论文部分内容阅读
摘要：特种加工是培养机械设计与制造领域人才的一门专业课，具有较强的理论性和技术性。结合应用型人才的培养目标，针对该课程存在的主要问题，本文对教学内容、教学方法和教学形式等方面进行了改革尝试，就如何提高学生的学习主动性，提高教学效果等问题进行了探讨和研究。
关键词：特种加工 应用型人才 教学改革
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）01（b）-0041-02
特种加工指将电、磁、光、化学等能量施加在工件的表面上，从而实现材料被去除、变形、表面处理等的非传统加工方法[1]，是机械制造及其自动化专业的重要课程之一，涉及的内容学科交叉较多，基础知识面广，应用知识更新较快。但实际教学中却存在着课时较少，教师知识背景有限，缺少实验设备等不利因素，导致学生对抽象知识难以理解，教学质量难以进一步提高。因此，如何提高学生学习的自主性和能动性，培养学生的工程实践和应用能力，成为该课程教学方法研究的重要问题，作者在该方面进行了一些有益的探索。
1 结合企业需求，调整教学内容
特种加工方法很多，内容非常丰富，而教学课时有限。在荣成学院应用型人才培养目标的指导下，教学应服务于工程应用，理论知识要满足实际需要，因此，对教学内容应有所侧重，内容不是越多越好，也不是越深越好。在对山东半岛地区多家制造型企业的特种加工技术的应用情况，以及岗位能力要求的调研中发现，目前线切割加工、电火花加工、电化学加工中的沉积加工在再制造工艺中应用较为广泛，应重点讲解；个别企业还拥有先进的激光加工设备，此外，快速成型技术的需求正在逐年扩大，其应用必会随着国产快速成型设备的发展、成本的降低而突飞猛进，因此，以上内容也是学生需要深入了解的。其它加工方法，如，电解加工、超声加工、离子束和电子束加工应用较少，可作为前沿知识介绍。对于规模比较大的公司，岗位偏重于工艺编程，而中小型企业则偏重于编程及机床操作。根据特种加工技术的应用现状以及企业对技术岗位的能力要求，结合授课对象的现有基础和整体水平，确定学生需要掌握的理论知识和操作技能，根据培养目标从实际加工任务中选择一些典型的工作任务，对教学内容加以适当调整，形成教学大纲。
2 以强化工程应用能力为目标的教学方法改革
特种加工是一门与实际工程技术紧密结合的课程，传统的教学方法仅依靠任课教师的讲解，无法实现应用型人才的培养目标。因此，针对不同的教学内容，根据学院和校外实习基地的具体情况，在教学过程中采用工程实例导向法、辩证对比法、演示模仿、专题教学和讨论式教学相结合，课堂和现场教学相结合的教学方法。
2.1 由工程实例引入教学内容
在介绍每种加工方法时，以图片展示典型实例，选择一些普通方法无法加工，而采用相应的特种加工易于实现的难加工产品，让学生看到这些先进技术所具有的优越性，体会到课程的重要性，活跃课堂气氛。有的部分还介绍一些科技工作者在特种加工领域取得的创新性成果，激发学生的学习兴趣，（图1～图4）为部分本项目调研取得的实例图片[1]。
2.2 充分利用现代教育技术及实习企业的资源
由于荣成学院尚不具备特种加工的实验条件，因此，高效地利用多媒体技术成为当前提高教学质量的重要方法。三维动画和录像资料的合理使用是提高学生对特种加工方法感性认识的有效手段。通过观看加工录像，首先让学生在感性上认识，再讲述该加工方法的原理、特点、设备和应用就变得相对容易。抽象的原理采用动画的形式表现出来，使学生能够理解和掌握的更加具体。比如在介绍线切割加工时，首先播放线切割加工过程的实况录像，展示一些线切割加工的样件图片，再播放线切割加工原理的三维动画演示。在特种加工机床操作教学环节中，采用模拟教学软件介绍机床的基本情况、零部件组成及名称，通过视频资料展示基本使用方法和操作规程。通过以上方法，使学生在未接触设备的条件下最大程度了解基础知识。威海地区的个别企业具有部分先进的特种加工设备，例如朱口集团、华泰汽车、文登曲轴等，目前已建设成校外实习基地。充分利用这些资源，在实习期间与企业技术人员共同对学生的实践动力能力进行强化，以实现应用型人才的培养目标。
