機(jī)械制造技術(shù)模塊化教學(xué)改革研究

徐強(qiáng)　許澤銀　朱愛(ài)華

摘 要 為了更好地培養(yǎng)學(xué)生具有編制機(jī)械制造工藝規(guī)程與實(shí)施的工作能力，借鑒德國(guó)應(yīng)用科技大學(xué)模塊化教學(xué)理念，對(duì)機(jī)械制造技術(shù)類相關(guān)課程進(jìn)行模塊化改革，以能力為導(dǎo)向，構(gòu)建模塊內(nèi)容，不過(guò)分強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)的系統(tǒng)性和內(nèi)在邏輯性。在模塊教學(xué)過(guò)程中，采用項(xiàng)目導(dǎo)入法、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)方法等教學(xué)手段，達(dá)到較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 機(jī)械制造技術(shù)；模塊化教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2015）10-0111-02

1 引言

機(jī)械制造技術(shù)涵蓋金屬切削原理與刀具、機(jī)械制造工藝學(xué)、金屬切削機(jī)床、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)等制造類課程。通過(guò)該類課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具有從事機(jī)械制造工藝規(guī)程編制與實(shí)施的工作能力，對(duì)機(jī)械制造裝備進(jìn)行設(shè)計(jì)、維護(hù)、改造的能力。該類課程直接面向生產(chǎn)實(shí)際，具有實(shí)踐性很強(qiáng)的特點(diǎn)，由于學(xué)生大部分從高中直接進(jìn)入大學(xué)，對(duì)所學(xué)的機(jī)械制造理論缺乏感性的認(rèn)識(shí)，再加上課程體系是以學(xué)科進(jìn)行搭建的，強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)的內(nèi)在邏輯性和系統(tǒng)性，課程內(nèi)容偏重基礎(chǔ)理論、原理、數(shù)據(jù)甚至公式，缺乏機(jī)械工程專業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用的相應(yīng)內(nèi)容，所以課堂教學(xué)相對(duì)比較枯燥。特別是針對(duì)工程類的學(xué)生來(lái)說(shuō)是一門非常頭疼的課程，學(xué)生普遍有厭學(xué)心理。

借鑒德國(guó)應(yīng)用科技大學(xué)的模塊化教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)走訪用人單位，確定機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生所具備的能力，以能力為導(dǎo)向，構(gòu)建機(jī)械制造技術(shù)課程群模塊內(nèi)容，不過(guò)分強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)的系統(tǒng)性和內(nèi)在邏輯性[1]。在模塊教學(xué)過(guò)程中，采用項(xiàng)目導(dǎo)入法、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)方法等教學(xué)手段，收到較好的教學(xué)效果。

2 德國(guó)應(yīng)用科技大學(xué)模塊化教學(xué)理念

德國(guó)高等教學(xué)中的“模塊（Module）”通常由幾個(gè)相關(guān)聯(lián)教學(xué)課程組成，一個(gè)模塊構(gòu)成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的教學(xué)單元[2-3]。模塊以培養(yǎng)學(xué)生的能力為目標(biāo)，不過(guò)分強(qiáng)調(diào)學(xué)科的知識(shí)性和內(nèi)在邏輯性。德國(guó)應(yīng)用科技大學(xué)把能力分成三類，即專業(yè)能力（與專業(yè)相關(guān)的知識(shí)技能儲(chǔ)備）、方法能力（用恰當(dāng)方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力）、社會(huì)能力和自我能力（交際能力、團(tuán)隊(duì)精神、自學(xué)能力）。為了實(shí)現(xiàn)不同的能力可采取不同的教學(xué)活動(dòng)，有講座課、研討課、練習(xí)課、實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練課、項(xiàng)目教學(xué)課、學(xué)生自學(xué)等。為了實(shí)現(xiàn)專業(yè)能力多使用講座課，而實(shí)現(xiàn)方法能力、社會(huì)能力和自我能力多采用研討課、練習(xí)課、項(xiàng)目教學(xué)課等不同形式的教學(xué)活動(dòng)。其中項(xiàng)目教學(xué)課就是用實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)行新知識(shí)的引入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的源動(dòng)力，傳授知識(shí)時(shí)緊密結(jié)合實(shí)踐項(xiàng)目，使學(xué)生在實(shí)踐中鞏固新學(xué)的知識(shí)，并做到融會(huì)貫通，培養(yǎng)理論和實(shí)踐的綜合應(yīng)用能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，達(dá)到全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)。

