【关键词】高职零件加工工艺及工装设计教学设计
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450－9889(2012)03C－0186－02
零件加工工艺及工装设计是传统课程机械制造工艺与夹具设计以工学结合人才培养模式为基础开发的一门课程，是面向汽车、机械等零部件生产企业从事生产技术工作的高职学生必须掌握的一门专业技术课程。因为该课程具有实践性强、涉及面广、内容丰富、灵活性大的特点，所以要提高教学效果，在教学过程中必须注重教学环节的设置和教学方法的改进。本文就该课程的教学方法和经验进行分析。
一、课程定位
零件加工工艺及工装设计课程的核心内容是典型零件机械加工工艺规程编制及专用夹具设计，重点在于培养学生具备典型零件工艺规程编制能力、进行简单夹具设计的初步能力，为从事生产技术工作打下基础。同时，它也是对前续机械制图与测绘、机械结构分析与设计等课程在分析和解决生产实际工艺问题方面的综合应用，又为同期的零件普通车削加工、零件数控车削加工和后期的专业顶岗实习、计算机辅助设计与制造、毕业设计与制作等课程的实施与教学奠定基础。
二、教学思路
(一)充分利用资源
柳州职业技术学院拥有机电技术研究所、机械工厂。机械工厂拥有各类机械制造设备达200多台，承担东风柳汽、玉柴公司、柳工集团等企业的技术开发与产品加工。柳州职业技术学院与桂林福达公司、柳州福臻公司、柳州商泰公司等企业建立了良好的互惠双赢校企合作关系，校企联合组织学生进行专业顶岗实习。该课程与企业通过专业工作分析确定的职业能力，共同确定典型的工作任务和职业能力，共同明确教学目标、制定考核标准等。
(二)注重课程衔接
与先修课程机械制图与测绘、机械结构分析与设计的项目测绘与设计(即二级减速器)相统一，与零件普通车削加工和零件数控车削加工等实训课程同步。即在测绘和设计出典型零件(如阶梯轴、齿轮等)的基础上该课程与实训课程实现一体化教学，与专业顶岗实习结合，做到理论与实践、知识与应用的整合发展。
三、内容设计
(一)学习情境的设置
在教学内容上设计了五个学习情境：
第一个学习情境“机械制造工艺理论知识”以系部现有的教具减速器的轴和齿轮等为载体，掌握机制工艺基础理论知识、相关概念、零件加工工艺分析与计算，并能识读工艺规程卡、机床夹具总装图。在此基础上结合零件普通车削加工等实训课程完成零件的加工，实现一体化教学，对学生初步理解理论知识及应用知识解决问题奠定基础。
第二个学习情境“轴类零件工艺规程编制及夹具设计”以校企合作企业东风柳汽生产的汽车传动轴等轴类零件为载体，让学生独立或合作完成工艺规程的编制和专有夹具的设计，并与实际生产文件对照。掌握轴类零件工艺编制及夹具设计。
第三个学习情境“齿轮类零件工艺规程编制及夹具设计”以学院机械厂为柳工公司加工的变速齿轮为载体，让学生独立或合作完成工艺规程的编制和专有夹具的设计，并与实际生产文件对照。掌握齿轮类零件工艺编制及夹具设计。
第四个学习情境“箱体类零件工艺规程编制及夹具设计”以校企合作企业玉柴公司连杆生产厂家柳州通用机械厂的连杆为载体，让学生独立或合作完成工艺规程的编制和专有夹具的设计，并与实际生产文件对照，掌握齿轮类零件工艺编制及夹具设计。
第五个学习情境“叉架类零件工艺规程编制及夹具设计”以校企合作企业柳州五菱公司微型汽车发动机的箱体为载体，让学生独立或合作完成工艺规程的编制和专有夹具的设计，并与实际生产文件对照。掌握叉架类零件工艺编制及夹具设计
(二)学习内容的延伸
在随后的专业顶岗实习阶段将学生有计划地安排在学院机械厂齿轮加工组、轴类加工组、柳州商泰公司、东风柳州汽车公司和柳工公司等企业的连杆、箱体加工车间，以论文形式要求对岗位生产的产品进行技术分析、现场解决工艺问题的方法等进行汇报，培养学生的综合技能和职业素质，提高职业岗位竞争力。
