项目教学法在特种加工课程改革中的应用

何船++周知进

摘 要 将项目教学法应用到特种加工课程改革中，着力培养学生的工程意识和创新意识，在课程改革与建设中始终将培养学生解决工程实际问题的能力贯穿于整个教学过程，最终按照工程实际验收的标准对学生的学习成果进行检验。通过在特种加工课程中的一些探索，希望能够对其他高校相关专业的教学改革、人才培养起到一定的借鉴作用。

关键词 特种加工；项目教学法；教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）14-0109-03

Project Teaching Method in Application of Special Machining Course Reform//HE Chuan， ZHOU Zhijin

Abstract Apply the project teaching method in the special proce-ssing courses reform， make effort to cultivate the engineering sense

and creative sense of the students， and in the courses reform and

construction， the ability of the students to solve practical enginee-ring problems will be developed throughout the course of teaching， and finally， according to the actual acceptance of the project， the stu-

dents will be tested the learning outcomes. In this paper， some of the

exploration of the special processing courses is expected to play a certain reference role in the teaching reform and talents training of related professionals in the other colleges and universities.

Key words special processing； project teaching method； teaching reform

1 引言

特种加工是现代先进制造工程技术中较为重要和实用的新技术之一，在航空航天以及高端装备领域已获得较为广泛的应用。随着高新科技的发展，新的特种加工方法层出不穷。为了适应特种加工技术的迅速发展和应用的需要，我国近年来已经有越来越多的工科院校开设了特种加工课程，并逐渐成为机械设计制造及其自动化专业一门重要的专业基础课程。而在传统的特种加工课程教学中，一直是以理论教学为主、实验教学为辅，采用填鸭式的教学方法，学生接触理论知识时由于缺乏工程实践背景，致使学习理论的目的性、针对性不强，被动学习，最终导致教学效果并不理想。只有根据特种加工课程的特点，不断更新原有的教学理念和教学方法，才能更好地培养学生的学习兴趣，增强学习效果，使学生能够系统地、科学地接受现代工程知识。

2 项目教学法简介

项目教学法是指师生通过共同实施一个“项目”工作而进行的教学活动。项目教学的指导思想是将一个相对独立的任务项目交予学生独立完成，从信息的收集、方案的设计与实施，到完成后的评价，都由学生负责。通过一个个项目的实施，使学生能够真正参与实际的项目运作，不仅能使他们了解真实的工程情境、增强实践动手能力，而且能极大地提高学生的学习兴趣，激发学生的学习主动性及创造性，培养学生的创新思维能力。

3 特种加工课程教学特点

特种加工课程作为一门实践性较强的课程，内容涉及知识面宽、知识点多，综合性强，与实际工程结合紧密。在傳统的教学过程中，通常采用的总学时是36学时，包括30学时的理论教学、6学时的实验教学。理论部分具体内容包括电火花加工、电化学加工、超声加工、激光加工、电子束和离子束加工，以及快速成形技术，特殊、复杂、典型难加工零件的加工等特种加工方法的基本原理、基本设备、工艺规律、主要特点和范围等。从课程内容上分析，该课程各个章节知识内容之间的联系并不紧密，章与章之间的内容相对独立，有利于以项目为载体的项目教学法的实施。

4 传统教学中出现的问题

在传统教学过程中，教师常常面临学生只能被动接受相对枯燥的理论知识，而缺乏对实际加工过程的深入了解，更无法解决在实际加工过程中出现的各种问题的情况。虽然已经引入视频教学、多媒体教学以及现场教学等多种教学方法，但由于学生缺乏主观能动学习意识，导致实际的教学效果并不理想。学生的学习仅仅局限于掌握书本知识，并没有真正具备解决工程中实际问题的能力。在实验教学中，由于实验设备有限，实验项目还是局限于演示型实验和验证型实验，缺少综合型实验和创新型实验，无法完成对学生进行综合性的工程训练，缺乏对学生工程意识和创新思维的培养。

5 项目教学法具体实施过程

项目的选取 将课程的每一章节设立成一个独立的项目，在项目的选取上要紧密贴合生产实际，能够真实模拟实际的工程环境。如在激光加工这一章节中，可由学生自主创意，设计一个小项目，如设计并制作一个简单的可拼接KT板模型。由教师提出要求，学生利用CAD软件及激光切雕软件进行创意设计，最终由切雕机将学生的创意打印出来，由学生进行模型的拼接和组装。

在电火花线切割这一章节中，项目可利用数控电火花线切割机床完成，学生可通过学习数控电火花线切割机床的加工原理、设备的基本操作技能、数控编程知识来自主设计零件图，并在数控电火花线切割机床上完成零件的加工。教师可从零件的造型、创意、加工复杂程度等方面对学生的成绩进行认定。endprint

在电火花加工这一章节中，项目可在机械加工实验室通过数控电火花成型加工机床来完成。按照分组的方式给每组布置一张工厂实际生产用的零件图，学生自己根据图纸的技术要求完成零件的加工。在项目前期，由教师指导学生熟悉并使用數控电火花成型加工机床。