3 課程內(nèi)容模塊化教學(xué)改革

鑒于上述模塊化教學(xué)理念，為了更好提高應(yīng)用型高校的教學(xué)質(zhì)量，對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)化的課程體系進(jìn)行模塊化教學(xué)改革。該專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是在機(jī)械工程及相關(guān)領(lǐng)域具有從事設(shè)計(jì)、制造、開(kāi)發(fā)等能力的高級(jí)應(yīng)用型人才。為了提高本專業(yè)機(jī)械制造方面的能力，設(shè)置了機(jī)械制造技術(shù)模塊、機(jī)械制造裝備及其控制模塊。通過(guò)走訪用人單位，分析了機(jī)械行業(yè)對(duì)這些模塊的需求及本地區(qū)特殊需求，結(jié)合本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)提出機(jī)械制造技術(shù)模塊、機(jī)械制造裝備及其控制模塊以下述能力為導(dǎo)向[4]：

1）從事機(jī)械制造工藝規(guī)程編制與實(shí)施的工作能力；

2）從事工藝工裝設(shè)計(jì)制造的工作能力；

3）對(duì)機(jī)械制造裝備進(jìn)行設(shè)計(jì)、維護(hù)、改造的能力；

4）運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力，運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)、制造的能力。

圍繞上述能力，如圖1所示，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊化重組[5]，把切削原理與刀具的內(nèi)容與數(shù)控技術(shù)中數(shù)控編程并入機(jī)械制造技術(shù)I模塊，而把數(shù)控機(jī)床的電控內(nèi)容并入機(jī)械制造裝備及其控制模塊內(nèi)容。這樣處理的好處是機(jī)械制造I、機(jī)械制造II模塊以編制機(jī)械制造工藝規(guī)程為主線，系統(tǒng)介紹了編制工藝規(guī)程所需要的知識(shí)，包括數(shù)控加工知識(shí)，從而大大提高編制工藝規(guī)程能力。

機(jī)械制造技術(shù)模塊分為機(jī)械制造技術(shù)I、機(jī)械制造技術(shù)II兩模塊，該模塊以編制機(jī)械制造工藝為主線，主要介紹了機(jī)床、刀具、切削原理、數(shù)控編程等知識(shí)，并介紹了專用夾具定位及夾緊原理，在此基礎(chǔ)上介紹制定機(jī)械加工和裝配工藝規(guī)程基本理論，使學(xué)生具有設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程的能力及設(shè)計(jì)工裝夾具的能力。

把機(jī)床設(shè)計(jì)、數(shù)控技術(shù)部分內(nèi)容與機(jī)電傳動(dòng)控制部分內(nèi)容整合成機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)及其控制模塊，主要針對(duì)學(xué)生具有設(shè)計(jì)、維護(hù)、改造機(jī)械制造裝備能力而設(shè)置的，主要涉及機(jī)械制造裝備電器控制的理論及方法，及其主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，主要零、部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。

通過(guò)上述模塊知識(shí)的重組，使教師和學(xué)生明確了本模塊所要求的專業(yè)能力，不過(guò)分強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)系統(tǒng)性和內(nèi)在邏輯性，更加注重理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)的有機(jī)融合。

4 模塊的教學(xué)方法探討

按照模塊化的教育理論，為實(shí)現(xiàn)不同的能力，可采取不同的教學(xué)活動(dòng)，根據(jù)工科專業(yè)的特點(diǎn)，對(duì)不同的教學(xué)方法進(jìn)行探索，來(lái)實(shí)現(xiàn)模塊所要求的能力。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)方法的教學(xué)實(shí)踐 機(jī)械制造技術(shù)模塊中的工藝規(guī)程編制這一章的內(nèi)容，大部分是如何編制的規(guī)則，如果照本宣科，學(xué)生無(wú)法理解，只能死記硬背通過(guò)考試，無(wú)助于提高工程能力。因此，可以選擇用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)方法來(lái)完成教學(xué)[6-7]。所謂項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，是指在教學(xué)過(guò)程中以項(xiàng)目的展開(kāi)為主線，將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)融入各個(gè)項(xiàng)目環(huán)節(jié)中去，進(jìn)行層層推進(jìn)，安排學(xué)生分小組圍繞工程項(xiàng)目進(jìn)行討論，協(xié)作學(xué)習(xí)，最后通過(guò)共同完成項(xiàng)目的情況來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生是否達(dá)到教學(xué)目的的教和學(xué)的模式。

