“机械制造装备设计”是机械设计、制造及其自动化专业学生必修的一门重要的专业方向课程,担负着培养振兴我国机械装备业的重要使命。随着我国机床行业着力发展大型、精密、高效数控装备及功能部件等重大技术设备,改变大型、高精度数控机床大部分依赖进口的局面,增强自主创新能力,培养掌握机械制造装备的核心技术的专业人才是当前我国制造行业当务之急。机械设计制造及自动化专业的学生是未来振兴我国机械装备制造业的希望。传授学生机械制造装备设计技术方面的知识就显得尤为重要。
“机械制造装备设计”课程的综合性和实践性很强,其教学目的就是让学生了解和掌握机械产品在制造过程中的基本原理和方法,为以后的专业课学习、毕业设计以及毕业后从事机械产品的设计、制造及生产管理等方面的工作打下坚实的理论基础。
在教学过程中,培养学生的创新性思维是日后提高学生新产品开发能力的重要基础。近几年来,一方面随着高校教学改革的深入,课堂教学学时压缩到只有40余学时,由于该课程的教学内容具有综合性强、知识面广、实践性强、技术发展迅速等特点,采用传统的教学方法已经难以满足教学的需求;另一方面随着先进装备技术的不断发展和应用,高水平数控机床设计及高层次维护的复合型、创新型人才紧缺。因此对机械制造装备设计课程,突出创新思维培养的教学改革势在必行。
1 合理安排教学教学内容——从教材入手、抓住教学主线
“机械制造装备设计”课程的教学内容包括机床概述和机床设计两大模块,机床概述主要讲述机床构造、传动原理、传动系统等基础理论;机床设计主要介绍机床参数确定、传动设计、主轴组件、导轨设计等内容。课程涉及知识面广,综合性和实践性很强。
由于我校新一轮人才培养方案的修订,课时大幅度减少,面面俱到的安排教学内容不现实,也不可能。因此教师根据所教学生的专业基础掌握水平、课程总课时数,结合相应的教学目标对教材内容进行适当的增删处理,突出实践性和针对性,以便最大限度满足学生对知识渴求。对传统教材中经典的核心予以保留;对内容相近,体系相同,与专业需求脱节的内容予以剔除;对于教材中重理论,轻实践应用给与修正,使理论与实践并重;对于教材中缺失的反映现代装备新技术、新工艺、新方向、新需求等予以增补,确保教学内容的经典性、基础性、实用性。
在教学过程中注意理论适度,突出应用,激发学生的学习兴趣,便于学生对重点难点内容的掌握和理解;教学计划、教学要求、与机械制造装备技术发展水平相适应,注重学科交叉,反映现代、融入前沿。对于柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、柔性集成制造技术(CIMS)开拓性领域可通过学术讲座的形式进行介绍,拓宽学生的知识面。
教与学是辩证的统一,在课堂教学的过程中教师是主体,教师在专业知识的综合能力,对实践环节熟练把握的能力,及教学规律的研究程度对课堂教学质量起着主导作用。学生是学习的主体,学生强烈的求知欲,学习的主动性、开放性,及坚实专业基础知识是教学过程成败的关键。教学过程应该以学生为本,体现个体化,尊重其个性化发展,调动他们内在的学习的主动性。通过对学科学术前沿和开拓性领域的介绍,增强其现代国际意识,人文意识。
2 采用多种教学方法,提高教学效果
“机械制造装备设计”作为机械制造的专业方向课,内容较多,课时有限,不可能面面俱到。因此,应选择与教学内容相适应的教学方法与手段,抓住课程核心重点,简化教学内容,理清思路,合理设计教案,是上好这门课的关键。
传统的教学方法讲授法虽然简捷高效。但授法单向信息传递可能使学生缺乏主动性、产生惰性,在讲授教学中学生可能产生过分依赖于教师的倾向,难以达到因材施教的效果。应改变教师单向灌输的传统模式,采用现代教育手段,如通过观看录像资料片,组织学术报告等其他课外途径,拓宽学生的知识面,提高学生在教学活动中的主动性,并且鼓励学生个性发展。同时增加课堂授课的信息量,提高了教学效率。例如学生通过观看资料片,对机床切削加工增加了感性认识,学习兴趣也因而增加,教师讲述起来倍感轻松,也节约了教学时间。
传统的粉笔加黑板的教学模式远远不能满足教学改革和人才培养的要求,由于该课程实践性较强,传统教学方法难以表达的内容只有采用先进的教学手段才能达到满意的教学效果。充分利用多媒体辅助教学时间、空间、视觉、听觉、动态和信息上的优势,对于提高课程教学效率,最大化信息传播,拓展学生知识面具有显著的作用。
作为一门专业课程,其教学方法与手段需要不断革新,深入改革“机械制造装备设计”课程教学方法与手段,努力提高教学效果。教学过程中应采用灵活多样的教学方式,形成以教师为主导、学生为主体,师生相互交流,学生主动学习的教学模式。
3 实践教学的改革
长期以来,在“机械制造装备设计”课程教学中存在重理论清实践现象。实践教学不仅对学生掌握课程内容起着关键作用,同时还能提高学生动手能力、观察能力、分析能力和解决实际问题的能力,有利于实现应用性人才的培养目标。
合理安排实验,实验是验证理论,增加学生感性认识的重要方法。本课程按照专业特点,设置了三个实验:机床结构认识、机床精度检验实验、机床传动实验。三个实验各有侧重,又有联系,基本满足了教学要求。通过对实验结果的分析,培养学生理论联系实际的能力。
教师应注重引导,按照产、学、研相结合的模式,有能力的学生课题组,或者参与一些综合性、开放性实验项目,全面提高学生的创新设计能力及综合工程素质,使学生在校期间得到更多的锻炼和培养,步入社会后能更快地适应工作环境。
多年的教学改革实践表明,“机械制造装备设计”课程教学改革是卓有成效的。通过教学方法的改革,提高了教学质量。同时培养了学生综合素质,使学生的创新意识得以增强。
参考文献
[1]邱亚玲,刘秉杰.论机械专业课课程教学改革[J].石油高等教育,2003(4).
[2]机械类课程报告论坛组委会,夏志华,夏德兰.金属切削机床课程教学改革与实践[C].机械类课程报告论坛文集2007.北京:高等教育出版社,2007.