摘 要 课程体系、教学内容及教学方式的改革是高职高专教学改革的核心。为培养具有创新能力、适应现代社会需要的应用型高级专业技术人才,我们对高职高专主干专业课程《机械制造工艺学》的教学体系、教学内容、教学方法、教学手段等进行了探索性的改革与实践。
关键词 高职高专 机械制造技术 教学改革 实践
现行《机械制造技术》是机制专业的主干课,它是通过对原有四门传统专业课《金属切削原理与刀具》、《金属切削机床》、《机床夹具设计》和《机械制造工艺学》进行综合,内容繁多,篇幅庞大,与生产实践联系密切,是一门实践性很强的主干专业课程。该课程为企业的机械加工工艺、生产计划管理、质量检验、机械设备维护等培养应用型高级专业技术人才,因此该课程的教学效果直接影响到所培养人才的规格和质量。但由于机械制造工艺内容极其广泛,涉及的行业有百余种,产品品种成千上万,加之工艺问题灵活多变,使教学工作中存在很多难点,寻求适合该门课程特点的教学方法,提高教学质量一直是我们努力的方向。
经过多年的教学实践,我们明确了本课程的教学理念:以“工作过程”为导向,以“能力培养”为主线,以培养岗位技能为目标,充分体现高职教育特点,积极贯彻执行“工学结合”方针,采取“课程整合”优化教学内容,设计创造一个职业环境,让学生在一个模拟的工厂里进行学习。围绕上述教学理念,我们在教学上勇于创新,大胆开拓,开创出自己的一套行之有效的教学方法。
一、创建围绕主线的课程体系,利用鱼刺图来构建本课程的基本骨架
现行《机械制造技术》是机制专业的传统专业课《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》、《金属切削原理与刀具设计》、《金属切削机床》的综合,内容繁多,给人一种很杂很乱的感觉,老师教起课来吃力,学生学起来没有一个清晰的思路,学后也不知所以然,感到很迷茫。在理论教学中要改变这种情况,必须从一种新的角度去整合这本书的内容。主要思想是:把这本书的内容穿成四条主线,使学生在学习过程中有一个完整的思路,对学习内容更清晰,更明确。
《机械制造技术》以机械加工工艺为主要内容,比如给你一个零件图,你采取什么样的方法把这个零件图加工成成品?我们可以用图1表示这个过程,通过一条主线把它们连接起来。

零件图纸 如何转变? 成品件 图1如要加工一个轴类零件,围绕着这条主线开始分析,也就是如何把一个轴的零件图转化为轴的零件。首先要有刀具,用什么刀具进行加工;第二要有设备,在什么设备上进行加工;第三要有材料,这根轴选用什么材料;第四要有夹具,在加工过程中如何装夹工件,如何定位;第五还要对材料进行热处理,在整个轴的加工过程中,为了改变相应部位的金属的性质还要对材料进行热处理;第六要会编制机械加工工艺。准备工作已做好,如何在机床上加工必须得有先后顺序,先加工什么,后加工什么,这个加工过程如何实现,必须编制相应的加工工艺才能进行加工;第七要对加工好的工件进行检验和质量分析,看是否达到加工质量要求。这个过程可以用鱼刺图2表示如下。

轴类零件图 轴类成品件 刀具 材料与热处理 加工质量分析 机床夹具 机械加工工艺 铣刀 车刀 麻花钻 三抓卡盘 四抓卡盘 车床CA6140 铣 床 45#、40Cr 退火、正火、调质、淬火 尺寸 硬度 表面精度 顶尖 机床 车、铣、钻、磨 检验 图2 轴类零件加工过程鱼刺图
以上这七点就是《机械制造技术》这本书所讲的内容,用上面的鱼刺图很清晰的就能看出整个加工过程经过的路线和所需要的工具与设备,以及它们之间的联系,把这些内容穿插到这条主线里去讲,这样学生思路明确,对本课程理解起来就简单多了。《机械制造技术》这本教材共讲了四个典型零件,它们是轴类零件、套类零件、箱体零件、齿轮零件,每一种零件加工过程的分析都采用上述鱼刺图的形式,这样这四条主线就包含了整本书的全部内容,以这四条主线讲解这门课可以说是思路清晰,一目了然。实践证明,由于我们采取了这种新的教学方法,提高了学生的学习兴趣,对知识掌握更牢固。
二、采用形象完整的、可视化的虚拟加工过程进行教学
在机械制造过程中,需要用到许多种加工机床,如车床、铣床、刨削、磨削、钻削、拉削、镗削、齿轮加工等。但在许多兄弟院校的课件教学中,都只是简单做出了工件的旋转运动和刀具的进给运动,根本没有涉及到工件与刀具的装夹,以及加工的操作过程(如刀具进给)是在什么设备上完成的,也就是说没能把整个加工过程放到真实的机床中去模拟演示,这样学生认识就不深刻,有些东西还是不知道。如在加工轴类零件时,只给出图3所示的这种车削运动,让学生去看这种工件和刀具的这种简单的运动过程可以说很容易理解,对这个图我想学生很容易看懂,但学生仍然不知道这种运动在什么设备上实现,对这方面的知识仍然是一个欠缺。如果把这种运动实现的设备再给出来,见图4,并把工件和刀具的装夹在车床上,然后来实现这种模拟运动,这样就更形象更完整地模拟出真实的加工过程,这样学生就很容易掌握。我们机械专业教研室课件制作小组为了弥补这种缺陷,花了大量的精力开发了车床、铣床、刨床、磨床、钻床、拉床、镗床、齿轮加工机床的三维立体模拟仿真加工图库,解决了长期以来一直困扰我们的教学难点,现在在多媒体教室上课可以任意调出某种机床进行演示,老师教得轻松、学生领会得快。为了巩固、加深学生对这部分内容的掌握,我们还带领学生到我们校企合作工厂参观CA6140机床,让学生更进一步加深认识,收到了很好的教学效果。

图3 切削运动 图4 车床
三、利用流程图反映典型零件的工艺过程,并在实践中加以深化
机械加工工艺是本书的重点,任何零件的加工都有自己的一条路线,利用流程图能清晰的反映出整个加工过程。例如一般淬火钢轴的加工工艺路线见图5所示:

备料 锻造 车端面 钻中心孔 粗车外圆 精车 钻孔 铣 钳工 检验 磨 预备热处理 中间热处理 最终热处理
图5 一般淬火钢轴的加工工艺路线
在这条路线中的每一过程,我们都用仿真进行模拟,车削在车床上进行模拟加工,铣削在铣床上进行模拟加工,热处理在反射炉、电阻炉里模拟进行,零件所走过的路线实际上就是模拟了在工厂中真实被加工的过程,也就是虚拟工厂。为了进一步增加学生对此过程的感性认识,我们带领学生到我院的专业协作工厂——“日照裕鑫动力机械厂”进行现场参观了解。比如,“高速洗浆机主轴”是比较典型的淬火钢轴类零件,我们首先在课堂用多媒体为学生演示整个加工过程,然后带领学生去工厂参观该轴加工的真实过程,并由专业课教师、现场技师进行现场指导,使学生真正了解此类轴真实的加工过程。同时,教师在与专业技术人员一同现场教学中也积累了许多宝贵经验,使专业课程的讲授变得更生动,更切合实际,也为培养双师型教师夯实了基础,可以说是一举多得。
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