機(jī)械制造工藝課程教學(xué)改革與實(shí)踐

【摘 要】隨著制造業(yè)的發(fā)展，制造工藝的應(yīng)用范圍越來越廣泛。本文分析了機(jī)械制造工藝學(xué)課程教學(xué)中存在的問題，從工藝現(xiàn)狀、工藝人才培養(yǎng)、制造工藝與質(zhì)量關(guān)系，模塊化教學(xué)體系、實(shí)踐教學(xué)模式等方面探討了制造工藝學(xué)課程的教學(xué)改革。

【關(guān)鍵詞】制造工藝 模塊化 實(shí)踐教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2014）20-0066-02

一 認(rèn)清制造工藝現(xiàn)狀，加快工藝知識(shí)普及

機(jī)械制造工藝學(xué)是一門系統(tǒng)性和實(shí)踐性較強(qiáng)，內(nèi)容廣泛、課時(shí)較少的課程，它是機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)課，同時(shí)制造工藝課也是機(jī)械專業(yè)、車輛工程專業(yè)、熱力專業(yè)的必修專業(yè)課。如何在有限學(xué)時(shí)內(nèi)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使他們能夠盡快地掌握高技能人才必備的機(jī)械制造的基本知識(shí)、基本理論和基本技能，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和將來從事的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，是我們應(yīng)重點(diǎn)考慮的問題。有統(tǒng)計(jì)表明，在現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)過程中，70%的錯(cuò)誤在設(shè)計(jì)開發(fā)階段已經(jīng)產(chǎn)生，而80%的錯(cuò)誤往往是在生產(chǎn)階段或是更后續(xù)的階段才被發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行修正。特別是《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》的有關(guān)規(guī)定提出，“大多數(shù)制造企業(yè)著重提高裝備設(shè)計(jì)、制造和集成能力”，“重點(diǎn)突破極端制造、系統(tǒng)集成和協(xié)同技術(shù)、智能制造與應(yīng)用技術(shù)、成套裝備與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證技術(shù)、基于高可靠性的大型復(fù)雜系統(tǒng)和裝備的系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，其目的在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的高效率和良好經(jīng)濟(jì)性”，大幅度提升我國制造工業(yè)的核心競爭力。沒有制造業(yè)，就沒有工業(yè)；而沒有機(jī)械制造業(yè)，就沒有獨(dú)立的工業(yè)，即使制造業(yè)再大、再多、再好，也受制于人，也就是說行業(yè)的發(fā)展對(duì)人才的需求十分迫切。

隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展及市場(chǎng)需求日益?zhèn)€性化與多樣化，世界各國都把機(jī)械制造技術(shù)的研究和開發(fā)作為國家的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)先發(fā)展，將其他學(xué)科的高技術(shù)成果引入機(jī)械制造業(yè)中。我國制造科學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)日新月異的變化和發(fā)展迅速，但與先進(jìn)的國家相比仍有一定差距，為了迎接21世紀(jì)的挑戰(zhàn)，必須認(rèn)清制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，縮短與先進(jìn)國家的差距，使我國的產(chǎn)品上質(zhì)量、上效率、上品種和上水平。而人才是制造加工技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，提高機(jī)械制造技術(shù)人才的培養(yǎng)水平，為企業(yè)提供高素質(zhì)的人才，才能促進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的良性發(fā)展。對(duì)于我們機(jī)械類專業(yè)來說，迫切的任務(wù)就是要掌握機(jī)械制造工藝發(fā)展的方向，掌握機(jī)械制造類企業(yè)對(duì)工藝人員的需求，明確工藝人員的特征。尤其是必須具備的軟性職業(yè)能力，然后進(jìn)行制造工藝課程體系和課程內(nèi)容的研究，來適應(yīng)機(jī)械制造工藝的發(fā)展對(duì)人才的需求，徹底解決當(dāng)前機(jī)械制造工藝人員應(yīng)具備哪些專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐能力的問題。提高制造工藝水平，必須擁有一批高素質(zhì)的工藝人員。工藝水平包括工藝技術(shù)水平、檢測(cè)水平、裝配水平、操作水平和工藝管理水平，還包括推行成組技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助工藝等現(xiàn)代化管理手段水平。而大學(xué)本科畢業(yè)生，由于所學(xué)的知識(shí)或?qū)I(yè)并不和從事的工藝工作對(duì)口，因而對(duì)工藝?yán)碚撘蚕喈?dāng)生疏，實(shí)踐水平也較低。剛從學(xué)校畢業(yè)出來的大學(xué)生，并沒有經(jīng)過一段時(shí)期很好的實(shí)習(xí)，他們雖然有一定的工藝?yán)碚撝R(shí)和工程技術(shù)能力，但實(shí)踐知識(shí)普遍不足，加上有些畢業(yè)生的理論知識(shí)本來就沒學(xué)透，一知半解，一下子很難真正適應(yīng)工藝技術(shù)工作。他們?cè)O(shè)計(jì)的工藝裝備很不實(shí)用，甚至連圖面上的工藝錯(cuò)誤也很多，編制的工藝過程采用率很低。

