谈“制造装备及自动化”课程教学改革

机械装备制造业是为我国经济发展和国防建设提供技术装备的基础性产业,对我国推进经济结构战略性调整,推动产业升级,扩大国内需求,实现经济可持续发展的战略至关重要。

“制造装备及自动化”是机械设计制造及其自动化专业的一门主要专业课,它以机械制造装备为研究对象,重点介绍机械制造装备设计相关理论和技术,较为全面、系统地讲述机械制造装备的设计原理和方法。[1]本课程应注重理论联系实际,注重所学知识的综合应用。通过本门课程的学习,学生应掌握机械制造装备设计的相关概念和技术,具备机械制造装备总体设计和结构设计能力,从中可以看出该课程教学内容综合性强、知识面广、实践性强。

然而近年来,随着高校教学改革的深入,该课程学时压缩至32个学时,其中课堂教学课时只有26课时,实验只有6课时。采用传统的教学方法难以满足教学的需要。另外,随着我国经济结构的战略调整,产业不断升级,对工程应用型人才的需求也不断增大。因此,怎样有效地讲好这门课,让学生了解国内外装备制造业的技术现状及发展趋势,掌握机械制造装备先进的设计原理和方法,并具备一定的机械制造装备总体设计和结构设计的能力,是一个值得思考的问题。

一、认真备好每一堂课,将专业基础课中相关知识有效地串起来

“制造装备及自动化”这门课中很多相关的基础知识在其他课程都有介绍,比如机床设计时涉及轴所受的力及轴承的选择等。老师需要了解学生的先修课程及知识结构,并在合适的时期及时复习在专业基础课程中所学过的相关知识。例如讲主轴轴承的选用时,应及时复习在机械设计课程中所学的能承受轴向力的轴承都有哪些,一般有角接触球轴承,圆锥滚子轴承,推力轴承等;轴是通过什么方式将所受的轴向力传递到箱体机体上的,一般来说轴向力的传递顺序是轴肩→轴承内圈→滚子→轴承外圈→端盖→螺钉→机体;斜齿轮如何传递轴向力,一般来说,主动齿轮的轴向力Fa方向根据左右手定则确定、从动齿轮的轴向力Fa根据各个分力之间的关系确定。主动齿轮的左右手定则:主动齿轮是左旋就用左手,主动齿轮是右旋就用右手;将手掌展开,使拇指与四指垂直;使四指的指向与主动齿轮转向一致,并环绕轴线;拇指的指向就是轴向力的方向。诸如此类的相关知识点,在讲到相对应的知识时都应该认真地串一串,或者事先让学生复习其他课程所讲的相关知识点。古人云“温故而知新”,这样学生不但容易听明白,而且还感兴趣、记得牢,不至于学一科,考一科,忘一科。

二、改革课堂组织形式,加强学生的学习主动性

中国的课堂教学中大多是老师讲授,学生坐着听,偶尔记一下笔记,课堂上师生很少交流讨论。经过几年甚至十几年这样的被动接受式的教育,学生逐渐习惯于老师讲什么就听什么,从来不问为什么。以至到大学课堂有时老师课堂上提问,学生不管是会还是不会都不回答,老师教得累,学生缺乏学习的兴趣和内在动力,不愿意学,课堂教学缺乏活力。

教学过程应该是师生互动的过程,要达到良好的教学效果,需要学生的积极参与,有时甚至学生才应该是教学的主体。因此应加强学生学习主动性为目的来认真组织教学内容,采取合适的课堂组织形式。一般来说可以采用的方法有多种,如课堂提问、分组讨论、现学现考、让学生走上讲台等多种形式。

分组讨论可以在布置大作业之后进行。因为“制造装备及自动化”课程实际应用性较强,除了传统的作业外,还布置一些与生产实际相联系的题目作为项目研究和小组讨论。另外,装备设计有一定的灵活性、可变性,答案不止一个。学生掌握一定的基础知识后,可安排一些大作业,学生分组在课堂讨论,各抒己见,提出各种方案,教师最后汇总,分析各种方案的优点,集思广益,开阔学生思路。如设计一台中型数控车床的主传动系统,要求利用分级变速机构扩大主轴恒功率范围,并要求完成主传动箱及其主轴的结构设计,并由此展开讨论。在讨论的过程中,教师可以根据当时的具体情况提出一些问题。通过一系列问题的引导以及这种综合性大作业,不但促进学生牢固掌握好基本概念并能综合运用相关知识,更重要的是有效地培养了他们的自学能力以及分析问题和解决问题的能力,拓展学生的创新思维。

“现学现考”是指可在一些重要知识点的课堂上加小测验,时间允许的话可以每次课都加小测验。在实施学分制以前,大学生是“六十分万岁,多一分浪费”,实施学分制以后学生比以前对考试成绩要在乎一些,但仍然是考前突击,平时很少看课本,更不说看课外参考书。“现学现考”的前提是严格考核制度,在上第一次课的时候就把考核方式告知学生。强调不是期末一次考试决定胜负,而是将平时的小测验成绩、期末闭卷考试成绩、大作业,甚至专业论文等的多项分数,按照一定比例换算成标准分,累加的总分作为本课程的学业成绩。这样,从第一堂课开始,就让学生打消缺课、逃课的想法,打消课堂上睡觉、玩手机、混文凭的念头。教师严格把关,检查学生学习的实际状况。在平时的课堂教学、讨论发言、小组学习,阶段小结中,随机安排一些小检查,形式可以是口试,如回答问题,答辩等,也可以是笔试,如小测验,及时给出学生成绩,有利于激发他们的上进心。如果有的学生某个阶段由于某些原因学习落后了,小测验可以让他们及早醒悟,奋起拼搏,在下一个阶段努力赶上去。

“让学生走上讲台”是指组织学生课堂,让学生上讲台讲授相关知识。对一些理论性、系统性较强的内容,老师可以预先给学生布置下去,让学生来备课,讲课。课堂上,请几位学生来讲授该内容,教师对每个学生的讲解情况进行点评,并让学生互评,最后让每个讲课学生做自我总结。学生在备课中要弄清楚好多相关知识,讲课过程中又会发现自己的很多不足,从而加强了他们学习的自觉性和主动性。这种教学方式不仅使学生亲身体验老师角色,而且又有意识地锻炼了他们的口才,加强了学习的主动性,提高了自学能力,增加了自信心。

三、结论

实践证明,通过认真备好每一堂课,采用课堂提问、分组讨论、现学现考、让学生走上讲台等多种形式改革课堂组织方式,激发了学生对本课程的学习兴趣,加强了学生的学习主动性,提高了学生机械装备设计技术应用的技能,取得了较好的教学效果。