机械制造基础理论和实验教学方法

摘要：《机械制造基础》课程是机械类、近机械类各专业必修的一门技术基础课，主要集工程材料、工程材料的成型、金属热加工工艺基础、机加工工艺基础等内容为一体的综合性课程。该课程具有较强的概念性与理论性，为了提高教学效果，从理论教学和实验教学两方面在模式上不断地进行改革与探索，将信息化手段运用到教学中去，丰富了课堂内容，提高了学生的理论联系实际的能力，较早较好的培养了学生的工程意识。

关键词：机械制造基础；理论教学；实验教学；信息化

1理论教学方法探讨

在理论教学方面，针对繁多的知识点，尤其课程内容大多是对实际加工过程的描述和分析，由于学生缺乏实际生产经验，就会感觉课程内容相对单调、枯燥，通过教学设计，借助于信息技术将图形、图像、动画、视频很好的应用于教学中，提高学生的学习兴趣，使学生对课程内容有很好的理解和掌握，主要内容体现在以下几个方面。

1.1课堂手段-合理运用信息技术

①运用现代信息技术将先进的制造技术以视频的方式加入到教学环节中，让学生对先进制造基础有一个初步的了解；②将材料成型过程中零件的变形过程做成动画，融合到教学中去，让学生能更加深入的分析成型过程中的应力与变形；③通过计算机技术，用solidworks三维软件制作装配体的爆炸图，让学生对机器的装配和拆分过程能够很好的掌握；④借助于数控加工仿真软件模拟复杂零件的数控加工过程，观看者如若身临其境，对加工过程有深刻的认识；⑤应用Mastercam软件进行自动编程及加工仿真，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况，使学生体验复杂曲面的加工过程；⑥应用ADMAS对秸秆打捆机虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线,对结构进行优化设计，加深学生对两件结构加工工艺性的理解；⑦将三维扫描和3D打印技术有机结合起来制作运动小车，进行先进制造技术演示，提高学生的学习兴趣。⑧利用ANSYS对零件结构进行有限元分析，求解结构的应力和变形，让学生对材料成型过程结构设计有直观的了解。在应用以上软件工程中，为节省课堂教学时间，所有的操作过程都结合课程内容提前操作并录制成视频在教学中应用，对于数控仿真软件提前编制好G代码程序，课堂上调入程序现场演示。

1.2课后措施-针对性专题

为了强调某些难理解的知识点，每节课都会留一些针对性的问题，促使学生下课查阅大量的文献和视频，在下次课提问或者在课间以学生讲授PPT以及播放相关视频的形式，增强学生的自学能力。采用案例教学法和课堂问题导学法，提出问题，充分引导学生的思维，培养学生理性思考问题的能力。比如：短轴类铸件在车外圆、钻内孔后的变形会怎样？大型箱体类零件镗孔后孔的圆度超差的原因？四爪卡盘的拆装视频？丝锥在攻丝过程断到孔里面如何拿掉？等等。

1.3业余小组参与项目及学科竞赛模式

将部分学生组成业余小组，以教师主持的科研项目为抓手，培养学生查阅文献和计算机绘图能力，然后根据项目内容设定多个课题发散设计，形成多个小组，鼓励学生创新设计，申报专利，并参与“全国智能农业装备大赛”“挑战杯”“机械创新设计大赛”“3D创新设计大赛”等多种学科竞赛，反过来将竞赛结合课程教学，形成“任务式教学”的思路，促进教学质量的提高。通过在课堂讲授时有意识地增加图片、视频、动画以及软件应用等先进信息技术和针对性课后专题，尽量结合生产实际，扬长避短，实现优势互补，激发学生学习兴趣和创新意识，通过案例和课堂问题导学等等多种方法加强学生的工程实际应用能力、创新能力和实践能力的培养。

2实验教学方法探讨

实验教学是提高工科教学质量不可缺少的条件，尤其对于实践性较强的课程。本课程通过8个学时实验使学生把一定的直接知识同书本知识联系起来以获得较为全面的知识。例如，通过型砂性能实验通过配制型砂、制作试样、测试各试样力学性能及透气性，来培养学生的独立探索能力、实验操作能力、动手能力；在先进制造技术试验中，无论是数控线切割还是激光加工，都鼓励学生独立设计方案、计算机绘图、独立加工制作，使学生对产品的生产的全过程有一个直观的认识，提高了学生的综合素质和创新能力；对金属工艺实习教学模型陈列柜进行开放，同时将优秀的学生作品列入陈列柜，激发学生比、学、超的积极向上的学习热情。

3结束语

总之，由于《机械制造基础》课程存在的课程特点，导致教师课堂难教、学生课堂难学的问题，因此笔者通过个人对机械制造基础课程在理论教学和实验教学方面进行的方法探讨，提出了一些建议和看法，通过有效方法的实施，作为机械专业核心课程“机械制造基础”在课堂上获得了更好的授课效果，学生带着问题学习也获得更好的效果，更有效地培养了实践创新能力，相关同学在国内各种大赛取得了优异的成绩。

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作者：张秀 王栋 叶芳 田辉 刘存祥 赵汉雨 单位：河南农业大学机电工程学院