摘要 机械制造课程改革是综合性教学改革工作，尤以加强实践环节教学改革为关键。本文以在机械制造基础课程教学改革中，开展集中的《零件毛坯制造和机械加工工艺设计》实践教学活动为主题，阐述了实施该项实践教学的具体做法，总结了经验和体会，分析了进一步加强教学改革的具体措施。

关键词  工艺设计 实践教学 改革

机械制造类课程的改革是在大工程专业范围内被普遍关注的项目。她以机械制造基础课程改革和金工实习（机械制造实习）教学改革为主要体现形式。三江机械工程学院基于本校各专业（及专业方向）、各层次教学实际和几年来建设起的实践教学条件，大刀阔斧进行《机械制造基础》课程改革，将课堂理论教学与传统的金工实习实践教学结合，进行模块化教学设计，重点强化实践教学，取得了一定的成效。但由于各专业、各专业方向开设了不同的后续课程，如何使学生对机械制造课程的重要内容掌握得更全面、更扎实？还需要完善哪些教学环节？是改革设计者反复思考的问题。

实践证明，对于机械制造及相近专业的工科类大学生，能够运用所学知识很好地解决机械制造工艺问题，常常被认为是专业上成熟的标志，因为正确解决工艺方面的问题不仅需要掌握较全面的专业知识，还需要具有灵活而又严谨的分析工程技术问题的思维方式和工作态度。对于机械类、近机械类不同专业、不同专业方向都是普遍需要的。

为了切实落实应用性本科人才培养目标，加强专业素质教育，强化实践教学环节，深化机械制造基础课程改革的成果，作为一种尝试，三江机械工程学院在09级开始的教学计划中，专门安排两周的《零件毛坯制造与机械加工工艺设计》（以下简称《工艺设计》）实践教学环节，作为机械制造基础课程改革的重要组成部分。聘请了具有多年实践经验的老工程师、老教师和年轻教师组成的团队承担实践教学的指导。

一、课程内容及教学方法的设计

两周《工艺设计》是在完成《机械制造基础》课程学习和经过金工实习教学环节之后进行的。主要完成典型机械零件材料选择、毛坯制造工艺方法分析和毛坯制造工艺设计、零件机械加工方法选择和工艺参数选用。教学分为三种形式，一是自行分析，二是现场考察，三是课堂讲授和设计。

1、组织学生自行分析。实训前，教师准备了较多的典型零件例题，不仅向学生提供这些典型零件的二维工程图样，还提供相应的三维实体图样或实物照片，发给学生自行分析。比如箱体类（减速机箱体箱盖、机床床身、主轴箱箱体、汽车发动机箱体、油箱体、液力变矩器外壳、阀体等）、叉架类（轴承座、尾架体、台钻立柱体、挂轮架、方刀架体、汽车前后桥架、汽车外壳、汽车轮毂、夹具体、模具体、电线塔、起重机的横梁、吊臂等）、盘盖类（不同种类的齿轮、链轮、三角带轮、联轴器、法兰盘、液力变矩器涡轮、导轮、机床上的箱盖、三爪卡盘体、回转工作图机构台面、缝纫机上的带轮、踏板等）、轴套类（主轴、丝杠、传动螺母、齿轮轴、汽车发动机活塞杆、连杆、气缸套、轴承内外圈、减速机中的隔套等）。学生通过行分析，首先读懂这些零件的工艺图样，分析这些零件的主要结构特点和所选的材料、毛坯制造工艺及相应的机械加工工艺方法。

2、现场考察。结合零件材料选择、毛坯制造工艺分析和机械加工方法确定三个主题，在三个教学阶段分三次组织学生走进学校各个实训中心，有目的进行实地考察。第一次主要识别各种机械零件的材料，要求学生照着零件图样比对实物，分析这些材料的外观特征和内在组织结构，同时找出更多用各种材料制造的零件，比如铸铁、铸钢、低碳钢、中碳钢、合金钢结构钢、合金工具钢、铝合金、铜合金等等。第二次主要找出各种不同的零件毛坯制造工艺，根据各种零件的结构、承载情况和材料种类，照着图样比对实物，要求学生找出铸造件、焊接件、锻造件、冲压件以及型材、塑料成型、橡胶成型等工艺制造的零件，分析有关机械零件的制造工艺特征。第三次则主要完成零件机械加工工艺方法的确定，识别什么样的零件、什么样的表面需要用何种相应的加工工艺方法进行加工。每次都要求学生用手机拍下零件的照片，回到课堂作为作业题进行进一步分析总结，并交由老师检查。这种由图样到实物，再由实物到图片、图样的过程，不仅具有直观性，也具有趣味性。学生分成小组，手里拿着零件图样，一边比对、查找实物，一边相互讨论，自然而有效地解决了课程教学中的疑难问题，提高了专业技能。

