機(jī)械制造基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

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摘要：《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程是機(jī)械類、近機(jī)械類各專業(yè)必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，主要集工程材料、工程材料的成型、金屬熱加工工藝基礎(chǔ)、機(jī)加工工藝基礎(chǔ)等內(nèi)容為一體的綜合性課程。該課程具有較強(qiáng)的概念性與理論性，為了提高教學(xué)效果，從理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩方面在模式上不斷地進(jìn)行改革與探索，將信息化手段運(yùn)用到教學(xué)中去，豐富了課堂內(nèi)容，提高了學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際的能力，較早較好的培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造基礎(chǔ)；理論教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；信息化

1理論教學(xué)方法探討

在理論教學(xué)方面，針對繁多的知識點(diǎn)，尤其課程內(nèi)容大多是對實(shí)際加工過程的描述和分析，由于學(xué)生缺乏實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，就會感覺課程內(nèi)容相對單調(diào)、枯燥，通過教學(xué)設(shè)計(jì)，借助于信息技術(shù)將圖形、圖像、動畫、視頻很好的應(yīng)用于教學(xué)中，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生對課程內(nèi)容有很好的理解和掌握，主要內(nèi)容體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1課堂手段-合理運(yùn)用信息技術(shù)

①運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)將先進(jìn)的制造技術(shù)以視頻的方式加入到教學(xué)環(huán)節(jié)中，讓學(xué)生對先進(jìn)制造基礎(chǔ)有一個(gè)初步的了解；②將材料成型過程中零件的變形過程做成動畫，融合到教學(xué)中去，讓學(xué)生能更加深入的分析成型過程中的應(yīng)力與變形；③通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，用solidworks三維軟件制作裝配體的爆炸圖，讓學(xué)生對機(jī)器的裝配和拆分過程能夠很好的掌握；④借助于數(shù)控加工仿真軟件模擬復(fù)雜零件的數(shù)控加工過程，觀看者如若身臨其境，對加工過程有深刻的認(rèn)識；⑤應(yīng)用Mastercam軟件進(jìn)行自動編程及加工仿真，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況，使學(xué)生體驗(yàn)復(fù)雜曲面的加工過程；⑥應(yīng)用ADMAS對秸稈打捆機(jī)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，加深學(xué)生對兩件結(jié)構(gòu)加工工藝性的理解；⑦將三維掃描和3D打印技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來制作運(yùn)動小車，進(jìn)行先進(jìn)制造技術(shù)演示，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。⑧利用ANSYS對零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，求解結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形，讓學(xué)生對材料成型過程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有直觀的了解。在應(yīng)用以上軟件工程中，為節(jié)省課堂教學(xué)時(shí)間，所有的操作過程都結(jié)合課程內(nèi)容提前操作并錄制成視頻在教學(xué)中應(yīng)用，對于數(shù)控仿真軟件提前編制好G代碼程序，課堂上調(diào)入程序現(xiàn)場演示。

1.2課后措施-針對性專題

為了強(qiáng)調(diào)某些難理解的知識點(diǎn)，每節(jié)課都會留一些針對性的問題，促使學(xué)生下課查閱大量的文獻(xiàn)和視頻，在下次課提問或者在課間以學(xué)生講授PPT以及播放相關(guān)視頻的形式，增強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)能力。采用案例教學(xué)法和課堂問題導(dǎo)學(xué)法，提出問題，充分引導(dǎo)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生理性思考問題的能力。比如：短軸類鑄件在車外圓、鉆內(nèi)孔后的變形會怎樣？大型箱體類零件鏜孔后孔的圓度超差的原因？四爪卡盤的拆裝視頻？絲錐在攻絲過程斷到孔里面如何拿掉？等等。

1.3業(yè)余小組參與項(xiàng)目及學(xué)科競賽模式

將部分學(xué)生組成業(yè)余小組，以教師主持的科研項(xiàng)目為抓手，培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)和計(jì)算機(jī)繪圖能力，然后根據(jù)項(xiàng)目內(nèi)容設(shè)定多個(gè)課題發(fā)散設(shè)計(jì)，形成多個(gè)小組，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)，申報(bào)專利，并參與“全國智能農(nóng)業(yè)裝備大賽”“挑戰(zhàn)杯”“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”“3D創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”等多種學(xué)科競賽，反過來將競賽結(jié)合課程教學(xué)，形成“任務(wù)式教學(xué)”的思路，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。通過在課堂講授時(shí)有意識地增加圖片、視頻、動畫以及軟件應(yīng)用等先進(jìn)信息技術(shù)和針對性課后專題，盡量結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，揚(yáng)長避短，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識，通過案例和課堂問題導(dǎo)學(xué)等等多種方法加強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)際應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探討

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高工科教學(xué)質(zhì)量不可缺少的條件，尤其對于實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。本課程通過8個(gè)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生把一定的直接知識同書本知識聯(lián)系起來以獲得較為全面的知識。例如，通過型砂性能實(shí)驗(yàn)通過配制型砂、制作試樣、測試各試樣力學(xué)性能及透氣性，來培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立探索能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、動手能力；在先進(jìn)制造技術(shù)試驗(yàn)中，無論是數(shù)控線切割還是激光加工，都鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)方案、計(jì)算機(jī)繪圖、獨(dú)立加工制作，使學(xué)生對產(chǎn)品的生產(chǎn)的全過程有一個(gè)直觀的認(rèn)識，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力；對金屬工藝實(shí)習(xí)教學(xué)模型陳列柜進(jìn)行開放，同時(shí)將優(yōu)秀的學(xué)生作品列入陳列柜，激發(fā)學(xué)生比、學(xué)、超的積極向上的學(xué)習(xí)熱情。

3結(jié)束語

總之，由于《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程存在的課程特點(diǎn)，導(dǎo)致教師課堂難教、學(xué)生課堂難學(xué)的問題，因此筆者通過個(gè)人對機(jī)械制造基礎(chǔ)課程在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面進(jìn)行的方法探討，提出了一些建議和看法，通過有效方法的實(shí)施，作為機(jī)械專業(yè)核心課程“機(jī)械制造基礎(chǔ)”在課堂上獲得了更好的授課效果，學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)也獲得更好的效果，更有效地培養(yǎng)了實(shí)踐創(chuàng)新能力，相關(guān)同學(xué)在國內(nèi)各種大賽取得了優(yōu)異的成績。

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作者：張秀 王棟 葉芳 田輝 劉存祥 趙漢雨 單位：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院