2.3 采用辩证对比的教学方法[2～5]
在讲授不同特种加工方法时，如果独立于单独介绍某一种，则在工程应用中也很难做出最恰当的选择。把辩证法应用到教学中，注意每种方法的相异之处，利用辩证法通过比较更好的加深学生对各种方法的理解。比如电火花加工和线切割加工的机理是非常类似的，可以说线切割是电火花加工的一个特殊应用，在介绍线切割时，时时穿插与电火花的比较，不仅可以起到复习作用，更重要的是通过比较加深对这两种加工方法的理解。再比如，电子束、粒子束加工，其加工设备，操作过程完全类似，但其加工原理迥异，也可以对比来讲，使学生更好的理解它们的特点和原理，逐步培养学生的辩证对比的思维能力。
2.4 虚拟现实技术在教学中的应用[6]
特种加工最大的特点是与工程实际联系及其密切，对于荣成学院来说，先进的特种加工设备资源欠缺，因此，在教学过程中采用了虚拟现实技术模拟教学。要全面掌握每种加工方法，最重要的就是对设备结构的认知。首先，利用功能强大的计算机辅助设计软件（如solidworks、Pro/E等）对设备进行几何建模，然后，输出，建立虚拟现实的加工环境，最后，采用模拟加工过程中的动态参数。为了更好的培养学生的动手能力，注重启发式、讨论式教学法，鼓励学生利用丰富的网络资源，通过查阅国内外文献自由命题，独立完成相应的程序代码，完成虚拟加工过程。
2.5 开展调研工作、采用分组讨论的形式使学生参与到课堂教学
在讲授完核心内容后，以小组形式让学生通过图书馆、网络、期刊数据库等资源开展调研工作，了解特种加工技术研究进展和最新成果，最终形成调研报告。在这个过程中，教会学生使用CNKI、维普、万方等常用数据库的检索方法，让大家了解获取资源的途径，为毕业设计等其它教学环节奠定基础。同时，要求学生按照规范样式对调研报告进行排版，使他们应用已经学过的word技术。选择三个调研较好的小组，给其他同学汇报他们的调研成果，并进行提问和讨论，这种方法锻炼了学生的写作能力、表达能力和团队精神。 2.6 考核方式与方法
学习效果评价体系对课程教学改革和学生专业能力的培养起到重要的导向作用。在考核模式上，改变单一考试形式，将平时大作业、专题研讨的成绩与理论考试成绩相结合。在考核内容上，将常见的特种加工方法有机融合，要求学生掌握关键知识点，注重能力考核，切忌死记硬背。在综合测评成绩上，适当减少理论部分分值，增加平时大作业及动手能力的成绩比重。
3 教学改革效果
3.1 学生学习的主动性明显提高
传统教学方式下学生学习积极性普遍不高，通过教学改革，采用启发式、比较式的教学方法，充分运用现代高科技手段，加上特种加工本身的奇特性，极大地激发和提高学生的兴趣和积极性，课堂气氛得到了较大改善。
3.2 扩展了学生的学习方法和思路
大多数本专科学生以往仅知道阅读书本，或去图书馆借阅，利用互联网多数限于Baidu/Google等搜索平台，不懂得运用专业数据库。通过学习CNKI、维普、万方等数据库的检索方法，学生懂得阅读学位论文、会议论文及期刊论文，并能够根据研究思路初步对文献进行归类和整理，这些方法可以为学生以后更好的学习其它知识提供便利，学生对此反应良好。
3.3 锻炼学生了的团队精神
当代大学生由于多数为独生子女，行事我行我素特征比较明显。通过让学生以小组方式完成一项任务，给出小组的成绩，使大家意识到团队合作的重要性，能够征求和综合他人的意见是对行业领军人才的基本要求之一。
参考文献
[1]刘晋春，赵家齐，赵万生.特种加工[M].北京：机械工业出版社，2007.
[2]王辉.浅谈将辩证法融人特种加工技术教学[J].成功，2008（10）：215-216.
[3]李国慧，王艳红，郑胜利.《特种加工技术》教学研究与实践[J].南洋理工学院学报，2009（6）：126-128.
[4]迟关心，韦东波，王振龙，等.结合特色、突出特点、提高学生的特种加工能力[J].高校教育研究，2008（7）：245-247.
[5]雷卫宁，陈菊芳，谈衡，等.面向再制造工艺的“特种加工”课程教学改革[J].江西技术师范学院学报，2011（2）：55-58.
