◇黃山學(xué)院 蒲家飛 汪洪峰 劉勝榮 宋娓娓

金屬切削機(jī)床是機(jī)械制造業(yè)主要加工設(shè)備，是機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)專業(yè)課程?；诮饘偾邢鳈C(jī)床課程內(nèi)容繁多、知識(shí)抽象、教學(xué)方式單一等現(xiàn)狀，提出重構(gòu)課程內(nèi)容優(yōu)化考核機(jī)制，構(gòu)建線上+線下學(xué)習(xí)平臺(tái)，引進(jìn)校企導(dǎo)師和培養(yǎng)校內(nèi)雙能型教師，增設(shè)工程實(shí)踐教學(xué)案例等課程探索性改進(jìn)措施，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和工程實(shí)踐能力。旨在提高應(yīng)用型本科院校金屬切機(jī)床課程教學(xué)效果。

金屬切削機(jī)床是一門機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)用性基礎(chǔ)課程，主要教授的內(nèi)容是機(jī)床的類型、結(jié)構(gòu)、功能、刀具、夾具、傳動(dòng)裝置以及金屬零件成形運(yùn)動(dòng)分析。旨在培養(yǎng)學(xué)生對金屬切削類加工機(jī)床的認(rèn)識(shí)，了解機(jī)床運(yùn)動(dòng)及工作原理，從而掌握金屬加工過程中機(jī)床和刀具的選擇、機(jī)床的調(diào)整及機(jī)床的操作等能力，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)床設(shè)計(jì)、制造工藝、夾具設(shè)計(jì)、刀具設(shè)計(jì)打下必要的基礎(chǔ)。近些年，重工業(yè)制造企業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代革新，其中金屬切削機(jī)床占有量約是生產(chǎn)設(shè)備總數(shù)的60-80%，金屬切削機(jī)床的先進(jìn)性和使用直接影響企業(yè)的生產(chǎn)效率和未來的發(fā)展。隨著工業(yè)生產(chǎn)的深入改革，不斷推進(jìn)機(jī)械制造向智能制造高質(zhì)量發(fā)展，掌握機(jī)床的應(yīng)用至關(guān)重要[1-2]。隨著我國“十四五”規(guī)劃發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展背景下，促使創(chuàng)新性應(yīng)用型人才的需求日益增加[3-4]，對應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)人才方案提出了更高的要求，不僅要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，同時(shí)還要提高學(xué)生的創(chuàng)新能力[5]。應(yīng)用型本科院校為了加強(qiáng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，除了課堂教學(xué)作為主陣地之外，增設(shè)了大量的工程實(shí)訓(xùn)類課程，有效的提高了工科類專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力[6]。為了培養(yǎng)工程實(shí)踐類綜合人才，分析當(dāng)前金屬切削機(jī)床課程教學(xué)現(xiàn)狀和原因，通過探索建立新的教學(xué)體系以提高教學(xué)效果。

1 《金屬切削機(jī)床》課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 課程內(nèi)容繁多

金屬切削機(jī)床課程內(nèi)容主要分為兩大部分。一是介紹金屬零件的切削成形運(yùn)動(dòng)，成形運(yùn)動(dòng)包括了簡單運(yùn)動(dòng)和復(fù)合運(yùn)動(dòng)，主要是機(jī)床的執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)和刀具的運(yùn)動(dòng)。二是介紹了十二大類各種切削加工機(jī)床的基礎(chǔ)知識(shí)，涵蓋了車、磨、刨、銑、鉆等其它類機(jī)床，尤其是一些特種加工設(shè)備、專門化設(shè)備及專用設(shè)備，其中各類機(jī)床中因結(jié)構(gòu)功能不同又衍生其它類別。要求學(xué)生不僅清楚各機(jī)床種類及功能，同時(shí)還需要掌握機(jī)床的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及刀具的選用。因此，教學(xué)內(nèi)容較多，學(xué)生需要掌握的知識(shí)面較廣，對學(xué)生的學(xué)習(xí)要求較高。