(三)教学内容的实用
轴类、齿轮类、叉架类和箱体类四大类零件是机器的典型零件，机械加工中常见，教学载体的选取完全来自实际的生产，教学内容从企业需求和完成职业岗位实际工作任务的需要来设定，有针对性地训练学生的技能，提高学生的岗位适应能力，为学生的就业和持续发展奠定基础。
四、教学组织安排
(一)总体思路
在零件加工工艺及工装设计课程的理论学习中，学生应在会编制零件工艺规程的基础上，与实训课、专业顶岗实习结合，掌握零件加工过程中各种装备的选择和使用、零件的加工方法及零件加工质量的检测与分析。如图1所示，针对不同结构的载体零件，从易到难逐个进行工艺制定一装备设计－工件加工－质量分析的模块训练，从而实现从学徒工到熟练工、从操作员到技术人员的转变。
(二)学习情境内容组织
图2是学习情境内容组织框图。从图2中可见每个教学项目以“零件工艺性分析－工艺规程编制－专有夹具设计－加工－质量分析”步骤来组织实施。本着“学中做，做中学”的理念，通过小组合作、一体化教学等方式教学，在学习中工作，培养学生合作交流、相互沟通、自我学习的能力，提高他们的职业岗位能力和社会生存能力，从而培养学生在职场上的可持续发展能力。
(三)教学评价
近些年随着教育部门对职业教育改革的不断推进，教学目标力求提高学生的实践应用能力，因此在教学中教师需改变传统的教学方法、教学目标和教学模式，大胆尝试新的教学方法。机械类专业基础课程—《机械设计基础》的教学方法也随之发展和创新。本文以AutoCAD三维建模为载体，在教学上采用边设计零件边做零件三维模型的方法激发学生的学习兴趣， 以提升学生的设计能力及实践应用能力，从而提高机械设计的专业教学效果。
关键词：
AutoCAD；三维建模；机械设计；教学方法
一、前言
由于教育部门对职业教育的不断改革，对教学方法、教学目标和教学模式提出了新的目标和要求。这对原来机械设计基础课程内容固定、计算复杂的教学模式提出了新方法、新思路，所以我们教育工作者应该大胆尝试新的教学方法。本文以提高学生的知识水平、实践能力和兴趣爱好为目的，根据多次从事机械设计基础教学的感受，在教学方法上做一些初步研究。
二、提高学生学习机械设计基础兴趣的教学方法
机械设计基础课程具有内容繁杂、理论复杂、设计公式多、应用性强等特点。如今的高职学生学习基础参差不齐，采用原来传统的教学方法极易使学生产生厌学甚至弃学的情绪。如以学生的为主体，采用项目教学法加边设计零件边对零件进行AutoCAD三维建模”的教学方法，让每一位学生参与到教学中去。这样不仅不会影响教学进度，还能激发学生的学习热情和动手欲望，而且可以扩大学生的知识面，提高其学习能力，更重要是可以使学生的学习带有探索性[1]。
三、机械设计基础项目教学法的应用
如在机械设计基础课程中把斜齿轮的设计”作为该课程的项目课题，采用任务驱动的方式让学生为了完成该任务去学习本课程。在采用项目教学法的同时，把传统的教学法也紧密结合、灵活运用起来，使整个课程的教学活动和谐统一、结构合理。教师讲授部分采用：提出斜齿轮的设计实例、对斜齿轮的设计进行任务分析、教师提出本设计涉及到的相关知识点、对相关知识点进行导入、有针对性地讲解知识点等环节进行。教师指导部分采用：小组讨论交流的方式，将学生分成几个小组，让学生围绕斜齿轮的设计”问题进行讨论，研究确定本项目设计方法，这样既有利于学生团队意识和人际交往能力的培养，也能充分调动大多数学生，尤其是学习成绩较差的学生的积极性[2]。学生分组进行斜齿轮的设计”讨论、计算，教师进行巡回指导，指出其中的不足。设计计算完成后每一组选派一名学生汇报设计计算数据，最后教师对设计计算数据进行评议。
四、根据设计计算的数据进行AutoCAD三维建模