[6]张朝阳，任旭东，张永康.虚拟现实技术在特种加工教学中的应用研究[J].工程图学学报，2008，29（6）：173-179.
关键词：特种加工 应用型人才 教学改革
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）01（b）-0041-02
特种加工指将电、磁、光、化学等能量施加在工件的表面上，从而实现材料被去除、变形、表面处理等的非传统加工方法[1]，是机械制造及其自动化专业的重要课程之一，涉及的内容学科交叉较多，基础知识面广，应用知识更新较快。但实际教学中却存在着课时较少，教师知识背景有限，缺少实验设备等不利因素，导致学生对抽象知识难以理解，教学质量难以进一步提高。因此，如何提高学生学习的自主性和能动性，培养学生的工程实践和应用能力，成为该课程教学方法研究的重要问题，作者在该方面进行了一些有益的探索。
1 结合企业需求，调整教学内容
特种加工方法很多，内容非常丰富，而教学课时有限。在荣成学院应用型人才培养目标的指导下，教学应服务于工程应用，理论知识要满足实际需要，因此，对教学内容应有所侧重，内容不是越多越好，也不是越深越好。在对山东半岛地区多家制造型企业的特种加工技术的应用情况，以及岗位能力要求的调研中发现，目前线切割加工、电火花加工、电化学加工中的沉积加工在再制造工艺中应用较为广泛，应重点讲解；个别企业还拥有先进的激光加工设备，此外，快速成型技术的需求正在逐年扩大，其应用必会随着国产快速成型设备的发展、成本的降低而突飞猛进，因此，以上内容也是学生需要深入了解的。其它加工方法，如，电解加工、超声加工、离子束和电子束加工应用较少，可作为前沿知识介绍。对于规模比较大的公司，岗位偏重于工艺编程，而中小型企业则偏重于编程及机床操作。根据特种加工技术的应用现状以及企业对技术岗位的能力要求，结合授课对象的现有基础和整体水平，确定学生需要掌握的理论知识和操作技能，根据培养目标从实际加工任务中选择一些典型的工作任务，对教学内容加以适当调整，形成教学大纲。
2 以强化工程应用能力为目标的教学方法改革
特种加工是一门与实际工程技术紧密结合的课程，传统的教学方法仅依靠任课教师的讲解，无法实现应用型人才的培养目标。因此，针对不同的教学内容，根据学院和校外实习基地的具体情况，在教学过程中采用工程实例导向法、辩证对比法、演示模仿、专题教学和讨论式教学相结合，课堂和现场教学相结合的教学方法。
2.1 由工程实例引入教学内容
在介绍每种加工方法时，以图片展示典型实例，选择一些普通方法无法加工，而采用相应的特种加工易于实现的难加工产品，让学生看到这些先进技术所具有的优越性，体会到课程的重要性，活跃课堂气氛。有的部分还介绍一些科技工作者在特种加工领域取得的创新性成果，激发学生的学习兴趣，（图1～图4）为部分本项目调研取得的实例图片[1]。
2.2 充分利用现代教育技术及实习企业的资源
由于荣成学院尚不具备特种加工的实验条件，因此，高效地利用多媒体技术成为当前提高教学质量的重要方法。三维动画和录像资料的合理使用是提高学生对特种加工方法感性认识的有效手段。通过观看加工录像，首先让学生在感性上认识，再讲述该加工方法的原理、特点、设备和应用就变得相对容易。抽象的原理采用动画的形式表现出来，使学生能够理解和掌握的更加具体。比如在介绍线切割加工时，首先播放线切割加工过程的实况录像，展示一些线切割加工的样件图片，再播放线切割加工原理的三维动画演示。在特种加工机床操作教学环节中，采用模拟教学软件介绍机床的基本情况、零部件组成及名称，通过视频资料展示基本使用方法和操作规程。通过以上方法，使学生在未接触设备的条件下最大程度了解基础知识。威海地区的个别企业具有部分先进的特种加工设备，例如朱口集团、华泰汽车、文登曲轴等，目前已建设成校外实习基地。充分利用这些资源，在实习期间与企业技术人员共同对学生的实践动力能力进行强化，以实现应用型人才的培养目标。
2.3 采用辩证对比的教学方法[2～5]
