本站原创摘 要：机械制造工艺学是高等学校工科教学中与生产实践紧密相关的主要课程,教学过程中采用参与式教学方法,针对具体零件的机械加工工艺问题,设定具体学习任务和设计目标,采用小组合作研究并进行集体研讨的形式,通过质疑和答辩,使学生掌握机械加工工艺过程的设计和计算方法.最后通过教师讲解和点评,总结设计的整体思路和总体过程,纠正学生设计过程中常见的错误,提高学生的学习兴趣和学习积极性,培养学生的独立学习能力、合作能力、组织管理能力以及领导协调能力.
关 键 词：机械制造工艺学；参与式教学；应用
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2014）11-0145-02
机械制造工艺学是高等学校工科教学中的主要课程,它与生产实践紧密相关,学习该课程需要学生了解和掌握一定的专业知识和生产实践经验,因此为提高教学质量,不仅需要优化课程体系,精炼授课内容,还需要在教学手段、教学方法上进行必要的创新.参与式教学方法引导学生参与教学活动,通过团队合作形式进行任务分解、协调、合作,共同完成设计目标,从而达到深入了解教学内容,提高学生学习效果的目的.
一、参与式教学法的基本原理
参与式教学法的理论依据主要是心理学的内在激励与外在激励关系的理论以及弗洛姆的期望理论,是一种合作式或协作式的教学法.这种方法以学习者为中心,学习者在明确的教学目标指导下,运用科学的方法,在、宽容的课堂环境中,积极主动的、具有创造性地介入教学活动中,加强教学者与学习者之间的信息交流和反馈,使学习者能深刻地领会和掌握所学的知识,并能将这种知识运用到实践中去.[1-3]
高等教育的受众群体是作为成人的大学生,教育研究表明,成人学习有以下几个特征：一是学习更具主动性；二是他们更关注学习的实用性；三是学习更容易发挥主观能动性,如果能将所学的新知识与过去、现在和将来的事情相联系,他们更愿意学习；四是学习更注重实效性,如果能取得成绩和收到反馈,他们更愿意学习.此外,他们在舒适无压力的学习环境下学习,效果会更佳.[4]
高等学校的机械制造工艺学课程具有很强的实践性和综合性,要求在教学方法上更注重实践性.不能单纯采用传统的“说教式”教学方法,大学生不可能通过简单的听、说、识记掌握全部的知识,需要亲身体验,进行实践.参与式教学方法恰好能够满足上述要求.
二、参与式教学法的设计和应用
1.机械制造工艺学的特点
机械制造工艺学在高等院校机械制造专业课程体系中占有重要的地位.[5]该课程内容综合性强,涉及先修课程较多,与机械制图、机械原理、机械设计、工程材料、机械制造技术、公差与互换性测量等课程均有关联,学生较难综合运用.另外,该课程理论性强,部分内容如基准、定位、加工误差产生原因等比较抽象,学生难以理解.同时,该课程实践性很强,许多教学内容均来自于生产实践,而多数学生没有生产实践经验,对授课内容缺乏直观印象,授课教师较难实现与学生互动.[6]
2.参与式教学内容规划
（1）研讨形式和目标.机械制造工艺学的参与式教学内容针对特定零件进行分析,设计完整的加工工艺规程,从而掌握零件生产纲领、工艺规程设计、加工方法选择、加工余量计算等方面机械加工工艺的基本理论和基本技能.
目标实现采用分组设计的形式,设组长一名,组内成员根据分工分别完成不同的设计内容,最后经过讨论和组合,协作完成整个零件的工艺过程的设计,从而锻炼学生的独立学习能力、相互协作能力和组织管理能力.
各组根据设计内容撰写工艺设计说明书以及讲解设计过程和设计结果的演示文档.设计完成后,各组在课堂上公开对设计的内容进行讲解和说明,然后通过同学相互提问、质疑、答辩和老师点评的形式,讨论设计中存在的问题,提高学生对于工艺设计的认识.
（2）设计内容的选题和任务设置.参与式的教学方法穿插于教学过程之中,由于学生对于基本概念的理解尚处于初级阶段,因此,根据学生的学习情况,设计的结构不宜过于复杂但是要具有一定的代表性.
