机械制造基础课程教学方法探析

摘 要　在教学内容增多、授课课时压缩的新形势下,进行机械制造基础课程教学改革的研究势在必行.本文论述了有关课堂教学内容的取舍与组织,认为明确课程特点,明确传授学习方法,并以两条主线和一点为平台,精简教学内容,可以取得较好的教学效果.

关 键 词　机械制造基础　金工实训　课堂教学

中图分类号：G424文献标识码：A

机械制造基础课程因其知识点多、涵盖内容广、实用性强而被列为理工科类各专业,特别是机械类各专业的一门重要的技术基础课程.它是机械制图、公差配合与技术测量、金工实训等前述课程的具体应用和理论的提升；是机械设计、生产毕业设计等后续课程的重要基础.随着教学改革的不断深入,新材料、新工艺、新技术等“三新”知识不断涌现,而课堂教学课时又大幅度压缩,这一矛盾使得教师不得不在理论教学内容的取舍、组织及教学方法等方面进行研究,寻找出在现有条件下的最佳教学效果的教学方案.笔者认为,明确课程的特点,教授适合本课程特点的学习方法,并以两条主线和一点为平台,精简并合理组织课堂教学内容,采用多媒体等好的教学手段和方法,可以取得良好的教学效果.

1　明确课程特点,做好教学互动的思想准备

本课程的重点主要表现在如下两个方面,在组织教与学的过程中,教学双方都应有所思想准备.

（1）课程内容的广泛性、综合性和工艺方法的多样性.课程本身内容多、理论上微观层次多、实验（实训）上宏观规律多、具体材料种类多、实际工艺方法多.（2）实验和实习是重要的基础—实践性.本课程的发展与基础科学的发展密切相关.但材料科学自身的理论是建立在自己特有的实验基础上的.有的图表完全是由实验测得的,目前还不能从理论上推导出来.更多的是实践中总结出来的规律.对此要有思想准备.

2　抓概念找规律,训练学习方法

2.1　彻底搞清主要的基本概念

名词术语：搞清定义,弄清思路；概念：需要花力气彻底弄清实质；观点：仔细弄清思路.

其中最重要的是概念.只有概念清楚,才能正确理解和应用术语,才能有理有据地分析问题,才能在复杂的问题面前保持清醒的头脑.

2.2　始终抓住“一个核心两条线”

课程的基本观点提出：材料的性能决定于内部组织—“一个核心”.

改变材料性能的因素有二：化学成分（内部因素）；各种加工工艺（外部因素）.因而有：成分—组织—性能；工艺—组织—性能.这样,就可以将繁杂的内容理顺,将前后各章节内容建立有机的联系.

2.3　头脑中要建立一系列的图像和模型

对于机理和概念必须建立具体的模型（如结晶过程图像、晶体结构模型等）.用图像、图表、曲线等科学语言来理解、表达和记忆课程中的理论、概念、观点和规律,既简便又明确.

3　合理归纳重点和难点,大胆取舍教材内容

教学内容的取舍是个重要问题,它关系到是否能达到本课程教学大纲的要求,关系到教学质量的好坏.因此,必须结合教学大纲要求,仔细分析教材,然后才能做出取舍的判断.

（1）将直观教学能获得较好效果的有关内容安排在金工实训中完成.例如,可将各种铸造方法、特别是砂型铸造方法等内容安排在金工实训中完成,理论教学只归纳,不细述.又如各种传统机械加工机床的结构、传动原理及加工范围等内容,也可以安排在金工实训中完成,理论授课时干脆舍去不讲.现场教学更直观,更能取得好的教学效果.

（2）对容易理解的内容安排以学生自学为主.例如,可以将铸造　、锻造、焊接及粉末冶金等各种成形方法安排在课前自学,理论授课重点讲解成形原理,由此引出各种成形方法的优缺点、容易出现的缺陷,从而归纳和提升成形方法.

4　以两条主线和一点为平台,科学组织教学内容

根据总的教学课时,首先安排好“三新”知（下转第154页）（上接第152页）识内容的授课课时,将传统加工知识内容以两条主线进行归纳、总结式教学.

（1）以铁碳合金状态图为主线,将热加工部分内容串成一线.包括金属材料热处理（重点在“四火”）、铸造、锻造和焊接等内容串在一起进行分析.可以由加热的温度不同,引发出各种成形方法带来缺陷不同,进而引入避免和消除这些缺陷的办法也不同.

（2）以加工精度为主线,将冷加工部分内容串成一线.由各种加工方法的经济精度,引出它们的加工特点.例如,虽然牛头刨床的加工精度较低,但是它的运动很有特点.它的主运动是由旋转运动转变成直线运动而得到的,它的进给运动是由间歇运动来完成的,这些运动的形成是刨削的一个突出特点.经过分析,一方面可以为学生掌握机构学及传动机构打下一定的基础,为学生的生产实习指引了学习方法,另一方面可以引导和激发学生的创新思维.又如,从积屑瘤的成因过程,可以引发学生了解切削用量选用原则,同时也能更好地理解各种切削方法的加工能力与所能达到的加工精度.

（3）以“新”字为点（重点）,及时引入“三新”知识内容.所谓新,它是在传统的材料、传统的加工方法及工艺和传统的加工技术无法或难以满足使用要求的前提下诞生,它们之间的关系是：（使用前提要求）新材料→（传统加工工艺无法或难以完成的）新工艺→（针对性地产生了）新技术.

当今“三新”知识新月异,更新周期短之又短,而教材内容总是至少要滞后3年左右的时间.例如,当我们的教材刚开始引入AutoCAD/CAM知识的时候,沿海地区已经大量采用基于Pro/Engineer的NC加工技术和集CAD/CAM/CAE于一体的UG集成技术.这就要求任课教师及时搜集相关知识,并及时引入课堂教学,引导学生及早触摸前沿技术.这样,一方面可以启发学生的创新思维,另一方面也便于学生对“三新”知识的理解.

5　将“工艺”贯穿课堂教学始末

无论是传统的成形方法,还是各种新的成形方法,课堂教学都应紧扣“工艺”两个字,特别是切削加工部分,更是重在工艺.最后引出工艺过程的概念,这是本课程的,是前面所学内容的总结和提升.通过对工艺过程的学习,使学生知道,不但冷加工的各种加工方法需要运用工艺过程的知识,热加工的各种成形方法也需要运用工艺过程的知识.编制零件加工工艺过程的知识,不单是传统成形方法需要,采用数控机床等新的加工方法,也都必须首先编制零件的加工工艺过程.由此可以使学生对工艺过程部分内容引起重视.

6　采用多媒体教学,丰富教学内容

采用多媒体教学的最大特点是使课堂教学直观、清晰、生动、易于理解,可以大大地扩充知识内容,使有限的授课课时充分发挥作用.

例如,可以将平常难以见到的激光焊、爆炸焊等焊接方法用录像片段展现,一方面可以提高学生的学习兴趣,另一方面可以增进学生对电弧焊基本原理的理解,进一步使学生联想到焊接缺陷的产生和防止.又如,粉末冶金在课堂上花两节课时间讲授还只会使学生一头雾水,借助于多媒体教学手段,用十几分钟可以使学生明明白白.对一些有关原理和工艺方面的知识点,制成CAD、CAI多媒体教学课件,充分发挥现代教学手段的优越性,收到事半功倍的效果.

总之,如何把握新形势下的课堂教学环节,是个复杂而细致的问题,只有不断分析、不断总结经验,才有可能适应新形势下的教学要求.