多元化教學在高校特種加工課程中的應用探討

孫倫業

【摘 要】特種加工技術是現代先進制造技術的重要組成部分。針對目前特種加工課程在本科教學中存在的問題，提出了多元化教學模式，通過采用現代多媒體教學、互動式的案例教學、積極開展工程實踐等創新教學手段，激發學生學習的積極性和主動性，使學生熟悉并掌握特種加工的主要加工方法，最終達到培養出學生獨立分析和解決問題的能力的目標。

【關鍵詞】特種加工；多元化教學；探討

近年來，隨著科學技術的飛速發展，高硬度、高強度和高脆性的難加工材料在國防、軍工以及航空航天領域的應用越來越廣泛，尺寸微小、結構復雜特殊的精密零部件制造需求也日益增加，僅依靠傳統的機械切削加工方法難以滿足新的加工要求。特種加工（Non-Traditional

machining）也稱“非傳統加工”或“非常規機械加工”，是利用光能、電能、熱能、化學能、聲能等能源來達到去除或增加材料的加工方法，因其具備的諸多優點，成為了現代先進制造領域不可或缺的加工手段。在大學本科階段開設特種加工課程，對于提高學生對新加工工藝領域的認知、拓寬學生加工思路、培養學生對各種加工方法的綜合運用能力和創新意識具有重要的意義。為此，國內的許多工科院校均在大學本科階段開設了特種加工課程

1 課程特點及教學中存在的主要問題

特種加工是指利用力、熱、聲、光、電、磁、原子、化學等能源來進行加工的非傳統加工方法，課程內容主要介紹電火花加工、電火花線切割加工、電化學加工、激光加工、電子束和離子束加工、超聲加工、精密與超精密磨料加工等特種加工方法的基本原理、主要特點、工藝規律以及應用范圍，涵蓋內容特別廣、前沿知識更新特別快，并與物理、化學、材料、自動控制等多學科領域密切相關，需要學生具備一定的基礎理論知識。同時，特種加工課程作為一門與工程實踐密切結合的課程，只有讓學生通過工程實踐強化對課堂知識的理解和掌握，實地了解各種工藝方法的加工條件和適用對象，才能夠培養出學生主動思考以及運用理論知識分析和解決問題的能力。

作為一門專業選修課，特種加工課程涉及到的專業知識和理論較為繁雜、高深，但目前采用的教學方法多按照教材內容體系傳授，教學方式多停留在教師課堂理論講解，對于大多數學生來說，在短時間內理解、記憶、認知這些抽象的專業知識存在較大難度，學生上課熱情難以調動，學習積極性不高。此外，受到設備條件限制，特種加工課程普遍缺少實踐教學環節，學生不能利用特種加工設備進行實際操作，缺乏直觀的感性認識，無法充分激發其創造力和學習興趣，教學效果不甚理想，教學質量難以進一步提高。

2 多元化教學方法應用

為了解決特種加工課程教學中存在諸多的問題，不斷地提高課程教學質量，培養出具有創新精神和創新能力的學生，提出了“多元化”的特種加工課程教學方法。

2.1 現代多媒體教學手段的運用

在傳統教學方式中，“教材+黑板”是進行課程講授的主要模式，對于特種加工課程，涉及的加工方法多、內容知識面廣、工程背景強，很多理論知識晦澀枯燥，依靠老師的語言講授和簡單、抽象的板書講解，往往不能準確表達授課意圖，容易影響學生的理解和掌握。目前大多數高校的教學計劃一般安排在24～32個學時，受到學時限制，教師在課堂上無法展開深入講解，對于每一種加工方法的講授只能淺嘗輒止，不能做到講清、講透，即使在黑板上繪制簡單的圖形，也難以將抽象的概念解釋清楚，而且又會占用較多的課堂時間。