1.2 課程內(nèi)容較抽象

課堂教學(xué)過程中，主要通過視頻、圖文及板書形式進(jìn)行知識(shí)的講授，因金屬切削機(jī)床課程內(nèi)容偏向于對機(jī)床的認(rèn)識(shí)，包括機(jī)床內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)以及如何完成零件的成形運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識(shí)，其整個(gè)切削加工過程較為復(fù)雜抽象，例如普通車床加工錐形螺紋、齒輪加工機(jī)床加工齒輪等。不僅需要有很好的想象能力，同時(shí)需要理解機(jī)床加工零件時(shí)機(jī)床內(nèi)部傳動(dòng)裝置，及如何實(shí)現(xiàn)換向、變速等功能。如果通過課堂教學(xué)教授相關(guān)知識(shí)，在不具備對機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)及零件加工較為熟悉前提下，則要求學(xué)生有較好的抽象理解能力。雖然機(jī)械類專業(yè)學(xué)生參與了學(xué)習(xí)工程實(shí)訓(xùn)課程，但是對本課程的學(xué)習(xí)卻起到作用較小。一是機(jī)床實(shí)訓(xùn)內(nèi)容較為單一，二是實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與課程教學(xué)內(nèi)容貼合度較小，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容偏向于機(jī)床的操作，對機(jī)床的工作原理和零件加工的成形運(yùn)動(dòng)原理講解較少，在實(shí)訓(xùn)前沒有接受到相關(guān)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，實(shí)訓(xùn)過程學(xué)生目標(biāo)單一缺乏思考和反思，導(dǎo)致工程實(shí)訓(xùn)中對機(jī)床的認(rèn)識(shí)不深刻，加上工程實(shí)訓(xùn)與本課程間隔時(shí)間較長，會(huì)造成學(xué)生的遺忘，降低了工程實(shí)訓(xùn)對金屬切削機(jī)床課程學(xué)習(xí)的影響。

1.3 學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高

金屬切削機(jī)床課程主要講授的是機(jī)床的認(rèn)識(shí)，其課時(shí)量較少，在學(xué)生看來該門課的重要程度不是很高，偏向于認(rèn)知性課程，機(jī)械類本科專業(yè)學(xué)生在自己的職業(yè)規(guī)劃中，絕大數(shù)同學(xué)給自己未來的工作定性為機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)工作，對車間操作機(jī)床加工零件并不愿意，所以對該門課學(xué)習(xí)不夠重視。同時(shí)課本中涉及的機(jī)床種類繁多，很多設(shè)備學(xué)生之前沒有接觸過，學(xué)生主要還是停留在對普通車床的認(rèn)知，而對于數(shù)控機(jī)床的認(rèn)知甚少。在對機(jī)床不了解的情況下，課堂教學(xué)中涉及到相關(guān)的機(jī)床加工過程的理論知識(shí)，增加了學(xué)生理解難度。介紹不同種類的機(jī)床時(shí)，其知識(shí)體系較為單一，使得內(nèi)容較為枯燥。另一方面，當(dāng)今大學(xué)生面臨的誘惑很多且自身自制能力較差，缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

2 課程教學(xué)模式探索

當(dāng)前應(yīng)用型本科院校作為地方人才培養(yǎng)基地，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)和工業(yè)技術(shù)革新提供有力的保障。金屬切削機(jī)床是工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的重要設(shè)備，作為產(chǎn)品生產(chǎn)的主動(dòng)力，機(jī)床技術(shù)人員的培養(yǎng)至關(guān)重要。應(yīng)用型本科院校機(jī)械類專業(yè)在新工科背景下金屬切削機(jī)床課程的教學(xué)改革順應(yīng)發(fā)展需求，為了滿足地方企業(yè)應(yīng)用型人才的需要，大力改革專業(yè)基礎(chǔ)課程，作為機(jī)械專業(yè)學(xué)生必修的金屬切削機(jī)床課程改革勢在必行。針對課程主要現(xiàn)狀及問題，通過深化改革教學(xué)體系，包括課程內(nèi)容、教學(xué)方式、課程考核評價(jià)、師資隊(duì)伍的建設(shè)等方面進(jìn)行改進(jìn)。重組知識(shí)框架精簡課程章節(jié)，將繁雜難的相關(guān)機(jī)床知識(shí)從課上學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)移到課下實(shí)踐，工程實(shí)訓(xùn)及其它專業(yè)實(shí)踐與專業(yè)課程精密貼合，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相輔相成，讓學(xué)生不僅知其然同時(shí)知其所以然，很大程度上可激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低學(xué)習(xí)難度，提高課程教學(xué)效果。

2.1 課程體系設(shè)計(jì)

本課程直接與應(yīng)用接軌，在培養(yǎng)制造類專業(yè)應(yīng)用人才中占有重要地位。通過金屬切削機(jī)床知識(shí)的教學(xué)，其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生具備機(jī)床基礎(chǔ)知識(shí)及應(yīng)用能力，使學(xué)生掌握金屬切削機(jī)床的機(jī)床運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)床選用、機(jī)床調(diào)整、部件設(shè)計(jì)方法等知識(shí)。目前本課程教學(xué)主要是線上理論教學(xué)，就目前而言課程學(xué)時(shí)不足，教學(xué)形式單一缺乏實(shí)踐教學(xué)，達(dá)不到本課程教學(xué)的主要目的。在明確本課程的教學(xué)目的后，以下主要從課程內(nèi)容及課程計(jì)劃探索該課程體系的建設(shè)。