二 改革理論教學(xué)內(nèi)容，推行模塊化教學(xué)

隨著科技的進(jìn)步，高新技術(shù)設(shè)備的普及使用以及新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝、新方法的不斷涌現(xiàn)，人才培養(yǎng)的方式和時(shí)間周期也發(fā)生了很大的變化，原有的課程體系、結(jié)構(gòu)和內(nèi)容已跟不上社會(huì)、企業(yè)對(duì)人才提出的培養(yǎng)目標(biāo)，不能適應(yīng)教學(xué)改革要求。模塊化教學(xué)是一種系統(tǒng)化、規(guī)范化、科學(xué)化的教學(xué)組織形式，它圍繞一個(gè)能力和素質(zhì)的反饋?zhàn)兂赡K的反

饋，在教法上強(qiáng)調(diào)知能一體。傳統(tǒng)教學(xué)中，教師過于注重書本知識(shí)、方法、方案的同步一體化的教與傳授，而忽視學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)。模塊化教學(xué)的關(guān)鍵在于模塊的確立。模塊實(shí)質(zhì)上就是一種微觀課程的形態(tài)、內(nèi)容，綜合運(yùn)用各種教學(xué)方式、手段培養(yǎng)學(xué)生的與未來所從事職業(yè)相適應(yīng)的能力。它自成一個(gè)獨(dú)立的知能體系。

我校主要在機(jī)械專業(yè)、材料成型專業(yè)、車輛專業(yè)、熱力專業(yè)講授機(jī)械制造工藝這門課程，只是側(cè)重點(diǎn)不一樣。如何把這些課程統(tǒng)一起來，在有限的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生掌握相關(guān)的工藝?yán)碚撝R(shí)？面對(duì)現(xiàn)有的課程體系和教學(xué)模式顯現(xiàn)出的不足，嘗試實(shí)施模塊化教學(xué)。根據(jù)專業(yè)的實(shí)際需要，把制造工藝課程分成典型零件的制造工藝模塊、先進(jìn)制造技術(shù)模塊、常規(guī)工藝規(guī)程制定（夾具）、裝配工藝模塊、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造模塊和其他綜合模塊（如車輛專業(yè)車身制造），針對(duì)不同專業(yè)講授不同工藝內(nèi)容。通過這種模式嘗試，注重教學(xué)內(nèi)容的整體布局，強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容的體系化，促進(jìn)理論知識(shí)與應(yīng)用能力的有機(jī)結(jié)合，幫助學(xué)生克服了枯燥難學(xué)的困難，提高了專業(yè)教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)教學(xué)得到最大限度的優(yōu)化，共享優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，使有限的教學(xué)資源發(fā)揮最大效能。