以教师和学生平时熟悉的AutoCAD软件为载体，教师在计算机房教学生一步步根据斜齿轮的设计”计算的尺寸数据，采用AutoCAD对斜齿轮进行三维建模，做出三维模型。通此方法，可把斜齿轮”的各种具体尺寸含义等参数真实的展现出来，使教学内容和知识点形象，加深学生的印象，提高学生对该门课程的学习兴趣。同时还可让学习充分发挥学习的自主性，提高学生的创造思维能力。
五、对AutoCAD三维建模与机械设计课程设计教学联系的思考
在机械设计课程设计中如把减速器的设计”作为该课程的设计课题，先按设计步骤对减速器的主要零部件进行设计计算，然后根据设计计算的数据画出零件图等二维工程图。这样做即使设计计算的数据正确，但通常学生不理解设计数据是零部件图的那个部分的参数，不能形象思维。如设计减速器箱体时，对设计的箱体各部分尺寸，很多学生不完全知道每一个设计尺寸表示箱体那个部分的尺寸。我们在教学中如能引导学生根据设计的箱体各部分尺寸数据用AutoCAD对减速器箱体进行三维建模，根据所建的三维模型再修改设计时选定的不合理参数，最后再根据三维模型用AutoCAD转换或手工绘制形成二维工程图。这样做不仅可提高学生的形象思维能力，还可以使学生提高零部件设计能力，并养成科学、严谨的工作态度，也对学习其它专业绘图软件打下坚实基础。
六、对AutoCAD三维建模与机械设计中零部件装配关系的思考
在机械设计基础课程中通常对装配体的设计需考虑零部件间的装配关系。如千斤顶设计时，学生根据所设计的装配体零件参数来设计装配体，并画出相应的二维装配图。学生如能根据所设计的装配体零件参数以AutoCAD为载体，对设计的零件进行三维建模，并对零件进行模拟装配一遍，如图3。这样学生不但可以了解每个零件在装配体重的关系与作用，还可使学生探索、研究并修改设计时选定的不合理参数。通过这一过程，学生的设计能力、探索能力、实践能力都会有所提高，最终此能力将转换成严谨的工作态度、终身学习的精神和可持续发展的能力。但上述思考存在着设计时对学生要求高，设计耗费时间长等不足之处。
七、结束语
机械设计基础课程在教学中，通过采用项目教学法加边设计零件边对零件进行AutoCAD三维建模”法授课，对培养学生的知识水平、实践能力和兴趣爱好等都起到重要的作用。此方法将理论教学与实践教学紧密地联系起来，不仅有利于学生加深理解和掌握书本上的理论知识，而且使学生懂得怎样灵活应用所学的知识去设计、制作实际零部件。
作者：张坤单位：湖南机电职业技术学院
参考文献：
关键词：机械制造；零件加工；项目教学法
一、项目教学法的涵义及特点
项目教学法是指在教学过程中以项目为主线，将相关知识点融入到实际项目中，在教师指导下由学生亲自完成项目全过程的一种有效教学方法。该教学方法先由教师精心设计项目，并给予适当演示示范，而后再安排学生以小组为单位对项目进行讨论、协作，最后根据学生完成项目的具体情况进行教学评价。项目教学法具备案例教学法、任务驱动教学法、探究式教学法的特点，始终遵循以学生为中心、以教师为主导、以项目为载体、以任务为驱动、以训练为主线的教学理念，有利于调动起学生参与教学活动的主动性和创造性，使学生在自主实施项目的过程中完成对知识体系的建构。与传统教学方法相比，将项目教学法运用到机械制造类专业教学中，具备以下特点：一是项目教学法强调职业能力培养，将学生做什么作为重点，而不是将学生知道什么作为重点。二是项目教学法的内容是工作任务，让学生在完成工作任务中学习知识、掌握技能。三是项目教学法重视学习过程，而不是学习结果，教师要负责引导学生寻求得到结果的途径。项目教学法中设计的项目都与实际相贴近，与学生日后从事的工作息息相关，具备较强的实用性，不仅可以丰富学生的实践经验，而且还可以培养学生综合运用知识的能力。
二、机械制造类专业零件加工训练项目的设计
（一）明确项目设计思路