（1）重構(gòu)課程內(nèi)容。金屬加工類機(jī)床共分為12大類，而每一大類又根據(jù)機(jī)床的結(jié)構(gòu)及功能演變出其它類型，造成機(jī)床種類繁多。為了能將有限的課時(shí)有效利用，突出重點(diǎn)知識(shí)，在同類機(jī)床的講解上不能面面俱到，要做到深入簡出。如同類機(jī)床其功能一致，可根據(jù)常用機(jī)床或本?，F(xiàn)有機(jī)床為案例，著重講解該類機(jī)床。本課程從機(jī)床的概述開始詳細(xì)介紹機(jī)床的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握機(jī)床的種類及各類機(jī)床的工藝范圍。引入數(shù)控車床和齒輪加工機(jī)床作為主要內(nèi)容，詳細(xì)介紹機(jī)床組成、傳動(dòng)系統(tǒng)、成形運(yùn)動(dòng)分析、零件加工工藝等相關(guān)理論知識(shí)。并且參考課堂零件加工教學(xué)案例，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)零件及加工工藝，在指導(dǎo)老師的協(xié)助下實(shí)踐操作機(jī)床加工零件，通過實(shí)踐教學(xué)不僅將理論與實(shí)踐相結(jié)合降低知識(shí)理解難度，同時(shí)很大程度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及加深知識(shí)記憶。在上述兩種機(jī)床的機(jī)床上延伸出其它通用性機(jī)床、數(shù)控加工中心、特種加工機(jī)床及組合機(jī)床等，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)夾具設(shè)計(jì)、金屬切削原理及機(jī)床設(shè)計(jì)打下必要的基礎(chǔ)。圖1為數(shù)控車床傳動(dòng)原理圖，圖2為車床常見加工工件表面。

圖1 數(shù)控車床傳動(dòng)原理圖

圖2 車床常見加工工件表面

（2）課程計(jì)劃制定。因金屬切削機(jī)床課程內(nèi)容繁雜難，僅依靠線上課堂教學(xué)很難達(dá)到教學(xué)目的，為了提高教學(xué)效果增設(shè)實(shí)踐教學(xué)，對現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行理論教授時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生實(shí)操機(jī)床完成零件的加工，整個(gè)過程不僅實(shí)現(xiàn)了理論指導(dǎo)實(shí)踐，同時(shí)完成了實(shí)踐驗(yàn)證理論，降低理論知識(shí)的理解難度，起到輔助課堂教學(xué)的目的。如何將工程實(shí)踐教學(xué)與課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合，是目前教學(xué)改革的主要任務(wù)。首先對于各類機(jī)床的基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)，可以通過視頻及圖文的形式講解，通過案例分析著重突出重難點(diǎn)知識(shí)，其次在分析機(jī)床成形運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)系統(tǒng)等抽象知識(shí)時(shí)，可以借助實(shí)踐課程完成教學(xué)。實(shí)踐課程的教學(xué)要與課堂教學(xué)形成承上啟下的作用，在教學(xué)進(jìn)度設(shè)計(jì)中明確實(shí)踐課程的安排，通過穿插形式融入課堂教學(xué)中去。具體課程內(nèi)容安排如表1 《金屬切削機(jī)床》課程內(nèi)容分配表所示。

表1 《金屬切削機(jī)床》課程內(nèi)容

2.2 教學(xué)方法改革

傳統(tǒng)教學(xué)過程中，主要是根據(jù)參考教材以及教學(xué)大綱進(jìn)行開展教學(xué)進(jìn)度，對于金屬切削機(jī)床課程每章主要內(nèi)容為一類機(jī)床的知識(shí)，各章節(jié)知識(shí)具有一定的分割性和獨(dú)立性使得知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)性較差，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中沒有形成一定的學(xué)習(xí)體系。為了使知識(shí)點(diǎn)形成系列化整體化，在教學(xué)過程中將知識(shí)串聯(lián)起來，使知識(shí)點(diǎn)形成知識(shí)線然后以知識(shí)“樹”形式拓展相關(guān)知識(shí)。例如，在介紹機(jī)床的過程中，以一個(gè)多因素組成的零件加工為案例，分析零件加工工藝，講解對于每道工序選擇何類機(jī)床、刀具、夾具、機(jī)床運(yùn)動(dòng)等相關(guān)知識(shí)，以此類推詳細(xì)介紹相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，借助三維設(shè)計(jì)軟件，通過仿真動(dòng)畫來模擬機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和零件的加工。同時(shí)，應(yīng)建立線上學(xué)習(xí)資源庫，將每章節(jié)知識(shí)點(diǎn)以文字、圖片和視頻的形式呈現(xiàn)給每位同學(xué)，讓學(xué)生在上課前有一定的認(rèn)知。

