劉海華，尹青

摘要：針對(duì)本科生學(xué)習(xí)《特種加工技術(shù)》的特點(diǎn)，筆者主張?jiān)谡n堂教學(xué)中充分引入比較教學(xué)法，采用多媒體教學(xué)，引導(dǎo)式教學(xué)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力等教學(xué)方法，突出了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，教師為引導(dǎo)的學(xué)習(xí)模式，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵字：特種加工課堂；教學(xué)改革；比較式教學(xué)法

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）02-0045-02

一、概述

特種加工技術(shù)就是借助電能、熱能、聲能、光能、化學(xué)能以及特殊機(jī)械能等多種能量或其復(fù)合施加在工件的被加工部位上實(shí)現(xiàn)材料切除的加工方法，從而實(shí)現(xiàn)材料被去除、變形、改變性能或被鍍覆等的非傳統(tǒng)加工方法。特種加工是制造技術(shù)的重要組成部分。近年來(lái)，隨著精密制造和微細(xì)制造領(lǐng)域的快速發(fā)展，特種加工技術(shù)的重要性日益突出。鑒于特種加工技術(shù)的重要性，在本科生中開(kāi)設(shè)了《特種加工技術(shù)》課程。

根據(jù)多年從事教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)識(shí)到要使特種加工這門(mén)課程達(dá)到最佳教學(xué)效果，并不是一件容易的事，受到各種因素的制約，首先學(xué)生對(duì)特種加工技術(shù)知之甚少，如果只是按照課本講解，學(xué)生往往印象不深；其次，此門(mén)課程涉及電火花加工、線切割加工、電化學(xué)加工、激光加工、超聲加工、電子束和離子束加工、快速成型加工等多種加工方法，如何在有限的課時(shí)內(nèi)讓學(xué)生掌握這些內(nèi)容，在講授時(shí)就要有些取舍；最后，學(xué)生在此門(mén)課程中究竟學(xué)到了什么，感興趣的是什么，都要有所考慮。鑒于此，文章提出了一些教學(xué)改革的方法，以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

二、教學(xué)模式改革

1.采用比較式教學(xué)法。因?yàn)楸菊n程中涉及多種加工方法，且學(xué)生在之前的實(shí)習(xí)或?qū)嵱?xùn)中接觸較少，所以讓學(xué)生明白各種加工方法的特點(diǎn)至關(guān)重要。在課堂講解中，筆者引入了比較式教學(xué)方法，突出講解此種方法和其他加工方法的不同。例如：在超聲加工的課程中，首先提出“前面的電火花加工、線切割加工和電解加工都是針對(duì)導(dǎo)電的材料，那么對(duì)于半導(dǎo)體和非導(dǎo)體材料該如何加工”的問(wèn)題，在引出超聲加工的同時(shí)，學(xué)生們也明白了前者與后者在加工對(duì)象上的不同。在講解完“快速成形”加工后，提出“請(qǐng)同學(xué)們將快速成形加工與前面講到的電火花加工、激光加工、電解加工等進(jìn)行比較，總結(jié)出其明顯的不同點(diǎn)”這個(gè)問(wèn)題，同學(xué)們思考后回答出“快速成形加工是將加工材料堆積成形，而其他加工方法都是在毛坯的基礎(chǔ)上去除材料加工”，更有同學(xué)提出“快速成形加工是不是最近非常熱門(mén)的3D打印技術(shù)”這樣的問(wèn)題，從而可以看出同學(xué)們?cè)谑煜ふn堂內(nèi)容的同時(shí)還在關(guān)注相關(guān)技術(shù)的最新動(dòng)態(tài)，這就較好地完成了從“要我學(xué)習(xí)”到“我要學(xué)習(xí)”的過(guò)程的轉(zhuǎn)變。通過(guò)比較式教學(xué)方法，學(xué)生的自我思考意識(shí)不斷加強(qiáng)，各種加工方法的特點(diǎn)基本掌握，較好地達(dá)到了教學(xué)效果。

2.甄選多媒體資料，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。由于特種加工方法離學(xué)生的學(xué)習(xí)生活較遠(yuǎn)，學(xué)校的現(xiàn)有設(shè)備僅有電火花加工機(jī)床和線切割加工機(jī)床，所以如何全面地掌握其他加工方法也是個(gè)難題。為了使同學(xué)們更直觀地了解特種加工的方法和特點(diǎn)，需要盡可能地利用網(wǎng)上資源添加加工視頻、機(jī)床圖片等多媒體資料，力求拉近學(xué)生和加工制造之間的距離。在選擇多媒體資料時(shí)，也并非越多越好，本著“貼近生活，激發(fā)興趣”的宗旨進(jìn)行選取。例如在講到快速成形加工時(shí)，選擇了采用LOM技術(shù)制作的神五返回艙的坐墊；在激光加工中，引入了采用激光三維切割技術(shù)制造的鋁合金材料的奧運(yùn)火炬模型，能很好地激發(fā)同學(xué)們學(xué)習(xí)的興趣。