在讲授不同特种加工方法时，如果独立于单独介绍某一种，则在工程应用中也很难做出最恰当的选择。把辩证法应用到教学中，注意每种方法的相异之处，利用辩证法通过比较更好的加深学生对各种方法的理解。比如电火花加工和线切割加工的机理是非常类似的，可以说线切割是电火花加工的一个特殊应用，在介绍线切割时，时时穿插与电火花的比较，不仅可以起到复习作用，更重要的是通过比较加深对这两种加工方法的理解。再比如，电子束、粒子束加工，其加工设备，操作过程完全类似，但其加工原理迥异，也可以对比来讲，使学生更好的理解它们的特点和原理，逐步培养学生的辩证对比的思维能力。
2.4 虚拟现实技术在教学中的应用[6]
特种加工最大的特点是与工程实际联系及其密切，对于荣成学院来说，先进的特种加工设备资源欠缺，因此，在教学过程中采用了虚拟现实技术模拟教学。要全面掌握每种加工方法，最重要的就是对设备结构的认知。首先，利用功能强大的计算机辅助设计软件（如solidworks、Pro/E等）对设备进行几何建模，然后，输出，建立虚拟现实的加工环境，最后，采用模拟加工过程中的动态参数。为了更好的培养学生的动手能力，注重启发式、讨论式教学法，鼓励学生利用丰富的网络资源，通过查阅国内外文献自由命题，独立完成相应的程序代码，完成虚拟加工过程。
2.5 开展调研工作、采用分组讨论的形式使学生参与到课堂教学
在讲授完核心内容后，以小组形式让学生通过图书馆、网络、期刊数据库等资源开展调研工作，了解特种加工技术研究进展和最新成果，最终形成调研报告。在这个过程中，教会学生使用CNKI、维普、万方等常用数据库的检索方法，让大家了解获取资源的途径，为毕业设计等其它教学环节奠定基础。同时，要求学生按照规范样式对调研报告进行排版，使他们应用已经学过的word技术。选择三个调研较好的小组，给其他同学汇报他们的调研成果，并进行提问和讨论，这种方法锻炼了学生的写作能力、表达能力和团队精神。 2.6 考核方式与方法
学习效果评价体系对课程教学改革和学生专业能力的培养起到重要的导向作用。在考核模式上，改变单一考试形式，将平时大作业、专题研讨的成绩与理论考试成绩相结合。在考核内容上，将常见的特种加工方法有机融合，要求学生掌握关键知识点，注重能力考核，切忌死记硬背。在综合测评成绩上，适当减少理论部分分值，增加平时大作业及动手能力的成绩比重。
3 教学改革效果
3.1 学生学习的主动性明显提高
传统教学方式下学生学习积极性普遍不高，通过教学改革，采用启发式、比较式的教学方法，充分运用现代高科技手段，加上特种加工本身的奇特性，极大地激发和提高学生的兴趣和积极性，课堂气氛得到了较大改善。
3.2 扩展了学生的学习方法和思路
大多数本专科学生以往仅知道阅读书本，或去图书馆借阅，利用互联网多数限于Baidu/Google等搜索平台，不懂得运用专业数据库。通过学习CNKI、维普、万方等数据库的检索方法，学生懂得阅读学位论文、会议论文及期刊论文，并能够根据研究思路初步对文献进行归类和整理，这些方法可以为学生以后更好的学习其它知识提供便利，学生对此反应良好。
3.3 锻炼学生了的团队精神
当代大学生由于多数为独生子女，行事我行我素特征比较明显。通过让学生以小组方式完成一项任务，给出小组的成绩，使大家意识到团队合作的重要性，能够征求和综合他人的意见是对行业领军人才的基本要求之一。
参考文献
[1]刘晋春，赵家齐，赵万生.特种加工[M].北京：机械工业出版社，2007.
[2]王辉.浅谈将辩证法融人特种加工技术教学[J].成功，2008（10）：215-216.
[3]李国慧，王艳红，郑胜利.《特种加工技术》教学研究与实践[J].南洋理工学院学报，2009（6）：126-128.
[4]迟关心，韦东波，王振龙，等.结合特色、突出特点、提高学生的特种加工能力[J].高校教育研究，2008（7）：245-247.
[5]雷卫宁，陈菊芳，谈衡，等.面向再制造工艺的“特种加工”课程教学改革[J].江西技术师范学院学报，2011（2）：55-58.
[6]张朝阳，任旭东，张永康.虚拟现实技术在特种加工教学中的应用研究[J].工程图学学报，2008，29（6）：173-179.