在电化学加工这一章节中，同样可选取工厂实际生产用的零件图或装配图作为一个小项目，由学生独立加工完成，最终由教师检验产品是否合格。

在快速成型技术这一章节中，可由学生自主设计作品，作为一个创意项目，利用绘图软件进行模型的三维实体绘图，最终通过CAD模型直接驱动，制造出一个任意复杂形状的三维实体。

在项目实施过程中，教师可根据实体的复杂程度和精密程度来衡量学生的学习成果。学生通过项目讨论、实施、调试的方式，可掌握基于问题的学习、基于项目的学习、基于案例的学习等多种研究性学习方法，可以极大地提高学习主动性、独立工作能力，并能很好地培养创新思维能力。

项目的实施 首先选取机械设计制造及其自动化专业一个人数为20人的实验班，并对该实验班进行分组，分组可根据项目的具体情况来确定。将传统的36理论学时增加到64学时，根据具体的项目实施内容对每一章节的学时进行重新分配。在每一章节的开始，由教师布置好项目的具体内容，包括从产品用途、设计、加工到制造的全过程，并对项目的背景、实施过程、最终的成绩评定进行讲解。在项目实施过程中，学生可以和教师进行线上及线下交流讨论、最终学生以项目的完成为中心，有组织、有目的、有计划地进行学习。

1）知识点重组。针对理论教学部分，由教师结合教材、工程实例，对每一章节的知识点进行分割、归纳、整理，所有的知识点都要与项目进行有机结合。对有关联性的知识点，可对知识点和其他知识点的关联度进行列表，构成一种连接关系，并找到每个知识点之间的联系，搭建关联度列表。如果学生通过前期预习、自学等方式已经掌握了某个知识点，也可直接跳过这个知识点去学习其他的知识点。经过整合后的知识点关联性强，重点突出，是后期项目实施过程中极强的理论支撑。

如在电火花线切割加工这一章节中，主要的知识点就是电火花线切割加工的原理、电火花线切割加工的特点与应用范围、加工设备、加工用的脉冲电源、控制系统、电火花线切割数控编程要点、影响电火花线切割工艺指标的因素、电火花线切割加工工艺及扩展应用。电火花线切割这一章节的实训项目就是利用数控电火花线切割机床进行零件的编程及加工，可将与此次项目相关的知识点经过归纳整理后录制成视频，上传到教学网络平台上，学生可通过课下在线学习的方式进行学习。通过这种现代信息手段，学生可合理安排自己的学习时间，更好地培养掌控学习的能力。对于个别独立性及可操作性较强的知识点，也可单独列为一个小项目进行设计及实施，这样能更好地提高学生学习的积极性。

2）交流学习。教师主要针对学生在线下教学视频的自主学习中及项目实施中出现的问题进行答疑解惑，也可以结合视频教学、现场教学、网络教学、翻转课堂等多样化的学习模式，提高学生的学习积极性。教师可以在网络平台上设置教学答疑讨论区，方便学生的学习交流及及时为学生提供学习上的指导。在课堂上，教师既可以对学生进行指导，也可以通过随机提问、随堂练习的方式检验学生的学习进展。在加工现场，教师可以时时监测、指导学生的加工操作流程，解决学生在零件实际加工过程中出现的问题。

项目平台建设 项目教学法是以具体的项目为依托实施的，不仅需要教师有一定的工程实际背景，还需要有先进的实验设备，使学生积极参与项目的实施。但目前高校实验室的硬件设施不足，结合高校现状，部分项目可利用仿真软件完成。同时可通过建立开放型的创新实验平台来鼓励学生参与项目的实施。开设部分创新型项目，如激光切割创意作品、3D打印创意设计等，并鼓励学生参加如大学生机械创新设计大赛、大学生3D打印创意设计大赛等，培养学生的创新思维意识。

最终学习效果检验 最终的学习效果检验主要通过答辩及项目验收的方式完成。项目教学法是以工程中出现的实际项目为主线进行教学，那么学习效果检验同样要按照工程项目能够验收的标准进行检验。但要根据实施的具体项目不同，制定不同的验收标准。大体上可包括完整图纸、工艺过程卡片、工序卡、成品检验、项目答辩等。理论部分包括自主学习、课前准备、学习态度、逻辑思维能力、讨论发言、创新思维能力、课堂平时表现等，作为成绩评定标准。项目教学法的学习效果检验将工程项目验收、理论知识检验、工程综合能力运用进行有机结合，综合考量学生的整体学习效果，在教学实践改革中具备极强的可操作性。

6 结论

特种加工作为一种新的加工方法，已经逐渐成为未来先进制造技术的一个重要组成部分。各大高校机械类相关专业对特种加工课程的重要性已经有了足够的认识，而传统的特种加工课程教学中暴露出的问题已经越来越多，课时少，课程内容多，针对特种加工课程进行的教学改革探索已经刻不容缓。本文针对特种加工课程特点，将每章的知识点进行剖析、整理，最终和项目教学法结合后运用到教学改革实践中。经实践证明，通过采用新的教学方法、合理安排教学环节，学生的学习主动性和积极性得到较大提高，学生的工程能力意识和创新思维意识也显著提升。

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