三 分析產(chǎn)品制造特點(diǎn)，重視制造質(zhì)量

在筆者調(diào)研的生產(chǎn)廠家中，都認(rèn)為企業(yè)要注重制造技術(shù)和工藝的開發(fā)。雖然有些企業(yè)的生產(chǎn)機(jī)器不是當(dāng)今最先進(jìn)的，但他們普遍重視新產(chǎn)品開發(fā)的同時(shí)，同樣注重生產(chǎn)技術(shù)和工藝的開發(fā)和創(chuàng)新，從而確保產(chǎn)品的質(zhì)量。企業(yè)讓自己的產(chǎn)品在市場(chǎng)上保持領(lǐng)先地位；產(chǎn)品設(shè)計(jì)重復(fù)率，制造過程的復(fù)雜性，檢測(cè)技術(shù)先進(jìn)，這些是從事裝備制造業(yè)的每個(gè)設(shè)計(jì)者必須正視的問題。零件的制造很小很小的細(xì)節(jié)也要一絲不茍地執(zhí)行。我們常說“這個(gè)差不多、馬馬虎虎”，其實(shí)差得多，在價(jià)值的體現(xiàn)上也差得多。要提高機(jī)械產(chǎn)品的附加值，我們更要注重一些小的環(huán)節(jié)，小至一個(gè)氣孔、一個(gè)毛刺、一個(gè)刀痕及外觀狀況都對(duì)我們的零件加工或產(chǎn)品的價(jià)值產(chǎn)生影響。比如講授典型零件加工這個(gè)模塊，對(duì)于車輛專業(yè)主要講解發(fā)動(dòng)機(jī)各零部件的制造技術(shù)，機(jī)體毛坯制造方法有哪些，如何檢測(cè)毛坯質(zhì)量，毛坯圖紙繪制，不同國家的視圖，尺寸標(biāo)注完整性，技術(shù)要求，熱處理工藝，尺寸控制方法等，與實(shí)際企業(yè)生產(chǎn)要求接軌。同時(shí)讓學(xué)生到企業(yè)參與生產(chǎn)過程與加工方法的研究，了解工藝參數(shù)、工藝流程與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃與管理以及項(xiàng)目評(píng)估與決策等，對(duì)學(xué)生在實(shí)踐過程中進(jìn)行全面的質(zhì)量管理教育與敬業(yè)精神與責(zé)任心教育。總之，要培養(yǎng)既懂得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)，又懂產(chǎn)品生產(chǎn)制造工藝，又懂市場(chǎng)消費(fèi)，能將創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念、創(chuàng)新的制造方法、創(chuàng)新的生產(chǎn)流程與創(chuàng)新的市場(chǎng)手段相結(jié)合，能看懂圖、能理解工藝、能優(yōu)化性能、能推介新產(chǎn)品的創(chuàng)新型實(shí)用人才。培養(yǎng)學(xué)生在設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品上的創(chuàng)新思維，實(shí)現(xiàn)由“中國制造”向“中國創(chuàng)造”跨越式的發(fā)展。