現代多媒體教學是綜合運用計算機、多媒體等技術手段將文本、聲音、圖像、動畫、視頻與教學內容結合成一體，通過交互式操作，向學生呈現圖文并茂、鮮活生動的信息內容，多層次、多角度、多渠道的刺激學生的感官，強化學生對知識的接收和記憶。多媒體教學憑借豐富的表現力，可顯著提高教學的深度和廣度，增加學生學習的興趣和主動性。特種加工的每一種加工技術都有其獨特的原理及特點，語言講解晦澀難懂，但通過多媒體教學，可實現對真實加工案例的情景再現和模擬，直觀地展示各加工技術的加工機理及微觀物理過程，使抽象概念變得清晰易懂，加工過程變得簡單明了，有助于加強學生的感性認識，加深其對知識點的理解與掌握。此外，可以有效彌補學時不足的弊端，提高信息傳輸效率，擴大課堂教學信息量，最終實現提高教學質量，優化教學效果的目的。

2.2 課堂互動的案例式教學

以往的教學模式中，教師作為傳授理論知識的主體，而學生作為被動的一方接收知識，這種單向傳輸的教學模式忽視了培養學生主動分析問題、思考問題的能力，限制了學生智能的開拓與發展。另一方面，特種加工是一門工程性很強的課程，要解決生產中所遇到的實際問題，僅靠課堂教學是遠遠不夠的，大量的知識需要在課外獲取，僅通過課本讓學生了解各種加工技術，難以達到理想的教學效果。

為解決這一問題，提出了互動式的案例教學方法，在學習了基本加工理論和工藝方法后，針對典型產品零部件案例，設定研究課題，要求學生課后查閱文獻資料，結合所學知識提出該零部件的加工方案，形成案例研究報告，并在課堂上進行匯報和研討，教師對此進行點評。例如航空發動機葉片上的冷卻孔，可以采用電火花穿孔、電解打孔、激光打孔等技術方法進行加工，因此可以設立若干研究課題，要求學生查閱文獻、收集資料，分析該類零部件的結構和材料特點，并根據每一種特種加工技術的原理、特點，辯證的分析其各自具有哪些優缺點，最后確定實現該零件高效、精密以及低成本制造的加工方案。通過這樣的教學模式，可以把具體的產品案例和特種加工技術有機結合起來，將教材中的理論知識點擴展至實際工程應用的層面，有利于學生對于教材知識點的理解與消化，另一方面完成了學生從被動學習到主動參與教學過程的角色轉換，充分調動了學生的積極性和自主學習意識，提高了其分析、思考、解決問題的能力。

2.3 積極開展工程實踐

實踐性強是特種加工課程的重要特征之一，實踐教學環節作為特種加工教學中的重要組成部分，可以有效補充和延伸課堂教學內容，因此有必要在課堂教學的基礎上，結合學?，F有的實驗條件，安排一定課時的觀摩和實驗環節，通過帶領學生現場參觀各種機床設備，并指導學生在機床上加工一些簡單形狀零部件來培養其動手實踐能力，使其了解課堂中所學的內容究竟可以做什么、如何做，從而鞏固對所學知識的理解和掌握。除此之外，實驗室的觀摩與實踐活動并不等于真正的工業化生產，為了讓學生親身感受特種加工工藝在生產中的應用，還應該結合生產實習、畢業實習深入工業企業，拓寬學生視野，使其直觀的了解電火花線切割、電火花成型加工、電化學加工、激光加工等各種特種加工設備在生產中的普及情況，現場感受特種加工在生產中的應用，從而對特種加工技術的生產組織、產品類型、生產環境以及機床操作等有更深入的了解和認識，為其今后進入企業工作奠定良好的工程實踐基礎。

總之，對于特種加工這樣一門多學科交叉、內容豐富、工程實踐性強的課程，在開展教學工作時要采用多元化的教學模式，采用的創新的教學手段、合理的安排教學環節，從而激發學生學習的積極性和主動性，使其在理解教材理論知識的同時，掌握獨立分析和解決問題的能力，最終達到培養具有創新思維和創新能力的高素質人才目標。

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[責任編輯：王楠]