2.3 課程考核評價(jià)方案設(shè)定

目前該課程考核成績由平時(shí)成績和期末考試成績組成，成績占比分別為3:7，平時(shí)成績主要包括作業(yè)、出勤、筆記，同時(shí)平時(shí)成績也存在權(quán)重比，出勤和作業(yè)作為主要部分，由于作業(yè)抄襲等原因，平時(shí)成績體現(xiàn)不出個(gè)體差異性。所以為了平衡平時(shí)成績的權(quán)重，將課堂參與納入平時(shí)成績，比如課堂認(rèn)真聽課，課堂積極探討回答問題等。期末考試內(nèi)容主要有基礎(chǔ)知識(shí)和計(jì)算題組成，對于實(shí)踐性知識(shí)沒有辦法考核出學(xué)生的個(gè)人掌握程度。為了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，課程考核評定中增設(shè)實(shí)踐考核成績，所占權(quán)重比為20%，平時(shí)成績?yōu)?0%，線上學(xué)習(xí)進(jìn)度為10%，期末考試成績?yōu)?0%。這樣很大程度上全面考核一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新能力。

2.4 師資隊(duì)伍建設(shè)

金屬切削與機(jī)床課程實(shí)踐內(nèi)容主要涉及金屬零件工藝方案設(shè)計(jì)及加工，對于增設(shè)的實(shí)踐課程涉及各類機(jī)床的操作和零件的加工，目前現(xiàn)有專業(yè)課老師普遍缺少機(jī)床工程應(yīng)用能力，對課程實(shí)踐內(nèi)容定位不準(zhǔn)確，只是將課堂理論知識(shí)重復(fù)的講解一遍，而非根據(jù)理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐加工零件案例分析中，達(dá)不到實(shí)踐教學(xué)的目的。為了解決教師隊(duì)伍實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足的問題，現(xiàn)通過地方校企合作單位引進(jìn)實(shí)踐導(dǎo)師。考慮企業(yè)實(shí)踐導(dǎo)師生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富，但是理論教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足等因素，如果單純以導(dǎo)師制的形式引進(jìn)企業(yè)技術(shù)生產(chǎn)人員也很難實(shí)現(xiàn)與課堂知識(shí)有效聯(lián)系。同時(shí)因企業(yè)生產(chǎn)會(huì)受生產(chǎn)產(chǎn)品種類的限制，制約了金屬切削機(jī)床設(shè)備的使用，造成機(jī)床種類較為單一，很難全面的介紹金屬切削機(jī)床的主要內(nèi)容。教學(xué)中避免不了企業(yè)生產(chǎn)與教學(xué)活動(dòng)時(shí)間發(fā)生沖突，單純以導(dǎo)師制引進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)人員很難保證實(shí)現(xiàn)對學(xué)生實(shí)踐課程教學(xué)工作的穩(wěn)定開展。為了提高專業(yè)課程教學(xué)效果，不僅支持企業(yè)工程技術(shù)人員走進(jìn)校園，同時(shí)鼓勵(lì)專業(yè)教師入駐企業(yè)單位，跳出地域限制給專業(yè)課老師尋找企業(yè)導(dǎo)師，在企業(yè)生產(chǎn)中學(xué)習(xí)工程技術(shù)，掌握當(dāng)今企業(yè)先進(jìn)技術(shù)以彌補(bǔ)課本內(nèi)容的滯后性。通過培養(yǎng)在校年輕雙能型教師和企業(yè)導(dǎo)師引進(jìn)制度，可以增強(qiáng)師資隊(duì)伍的工程實(shí)踐能力，為提高金屬切削與機(jī)床課程教學(xué)效果起到?jīng)Q定性作用。

3 結(jié)束語

綜上所述，為了提高金屬切削機(jī)床這門課程的教學(xué)效果，首先重構(gòu)課程內(nèi)容，通過教學(xué)改革實(shí)現(xiàn)實(shí)踐與理論教學(xué)相結(jié)合，建立線上學(xué)習(xí)資源庫，讓學(xué)生有充足的的學(xué)習(xí)資源，完善師資隊(duì)伍建設(shè)，引進(jìn)企業(yè)導(dǎo)師和培養(yǎng)雙能型教師，在課堂教學(xué)中多引入前沿生產(chǎn)技術(shù)與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)接軌，避免學(xué)生產(chǎn)生學(xué)無可用的想法，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。再者，提高課程學(xué)時(shí)和學(xué)分績點(diǎn)，優(yōu)化課程考核評價(jià)方案，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)這門課程的重要性。