机械设计制造及其自动化专业机械制造工程课程教学探索和实践

范其香　王铁钢

机械设计制造及其自动化技本专业招生对象为技校毕业的应届毕业生。录用学生除了要通过天津职业技术师范大学机械工程学院单独命题的招生考试，还须拥有车工、钳工或铣工等工种的中级及以上职业资格证书。经过本科学习后，学生成为既能讲授专业理论课，又能指导技能训练的一体化双师型教师。

机械制造工程是机械设计制造及其自动化专业学生必须学习的一门主要专业必修课，其为专业核心课程。课程内容涵盖刀具的结构与材料，金属切削加工的基本要素和基本规律以及机械加工设备的基本结构、工作原理等方面的专业知识。教学内容覆盖面广，技术原理及其方法的论述较多。如果按照传统教学方式按部就班地讲解各个知识点，学生学习主动性和动力不足，教学效果不佳。因此需要采取相应措施改进教学方法，增强学生的学习积极性，提高教学质量。

一、教学中存在的几个问题

（1）机械制造工程课程内容枯燥，知识点较多，知识点与知识点之间缺乏衔接，且比较零碎。如果以简单的讲授法上课，学生课上很快就会失去兴趣。所以提高学生的学习兴趣，课上吸引学生注意力，这是改善教学质量的关键。

（2）一些学生已有一定的专业基础，自认为老师所讲的都已学过，于是思想懈怠，不愿认真听讲。技本学生在入校时已学习与机械相关的专业知识，对机床的结构和金属切削要素等相关理论知识有了一定的了解；部分拥有车工中级证书或高级证书的学生在实训过程中对机床的实际操作和结构比较了解，具备较好的专业基础；前期的学习使学生们更容易接受和理解机械制造工程课程中的知识点和专业词汇，如“进给量”“切削深度”“积屑瘤”“机床的刚性”等。但是，很多学生认为自己对课本上的内容已有所了解，因此上课时不注意认真听讲、玩手机等情况较多。殊不知，在技校中学习的机械知识内容一般比较浅显，而大学专业课程教学中的学习内容更加深入和系统。

（3）基础理论知识缺乏，学习兴趣不高。在技校学习过程中，学生以练习实际操作为主，基础理论课程如高等数学、物理等学习不够深入，稍微遇到有点理论深度的知识点，学生就难以接受。如在讲解如何理解切削力经验公式时，大部分学生表示很难理解单因素法和对数坐标系。此外，部分学生养成了不重视理论知识学习和学习不求甚解的习惯，而这会直接导致其专业知识掌握不扎实，对复杂、深入的专业知识无法理解。

二、改进措施

1.结合教学内容，采用启发式教学

机械制造工程课程中，阐述切削加工设备及加工工艺的基本概念、组成及原理的内容较多，内容冗杂，比较枯燥。教师可采用启发式教学引导学生课上思考，调动学生的主动性和积极性。采用这种方式不但可以使学生学好基本概念和原理，还可以培养学生的推理能力和分析问题的能力。如在讲解切削热时，教师可先给学生讲解古人钻木取火的实例，然后提问切削热是怎样产生的，学生很容易就能想到切削热是由于机械能转化为热能而产生的。随后再提问学生机械能主要通过哪两种方式转变为热能的。这就要求学生结合前面学习的“切削力产生的两种方式”进行思考。通过这种教学方式，学生可主动参与教学环节，发展了逻辑思维能力，同时将前后知识点衔接起来，理解更加深刻。

2.采用多媒体和三维绘图软件进行辅助教学

教师采用多媒体和三维绘画软件进行辅助教学可使各知识点循序渐进地出现，使上课内容层次鲜明、生动，学生更容易接受。另外，教师还可以利用多媒体播放实际加工过程中的高速摄影、录像，丰富课堂内容。如在讲“积屑瘤的生长为一个动态过程，同时生长，同时剥落”这一特点时，给学生播放积屑瘤的高速摄影录像，学生就能很容易地理解积屑瘤的生长动态过程。另外，在讲解积屑瘤对切削过程的影响时，通过播放实际加工录像，学生就能理解积屑瘤具有增大刀具的前角和增大切削厚度等作用。

3.采用教具进行辅助教学

机械制造工程是一门实践性很强的课程，课上仅通过语言表达和视频播放方式对某个知识点进行阐述则很难达到很好的效果。而配合实物对某些知识点进行讲解能使教学更加直观、形象，提高学生的感性认识，同时增强学生的学习兴趣。例如，在讲解车刀和麻花钻的结构及标注几何角度时，借助录像或三维软件教学，学生基本上能够准确掌握各角度的概念。在此基础上，再对实体刀具如45°外圆车刀、切断刀等知识进行讲解，引导学生在实物上建立坐标系，在黑板平面（通过旋转使其与基面或切削平面或主剖面平行）上进行投影，这样学生能够较快地画出刀具的各个角度，如前角、后角、主偏角、刃倾角等，对这些角度的概念理解更加透彻。

4.结合工程实例和实验实训，讲授理论知识

机械制造工程课程与实际生产结合紧密，实用性强，课上结合工程实例来讲解，宏观上可使学生了解制造技术的现状和发展趋势，明白制造科学知识源于生产实践又服务于生产实践的道理。此外，可让学生感受到知识的实用性，增强学习兴趣和主动性，同时可使学生提前了解各种机械企业和企业中的工作环境，提前做好人生规划。例如，在讲解拉床的特点与原理时，为学生播放哈量集团加工游标卡尺时游标尺上的键槽加工过程，学生就能很明确地理解拉床的加工过程和特点，增强感性认识。教师课上还可向学生介绍哈量集团的生产状况以及企业对人才素质的要求，让学生明白课上学习的内容与就业息息相关，只有认真学习，才能发挥自身竞争优势。进行工程实例讲解可以拓宽学生的视野，使知识学习变得具体化、形象化，激发学生学习该课程的动力和兴趣。

另外，实验实训一方面可以增强学生动手能力，另一方面可加深学生对基本知识的理解。如在讲解切削力理论公式的建立时，刚开始大部分学生不明白什么是单因素法和对数坐标系。在完成切削力测量和测力系统标定实验后，学生通过实验建立了工艺条件下的切削经验公式，对单因素法和对数坐标系有了一定的了解。

三、小结

教学是一个不断探索、逐步完善的过程。为提高教学质量，教师需要针对学生的特点，因材施教。针对技本学生在学习过程中存在的一些问题，采用启发式教学方式，结合多媒体、教具、工程实例和实验实训，使枯燥、抽象的专业知识生动化、具体化、形象化、实用化，能够提高学生的学习兴趣，激发学生内在学习主动性，锻炼学生的逻辑思维能力，为我国的职业院校培养出合格的双师型教师。

参考文献：

[1]鲍振博，刘 源，刘玉乐.《精密机械制造工程》课程教学改革的实践探索[J].天津农学院学报， 2009，16（4）：51-54.

[2]汪洪峰，汪建利，宋娓娓.應用型本科机械制造工程课程建设及教学研究[J].黄山学院学报，2014（5）：121-124.