基于增强实践能力的机械制造技术基础课程改革方法

朱立达+巩亚东+史家顺+陈雪松

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。

关键词 机械制造技术基础；实践能力；课程改革

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.