机械制造类专业零件加工的项目教学设计思路为：让学生在自主编制零件加工工艺规程的基础上，正确选择和使用零件加工中的各种装备，掌握零件加工方法以及零件加工质量检测与分析的技能。教师在设计零件加工训练项目时，要针对不同结构的零件，遵循由易到难的原则，设计“工艺制定―装备设计―零件加工―质量分析”的模块训练，力求不断提高学生的职业能力。
（二）精心设计训练项目
根据零件加工课程知识体系的安排，结合课程教学目标，统筹设置训练项目，使训练项目之间保持层层递进的内在联系。训练项目层层递进是指根据知识的递进关系，将由简单到复杂的几类典型零件作为训练项目的载体，使训练项目的内容呈现出由浅入深的特点。在每一个训练项目中，都要设计若干个学习单元，每个学习单元都有明确的支撑知识体系、能力训练目标、阶段性学习成果等，从而确保实现预期的项目训练效果。以轴类零件加工为例，可设计成三个学习单元，即轴类零件车削加工、轴类零件磨削加工、轴类零件键槽铣削加工。在轴类零件车削加工学习单元中，让学生设计圆柱表面车削加工方案，正确选用车床、车刀及车床夹具；在轴类零件磨削加工学习单元中，让学生了解磨床、砂轮，掌握轴类零件磨削加工工艺；在轴类零件键槽铣削加工学习单元，让学生掌握工件装夹、铣刀及铣削用量。在学生掌握轴类零件加工的相关知识基础上，布置学生编制轴类零件的加工工艺规程，设计某一工序的夹具。
（三）训练项目的有效实施
以车削加工项目为例，教师向各小组下发项目任务，根据项目中涉及的知识要点和技能要求，让学生在掌握车削运动、刀具角度以及影响车削质量的相关理论知识基础上，讨论选择不同种类的刀具，加工出完整的简单轴类零件。在训练项目实施过程中，让每一个小组选出一名责任心强、操作能力好的同学作为小组组长，主要负责协调组织本组成员操作，共同完成训练项目。若在项目实施过程中遇到问题，小组成员要先进行集体讨论，研究解决问题的方案，当实在无法解决时再向教师请教，教师只能提供解决问题的参考建议，最终还是要由小组自己确定解决方案。教师在项目实施中扮演组织者、引导者的角色，做好学生学习过程的检查、指导、记录工作，如果学生出现忽视安全事项、操作不规范等问题，教师要及时指出学生的错误，并提出具体要求。更为重要的是，教师要在项目实施过程中重视学生解决问题能力、团结合作能力、社会交往能力的培养，促进学生按时、保质、保量地完成项目任务，实现训练项目教学目标。
（四）项目教学评价设计
检查与评估是项目教学法实施的重要环节，在学生完成训练项目后，教师要针对学生的学习情况及时作出反馈和评价。教学评价要以项目过程评价为主，重点考核学生专业能力、工作方法能力、社会能力，做到评价内容多元化。教师可将教学评价分为以下两个部分：一部分是形成性评价，占总成绩的70%，不仅要评价学生个体，而且还要评价项目组其他成员，通过项目报告、成果展示、小组答辩等多种方式，对学生的综合能力做出全面评价。另一部分是终结性评价，占总成绩的30%。利用考试的方式，让学生完成对某个零件加工的技术分析，对学生掌握基础理论知识的情况以及总结的实践经验进行评价。
结论：
总而言之，在机械制造类专业零件加工教学中运用项目教学法，能够将理论与实践相结合，提高学生综合实践能力。训练项目的实施，不仅有利于调动起学生参与教学活动的积极性，培养学生团结合作的精神，更有利于提高学生自主学习、自主探究的能力，使学生掌握零件加工的基本技能，为学生毕业后快速适应岗位要求奠定良好基础。■
参考文献
[1]钟波.李小军.基于工作过程的以职业能力为导向的制造类专业课程体系建设研究与实践[J].岳阳职业技术学院学报.2010（7）.
[2]韦林.陈文勇.王大红.高职机械制造类专业生产性实训基地建设探讨[J].教育与职业.2012（10）.
[3]闫瑞涛.马光全.高职机械制造类专业课程体系的改革与实践[J].硅谷.2008（7）.