3.引導(dǎo)式教學(xué)，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)思考。在講授完核心內(nèi)容后，需要讓同學(xué)們掌握這些知識(shí)，主要采用課堂作業(yè)和課后調(diào)研相結(jié)合的方式，讓每一位同學(xué)都能參與進(jìn)來(lái)。課堂作業(yè)主要針對(duì)本次課堂講到的重點(diǎn)內(nèi)容，讓同學(xué)們能及時(shí)鞏固所學(xué)的知識(shí)?？墒枪庥姓n堂作業(yè)還不夠，為了避免有些同學(xué)對(duì)于課堂作業(yè)的回答“動(dòng)手不動(dòng)腦”，必須想出一種方式能調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。主要采用將同學(xué)們分為幾個(gè)小組，并指派或推選一位組長(zhǎng)，每組分配不同的任務(wù)，要求課余時(shí)間通過(guò)圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)、期刊等途徑查找相關(guān)內(nèi)容的資料，交給組長(zhǎng)整理歸納，寫(xiě)出調(diào)研報(bào)告。例如講完激光加工章節(jié)后，將同學(xué)們分為三組，一組的內(nèi)容是“目前粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是激光產(chǎn)生的前提條件，除此之外還有沒(méi)有其他激光產(chǎn)生的條件，其國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀如何”；第二組的內(nèi)容為“激光加工目前的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些，請(qǐng)找出具體的應(yīng)用實(shí)例”；第三組的內(nèi)容為“激光加工的發(fā)展趨勢(shì)主要集中在哪幾個(gè)方面”。經(jīng)過(guò)一周的準(zhǔn)備后，同學(xué)們給出的報(bào)告內(nèi)容非常精彩，圖文并茂，甚至配上了視頻等形式的資料，而且?guī)缀趺恳晃煌瑢W(xué)都積極主動(dòng)地參與進(jìn)來(lái)，形成了一個(gè)良好的主動(dòng)學(xué)習(xí)的氛圍。

4.強(qiáng)調(diào)動(dòng)手操作，培養(yǎng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。特種加工設(shè)備的機(jī)床自動(dòng)化程度較高（如可以自動(dòng)找正、對(duì)刀等），操作相對(duì)簡(jiǎn)單，結(jié)合學(xué)?，F(xiàn)有設(shè)備，本課程安排了“電火花穿孔成型加工”和“線切割加工”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，主要分為三個(gè)部分。首先參照機(jī)床詳細(xì)講解特種加工的加工原理，機(jī)床的硬件組成，各部分的作用；其次講解機(jī)床的加工界面，包括自動(dòng)找正系統(tǒng)、各種編程方法、程序傳輸方式、加工參數(shù)的設(shè)置及作用等；最后為實(shí)際加工環(huán)節(jié)，包括教師演示和自我創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)兩部分。通過(guò)教師演示，在機(jī)床上加工一個(gè)實(shí)體零件來(lái)說(shuō)明機(jī)床的操作步驟、注意事項(xiàng)和安全須知，在指導(dǎo)學(xué)生利用現(xiàn)有的特種加工設(shè)備進(jìn)行實(shí)際操作。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生難得的貼近加工制造現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)會(huì)，也是能較好地加深其對(duì)課堂內(nèi)容理解的環(huán)節(jié)，可以說(shuō)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)很大程度上決定了學(xué)生們學(xué)習(xí)的質(zhì)量。為了讓每一位同學(xué)都能有親自動(dòng)手的機(jī)會(huì)，筆者把學(xué)生分成若干小組，每組最多5人，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由學(xué)生動(dòng)手裝卡工件，進(jìn)行工件的找正。自己設(shè)計(jì)所要加工的圖形，選用編程軟件如CAXA進(jìn)行3B代碼或者G代碼編程，設(shè)置關(guān)鍵的加工參數(shù)把圖形加工出來(lái)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，同學(xué)們手腦并用，會(huì)發(fā)現(xiàn)許多平時(shí)未注意的細(xì)節(jié)。在工件加工出來(lái)后，有的同學(xué)并不滿意自己作品的粗糙度，還會(huì)通過(guò)更改加工參數(shù)等設(shè)置來(lái)加工出自己滿意的作品。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生的動(dòng)手能力得到加強(qiáng)，自主創(chuàng)新能力也有了提高，取得了比較顯著的教學(xué)成果。

三、結(jié)論

在特種加工課程中，采用一系列的教學(xué)改革模式，既突出學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體地位，又注重理論環(huán)節(jié)與實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合，以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣為主導(dǎo)，以提高創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力為檢驗(yàn)方法，充分挖掘了學(xué)生的創(chuàng)造潛能，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體、教師為引導(dǎo)的作用，極大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，全面培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。實(shí)踐表明，采用上述教學(xué)改革后，學(xué)生理解和把握課程要求知識(shí)和技能的能力得到了提高，體驗(yàn)了創(chuàng)新的樂(lè)趣，具有良好的教學(xué)效果。

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作者簡(jiǎn)介：劉海華（1980-），男，滿族，河北省寬城縣，天津工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，講師，碩士，研究方向：機(jī)電一體化，特種加工制造。endprint