通过对零件进行工艺分析和计算,对学生提出基本设计目标以及具体设计要求,主要包括：1）根据零件的结构和设计要求,选择零件的毛坯；2）确定加工过程中的粗、精定位基准；3）根据零件的加工要求,确定零件各轴、孔、平面等的加工方案；4）分析零件加工工艺特点,编制合理的工艺路线；5）选择工序加工方法、加工余量及工序尺寸与公差；6）根据加工过程,确定切削用量和计算时间定额；7）编制机械加工工艺过程卡和工序卡.
3.设计成果的演示和讨论
经过三周的集体讨论和设计,由学生提供设计的成品文件,并进行设计成果的展示、讨论和评定.
（1）设计工艺的演示.学生集体完成设定零件的制造工艺后,要按照设计要求完成文档的设计工作,并采用多媒体课件形式公开讲解.在演示过程中,要求学生将设计的思路、过程、结果等一系列内容进行详细地阐述,内容主要包括零件的CAD重建及结构分析、加工工艺设计方案选择、经过计算后的零件加工工艺卡的设计等.根据分工合作的原则,演示过程由组内同学按照个人设计的内容接力完成工艺设计过程的说明,一方面可以促进学生积极参加设计过程,另一方面可以提高学生的团队合作意识.
（2）学生互相质疑和答辩.学起于思,思源于疑.质疑在课堂教学中尤其是课程公开研讨中起着非常重要的作用：1）质疑可以使学生独立思考设计内容和相关理论知识,培养学生的学习兴趣,提高学习主动性；2）质疑和解答的过程是对学习内容的复习和反思,这一过程不仅对被质疑的同学需要进行思考和解答,提问的同学同样需要对整个过程进行认真地了解、梳理和思考；3）无设定对象的相互质疑对于学生的参与也起到督促作用,使得部分积极性较差的同学需要认真对待设计中的整个过程.（3）教师点评和分析.通过学生讲解和质疑问答等过程,学生对于机械制造工艺学的基本理论、设计过程和计算方法有了初步的了解,但是作为初学者,学生不可避免地会陷入工艺设计过程中的一些常见错误和误区.为了进一步深化学生的学习,教师需要针对设计成果进行适当点评,一方面肯定学生的成果,提高学生的学习积极性,另一方面针对学生常犯的错误进行说明.如加工中学生选择的基准是否合适,选择的加工方法和热处理是否与零件的材料、精度要求和技术指标相符合,加工顺序尤其是粗精分开加工的原则等问题.老师的点评直接针对学生的设计内容,学生比较容易理解其中的设计过程,可以对照教师的讲解和个人的思考,反思设计过程中存在的问题,使学生能够具体地意识到工艺设计理论如何利用在具体设计过程,从而纠正学生的错误观念和认识,提高学习效果.
三、参与式教学的效果分析
1.有利于培养学生独立学习和解决问题的能力
参与式教学中教师为学生设置具体的任务,充分发挥学生的自学能力和工作能力,在小组内每个人都有自己的专题和任务,又与其他人具有横向和纵向的联系,需要每个人按时、高质量完成个人的工作.课堂研讨以学生为主,为学生积极思考创造平台.参与式教学有利于学生自主独立思考、创造才能和创新精神得以充分展示,在交流中传播知识,在探究活动中学会思考,在合作中学会做人.
2.有利于培养学生的社会协调和组织领导能力
作为大学生,不仅需要掌握扎实的理论知识和充分的实践能力,而且适应复杂的社会,在工作中进行良好的交流沟通是获得良好效果的保障.因此,参与式教学过程中,不仅需要有个体的独立性工作,而且需要小组成员之间的合作协调.参与式教学为学生提供了很好的锻炼机会,在不断地探索实践中建立起了小组成员之间彼此信任、相互理解和支持的 和谐关系,友爱互助的亲密伙伴关系.同时,小组成员之间的分工合作,需要组长的协调,在相互合作、交谈、互动的过程中,慢慢培养学生在工作中的成员组织管理和领导能力.
四、结束语
参与式教学通过对具体实例的分析,使学生成为学习的主角,对于机械制造工艺学这类综合性强、专业知识和生产实践经验要求高的课程,通过设定具体的目标任务,使学生认真学习基础理论知识,自觉主动地寻找方法解决问题,并通过适当的形式展示工作成果.参与式教学法的应用为教学工作提供了一个学生深入参与并生动展示教学内容和教学成果的平台,不仅使学生深入理解基础理论,同时也为培养学生的知识应用、合作协调以及组织领导等多方面的能力提供了锻炼的场所.