在多种解决方案中找出最佳的一种。这样不仅解决了问题同时也开拓了学生的思路，增强了他们解决实际问题的能力。

在编制机械加工工序卡的教学过程中，工艺尺寸链是比较重要的内容，也是最难教、最难理解的内容。本人在教学实践中，将工艺尺寸链的部分内容分解成三部分：建立、判断各环性质和尺寸的计算。在工艺尺寸链建立的教学部分，将实际生产的零件作为教学例子，针对零件某一方向的尺寸向在场学生提问：如果要加工该零件，将如何加工？按什么样的加工顺序进行？加工表面的定位基准应选在哪里？每一道工序的尺寸是如何确定的？这样提问结合加工制造的实际过程，一步一步引导启发学生，工序尺寸逐渐定型，工序尺寸链的组成也逐渐清晰。判断各环的性质可采用画图法直观展示，启发学生逐步解决，简捷易懂。工艺尺寸的具体计算，用简单的实例进行启发，使得一般学生都具备这方面的计算能力。

4采用类比法教学，让课堂知识更系统。

装配尺寸链涉及的内容较多，知识面较广，如果孤立地从每一节内容出发显得比较散乱，不易形成完整而清晰的概念。装配工艺的重点装配尺寸链，难点是理解。本人采用了类比法教学，将该方法运用到装配教学全过程中区。教学中，笔者教导学生将已经学过的工艺尺寸链与装配尺寸链进行比较，比较出两者之间的相似及不同之处，找出二者的共性和个性，从而掌握装配尺寸链的特点和不同。采用这种方法，既学习了新知识，又复习旧知识，对于横、纵向知识的连贯性、系统性学习十分有利。

5 结语

为使在校学生能适应企业需要，几年来，本人不断进行探索教学改革，根据《机械制造工艺学》各知识点的特点，采取不同的教学方法，激发了学生的学习兴趣，解决了教学难点，收到了较好的教学效果。

参考文献：

[1]伍新春.《高等教育心理学》[M].高等教育出版社，1998年8月.

[2]李成良，顾美玲.《大学教学理论与方法》[M].贵州教育出版社，1995年6月.

[3]陈海魁.《机械制造工艺基础》.中国劳动社会保障出版社，2007年5月.

作者简介：董丽娜（1984-），女，山东东营人，大学学士，现从事石油装备专业的教学工作。