四阶段教学法在工科专业教学中的实践与应用——以“机械制造装备设计”课程为例

孙宝福 钟志贤 （桂林理工大学机械与控制工程学院 541004）

四阶段教学法在工科专业教学中的实践与应用
——以“机械制造装备设计”课程为例

孙宝福 钟志贤 （桂林理工大学机械与控制工程学院 541004）

工科专业的理论与实践结合甚为紧密，各专业课程在教学过程中如何真正实现这一结合，是各教学人员正在探讨的问题。我校开创了四阶段教学法，并在相应的专业课程教学中进行了实践应用，取得了良好的效果，从而为上述问题的解决带来了新的思路。

四阶段教学法 工科专业教学机械制造装备设计

一、前言

机械制造装备设计是机械设计制造及其自动化专业机械设计方向的一门专业课程。该课程是对机械制造装备，主要包括机床、夹具的结构组成和工作原理予以介绍，重点在于对其整体以及各组成部分的设计内容、设计方法和设计步骤进行探讨。课程在讲授过程中存在一些问题，主要体现在：其一，理论与实践不能够紧密结合，学生对讲授的理论内容与机器的实际结构不能达成很好的映射关系；其二，单一的讲授法使得学生的学习积极性不高、学习兴趣不大，学习过程总是从理论中来到理论中去，对知识的掌握仅仅剩下死记硬背这一条途径；其三，课程设计环节的集中进行，不利于学生对每一个独立教学内容的理解与把握。

二、改革思路

针对上述问题的存在，该课程改革的总体理念与思路就是将实践、理论和设计三者相互融合，交叉进行，使得三个方面能够相辅相成，并相互促进，从而能够实现对该课程知识体系的完全理解与把握。具体说来，包括以下几个方面：

第一，认识性质的实践观察。进入大四的学生之前对机床的认识仅仅限于怎么操作，而对其组成、结构、功能原理的认识几乎为零。所以在每一个系统理论的学习之初，应对其组成与结构有一个认识实习的过程；

第二，任务驱动式的理论教学。理论教学采取的方式和教法和以往有很大变化，主要是将课堂还给学生，让学生成为课堂的主人。要实现这一理念，应当采用任务驱动式的教学方法，其过程为：首先将任务以预习作业的形式提前布置给学生，让学生带着问题进行有针对性的认识性实习，然后采用各种方法和途径去解决问题，最后将任务解决的方式、方法、过程及结果以报告的形式在课堂上讲授。这种教学方式锻炼了学生解决问题的能力、小组内的协调合作的能力以及语言表达能力。

第三，知识筑固为目的的零部件测绘。在每一个机床系统的理论知识学习之后，应配以与之对应的测绘训练。主要是对其组成部分的进一步的认识，包括零部件的形状、结构、大小是什么样的；尺寸精度状况、表面粗糙度状况，以及与之相关的加工方法的采取；还有零部件的装配关系、形位精度状况等。测绘后画出相应的零件图及部件装配图，实现对所学知识的筑固；

第四，创新性质的零部件设计。本科学生不可能有较高的创新要求，课程设计其实就是对相关理论知识的梳理与运用的过程，在给定的设计参数的基础上，能够完成相对应的机构设计，这种机构与原有的设计相似而不相同，能实现特定的功能要求就可以。

三、实施方案

为完成上述的改革思路，具体实施方案如下：

该课程内容可以划分为11个模块的设计，每一个模块的学习都包括了认识实习、理论学习、零部件测绘和机件设计四个阶段，每一个阶段的所达到的教学目标与结果如图1所示，其中：

第一，认识实习阶段。在每一个模块学习之前，要求学生到金工实习中心和工程训练中心对所要学习的部件的组成与结构进行了解认识。因课时原因，这一过程是在课余时间，以学习小组为单位分散进行的，而且要求学生画出相应的结构示意图或者动力传递示意图；

第二，理论学习阶段。在对相应系统结构认识的基础上，采用自学、讲授、讨论等各种学习方式，对该系统的设计内容、设计的基本要求、设计的原则、设计的步骤、设计的方法等理论知识进行系统的学习，这是学习的主体阶段；

第三，零部件测绘阶段。利用废旧机床，指导学生对其拆卸，然后针对相应的系统进行测绘训练，测绘的目的是使学生对系统进一步理解，包括对其尺寸精度、粗糙度、形位精度、装配方式等；

第四，机件设计阶段。有两种方式进行：一是可以在机床设计、夹具设计、生产系统设计每一个总体模块学习之后，拿出一周的时间，根据一定的设计要求和设计参数进行相应的模块设计；二是在最后的阶段拿出三周的时间集中进行，与原来的教学计划相同。前者有较好的效果，但需要对原有的专业教学计划进行修改，具有较大的难度。

四、总结

经过两轮的实践与探究，本课程的改革取得了较好的效果，该教学法理论与实践交叉进行，让学生既动手又动脑，符合他们的认知特点。此外，四阶段教学法也增加了学生的参与度，提高了学生学习的积极性与主动性，使学生成为了学习的主体，而且，四阶段教学法实施以小组为单位，既减轻了学生的任务，也锻炼了学生的协调能力，为学生顺利就业打下了坚实的基础。

本文为桂林理工大学教学方法改革立项项目 桂理工教【2013】45号；广西高等教育教学改革工程项目，桂教高教【2013】28。

图1

（责编 赵景霞）