3、课堂讲授和设计。在通过现场考察后，主要的任务是在教室里完成机械零件毛坯制造工艺和机械加工工艺设计教学环节。也是《工艺设计》实训教学的重点内容。毛坯制造与工艺设计的目的是使学生在机械制造基础课程学习基础上，进一步理解铸造、锻造和焊接工艺过程和工艺参数选择。主要内容是铸造、锻造（主要是自由锻）、冲压和焊接（主要是手工电弧焊）工艺参数的选择、工艺图样的绘制和工艺卡片的填写。机械加工工艺设计主要使学生能够通过对零件结构、精度要求、承载特点以及批量等因素的分析，确定零件的机械加工工艺方法，通过查阅有关手册、资料选择工艺参数。要求完成阶梯轴、套和轴承座等典型零件的机械加工工艺路线拟定、机械加工工艺规程的制订，并以填写完整的毛坯制造工艺卡片和机械加工工艺过程卡片、机械加工工艺卡片为最终作业。

二、设置《工艺设计》教学环节的意义

《工艺设计》教学环节是在机械制造基础课程和金工实习教学环节之后进行的，作为课程改革的一个重要组成部分，目的是强化、深化机械制造工艺知识和提高学生对于机械制造理论的理解。实践证明，作为整个机械制造课程改革背景下的《工艺设计》实训教学，具有深刻的实际意义。

1.深化了机械制造基础改革的成果。使学生对零件制造工艺有一个完整的框架性认识，并系统地了解了典型零件的制造方法和制造工艺过程。这对于后续课程的学习起到了奠定基础的作用。比如学习《汽车构造》课程时，学生已经很熟悉组成汽车的各种零件，能够从制造工艺的角度俯视所学习的汽车构造内容，大大提高了对专业课内容掌握的速度。

2.学生们进一步掌握了根据不同的零件加工工艺正确合理地选择加工设备、工艺装备。

3.使学生学会了以正确的态度分析机械制造工艺问题乃至整个工程问题。不是简单地把复杂的工程问题等同于一般的数学问题，改变了只会运用现成公式求解问题答案的习惯，而学会以灵活的、多视角的、发散性的，同时又是严谨的思维方式和态度，经过理性的分析、比较和选择解求工程问题的最佳方案。

4.通过本次工艺设计，同学们初步掌握了铸造工艺基本参数及其选用方法，了解了编制各种机械零件毛坯制造卡片和机械加工工艺规程的目的，学会了选择机械加工工艺参数的方法，也学会了编制简单常用零件毛坯制造工艺卡片、机械加工工艺路线、工艺过程卡片、工艺卡片的方法，使改变了学生中普遍存在的对于机械制造工艺参数（毛坯制造和机械加工工艺参数）选择比较盲目的状况。

5.深化了学生对零件制造要求、技术要求的认识，初步理解了如何选择不同的工艺方法保证零件图纸上的制造要求、技术要求。

6.大大提高了学生们认真规范绘图的能力，同学们懂得了机械图样的重要作用是用于加工零件，不能马虎和草率，必须以严肃的态度绘制图样。

7.发扬了教师之间的团队协作精神，加强了教师间的了解与合作，形成了融洽的合作关系和知识互补、共同提高的良好氛围，也提高了有关教师工艺设计的指导能力，使教师自身的专业知识得到了不同程度的提升，有利于教学质量的提高。

三、加强教学指导，使《工艺设计》教学环节开展得更加有效

通过开展《工艺设计》教学活动的尝试，可以总结出加强教学指导，发挥该教学环节效益，提高教学质量的几项措施：

1.课前准备应充分。有关教师要充分理解本次教学活动的目的，掌握基本指导方法，思想上认识上与设置本实践性教学环节的初衷应保持一致，准备资料也应当完整规范，应当编纂完整的配套教材。教学所用的例题需要经过仔细分析和选择，例题的数量和质量均应确保正确和规范，最好形成例题库，以便于常规化教学使用。

2.调动学生积极性，使学生成为学习的主人。采用有效教学方法充分调动学生参与实践教学的积极性，大力提高学生学习机械制造工艺知识的兴趣，发挥班集体班干部的作用，消除容易在一部分学生中形成的被动学习状态，形成良好的学习、讨论和研究氛围。

3.将零件的选材、毛坯制造和机械加工工艺设计过程与实际的零件加工结合，实践教学中安排学生按照自己设计的工艺文件，完成一两个具有典型性的零件毛坯制造（如铸造或焊接）和机械加工（如简单的轴类零件），将会收到更好的效果，也能激发学生的学习兴趣。

4.采用小班化教学形式，防止学生人数过多，教师无法过细进行指导的现象。每位教师指导的学生控制在40人左右为宜。

5.教师之间的交流要及时。在由多个教师共同开展的教学活动中，应当在设计教学过程时同时安排教师之间的交流讨论时间，更好地发挥团队作用，也能增加教师间相互学习的机会，有利于教学质量的提高，有利于年轻教师的成长。

6.指导教师的专业水平要提高。《工艺设计》是综合性实践教学环节，贯穿了整个机械制造工艺的全部内容，对于教师自身的专业知识水平的深度和广度要求都很高，需要指导教师加强自身的专业学习。

综上所述，开展《零件毛坯制造与机械加工工艺设计》教学活动，对于深化《机械制造基础》课程改革、提高教学质量、培养学生专业技能具有重要意义，同时也存在一定的难度。但该教学环节一般是集中进行的主题实践教学活动，教学目的明确，学生在学习过程中精力集中，只要教学指导措施和方法得当，应当能够形成良好的教学氛围，收到理想的教学效果。