四 加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐訓(xùn)練，提高學(xué)生工藝水平

我校工科專業(yè)學(xué)生在大三下學(xué)期安排2～3周時(shí)間進(jìn)行機(jī)械制造認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，為后續(xù)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課學(xué)習(xí)提供感性認(rèn)識(shí)，實(shí)習(xí)的地點(diǎn)是生產(chǎn)企業(yè)，實(shí)習(xí)內(nèi)容跟機(jī)械制造工藝學(xué)緊密相關(guān)。老師在指導(dǎo)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)過程中，緊密結(jié)合金工實(shí)習(xí)和機(jī)械加工工藝的有關(guān)知識(shí)，編制詳細(xì)的實(shí)習(xí)指導(dǎo)書。由淺入深以問題的形式將有關(guān)知識(shí)點(diǎn)列出，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題在工廠尋求答案。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)完整的典型零件加工工藝過程，裝配工藝和焊接工藝等內(nèi)容，注重實(shí)際加工工藝的現(xiàn)場(chǎng)剖析，引導(dǎo)學(xué)生分析加工工藝的重點(diǎn)、難點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)，為今后的課程學(xué)習(xí)提供直觀的工程知識(shí)，提前和工藝學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容接觸。在進(jìn)行課程實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)時(shí)，學(xué)生就不會(huì)感到陌生抽象，很多夾具在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)都接觸過，了解實(shí)際應(yīng)用的方法、場(chǎng)合，在分析定位、夾緊原理時(shí)就不會(huì)感到抽象。學(xué)生在實(shí)習(xí)過程結(jié)合我國機(jī)械產(chǎn)品在質(zhì)量、品種、效率等方面的現(xiàn)狀以及今后制造業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要，面向企業(yè)的產(chǎn)品和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，以制造工藝為主線，了解產(chǎn)品質(zhì)量、加工效率與經(jīng)濟(jì)性三者之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，系統(tǒng)理解工藝系統(tǒng)的刀具、機(jī)床、夾具、工件等各要素在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的具體功能和應(yīng)用。同時(shí)校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室及實(shí)訓(xùn)中心對(duì)學(xué)生全天開放。鼓勵(lì)學(xué)生參加大學(xué)生工程訓(xùn)練比賽、機(jī)械創(chuàng)新、科研產(chǎn)品制作，通過設(shè)計(jì)、零件制作，進(jìn)一步體會(huì)零件制造的全過程和一個(gè)合格零件從選材到制造出來的艱辛。我們構(gòu)建了完善的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)體系，形成理論教學(xué)——實(shí)驗(yàn)——實(shí)習(xí)——參觀——課程設(shè)計(jì)——理論教學(xué)的鏈?zhǔn)浇虒W(xué)模式，注重對(duì)學(xué)生的理論知識(shí)應(yīng)用與基本工程能力的培養(yǎng)，促進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)普及。

五 普及先進(jìn)制造技術(shù)，應(yīng)用制造軟件

先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造業(yè)不斷地吸收機(jī)械、材料、計(jì)算機(jī)及管理技術(shù)等方面最新的成果，應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理及售后服務(wù)的制造全過程。在一個(gè)國家的企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占60%左右。各個(gè)國家經(jīng)濟(jì)的競爭，主要是制造技術(shù)的競爭。其競爭能力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的高速發(fā)展、買方需求和市場(chǎng)環(huán)境的不斷變化，競爭日趨激烈，所以各國政府都非常重視對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的研究。面向制造系統(tǒng)的制造模式和管理方法，如計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）、敏捷制造（AM）、綠色制造（GM）、并行工程（CE）、成組技術(shù)（GT）等。面向工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的先進(jìn)制造技術(shù)，如CAD、CAE、CAT、CAPP、CAM和反求工程等。面向物流處理的先進(jìn)制造技術(shù)，如數(shù)加工技術(shù)（NC/CNC/DNC），柔性制造技術(shù)（FM），快速原型/零件制造技術(shù)（Rapid Prototype，Part Manufacturing-RPM），工業(yè)機(jī)器人技術(shù)（Robot），超精密、超高速加工技術(shù)等。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)產(chǎn)品的個(gè)性化需求和不確定的市場(chǎng)環(huán)境，制造資源的柔性和可重構(gòu)性，將成為21世紀(jì)企業(yè)裝備的顯著特點(diǎn)。先進(jìn)的制造工藝、智能化的軟件和柔性的自動(dòng)化設(shè)備、企業(yè)的柔性發(fā)展戰(zhàn)略，構(gòu)成未來企業(yè)競爭的軟、硬件資源。因此，加強(qiáng)三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的普及，培訓(xùn)大學(xué)生對(duì)3D軟件和專業(yè)軟件的使用，將為大學(xué)生迅速對(duì)接企業(yè)提供有力的保障。

六 結(jié)束語

根據(jù)人才培養(yǎng)要求，我們深入分析了制造工藝的發(fā)展趨勢(shì)，積極探索和實(shí)踐制造工藝的課程教學(xué)，在教學(xué)內(nèi)容方面，突出先進(jìn)性、系統(tǒng)性和工程化；圍繞課程的主要教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新。機(jī)械制造工藝課程實(shí)踐教學(xué)改革是一項(xiàng)長期的工作，無論是在內(nèi)容、教學(xué)方法，還是教學(xué)管理等方面，還有許多改革的空間。

參考文獻(xiàn)

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〔責(zé)任編輯：龐遠(yuǎn)燕〕