為了達(dá)到學(xué)生具有編制工藝規(guī)程的能力這一教學(xué)目的，把學(xué)生置于工作現(xiàn)場(chǎng)中，以一個(gè)典型零件的工藝規(guī)程編制為項(xiàng)目，通過(guò)學(xué)生自主、互動(dòng)學(xué)習(xí)編制工藝規(guī)程有關(guān)的理論知識(shí)，如加工零件粗、精基準(zhǔn)的選擇，加工工藝路線制定等理論，在教師的指導(dǎo)下，以學(xué)生為主來(lái)完成該項(xiàng)目。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，該種教學(xué)方法的特點(diǎn)是由教師為中心轉(zhuǎn)變以學(xué)生中心，由教材為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐皂?xiàng)目為中心，學(xué)生能真正理解編制規(guī)則，以提高編制工藝規(guī)程能力。

現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)方法的教學(xué)實(shí)踐 機(jī)械制造技術(shù)模塊都是實(shí)踐性很強(qiáng)的模塊課程，大部分學(xué)生是高中直接進(jìn)入大學(xué)，缺乏現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。比如：在滾齒機(jī)教學(xué)中，學(xué)生連滾齒機(jī)都未見(jiàn)過(guò)，教學(xué)效果較差；在夾具教學(xué)中，限制自由度、定位基準(zhǔn)的選擇一直是教學(xué)難點(diǎn)，學(xué)生無(wú)法理解，究其原因，主要是由于學(xué)生的空間想象能力、實(shí)踐能力較差。因此，可以選擇用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)方法來(lái)完成教學(xué)。

在滾齒機(jī)教學(xué)中，首先帶學(xué)生到現(xiàn)場(chǎng)了解滾齒機(jī)的組成及所需的運(yùn)動(dòng)，然后到教室分析其傳動(dòng)鏈組成及其調(diào)整原理，課后完成某個(gè)齒輪掛輪的計(jì)算，最后學(xué)生分組，到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)滾齒機(jī)掛輪進(jìn)行調(diào)整，即完成本模塊的實(shí)踐教學(xué)。在夾具的設(shè)計(jì)教學(xué)中，對(duì)夾具的組成、定位原理進(jìn)行講解，然后把學(xué)生分組對(duì)某個(gè)夾具進(jìn)行測(cè)繪、組裝，并畫(huà)成相應(yīng)的裝配圖。

通過(guò)這幾年的教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)這樣做的好處是學(xué)生不僅了解了夾具的組成，而且對(duì)定位原理有著比較直觀的了解，現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)彌補(bǔ)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，使學(xué)生的工程能力有了進(jìn)一步提高。

5 結(jié)語(yǔ)

1）以能力為導(dǎo)向，優(yōu)化和整合教學(xué)內(nèi)容，模塊設(shè)置更加實(shí)用化。不過(guò)分強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)系統(tǒng)性和內(nèi)在邏輯性，做到理論知識(shí)適用，強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)在工程環(huán)境中應(yīng)用，增加實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)，突出工程實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

2）在實(shí)施過(guò)程中，教師實(shí)現(xiàn)從“知識(shí)的傳授者”到“學(xué)習(xí)的促進(jìn)者”的角色轉(zhuǎn)變，為了培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用工程能力，探索了項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)方法、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法等教學(xué)方法，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的自主性，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)找東西要學(xué)的轉(zhuǎn)變，提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識(shí)和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。教與學(xué)的有機(jī)互動(dòng)，也增強(qiáng)了教師教學(xué)的責(zé)任感和危機(jī)感，教師自身的知識(shí)專業(yè)水平和教學(xué)能力也得到不斷的提高。

3）模塊化教學(xué)改革雖取得一些成績(jī)，但也存在一些問(wèn)題，包括：有些相關(guān)課程之間的融合度還不夠；實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施難度較大，需要得到社會(huì)、企業(yè)和學(xué)院的大力支持；師資隊(duì)伍尚不能完全滿足理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的需求。

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