面向“卓越工程师教育培养计划”的《金属切削机床概论》教学改革探索

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1、面向“卓越工程师教育培养计划”的《金属切削机床概论》教学改革探索　　摘要：机械设计制造及其自动化专业是山东理工大学实施教育部首批“卓越工程师教育培养计划”的重点专业之一，《金属切削机床概论》是该专业的主干专业课程之一，主要培养学生认识机床、分析机床和选用机床的能力。机械设计制造及其自动化专业“卓越工程师教育培养计划”旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量机械工程技术人才。本文结合“卓越工程师教育培养计划”重在强化培养学生的工程实践能力和创新能力的特点和我校多年来《金属切削机床概论》的教学实践经验，

2、对我们在面向“卓越工程师教育培养计划”实施教学改革过程中进行的若干探索进行了总结。　　关键词：卓越工程师；金属切削机床概论；教学改革　　中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）07-0023-03　　一、“卓越工程师教育培养计划”概述　　教育部“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”），是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010―42020年）》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大

3、举措。该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。机械设计制造及其自动化专业是山东理工大学实施教育部首批“卓越工程师教育培养计划”的重点专业之一，《金属切削机床概论》是该专业的主干专业课程之一，主要培养学生认识机床、分析机床和选用机床的能力，这不仅对将要在机床行业工作的学生是必需的，而且对将要进入机械制造类企业、科研院所或与其相关的管理部门工作的学生，也是必需的基本知识和技能。因为国民经济各部门所需的各种机器、仪器和

4、工具以及国防装备，都要通过作为工作母机的机床的加工才能制造出来。机床概论知识是制造业的广大工程技术人员、科研人员和管理人员必备的基础知识[1]。　　《金属切削机床概论》既具有很强的理论性，又具有跟生产实践高度切近的特点，这就要求在教学工程中特别注重培养学生的工程能力、综合能力和创新能力。本文结合我校多年来《金属切削机床概论》的教学实践经验，对我们在面向“卓越工程师教育培养计划”实施教学改革过程中进行的若干探索进行了总结。　　二、在教学过程中加强对学生创新能力的培养　　创新能力是运用知识和理论，在科学、艺术、技术和各种

5、实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的能力。创新能力是民族进步的灵魂、经济竞争的核心；当今社会的竞争，与其说是人才的竞争，不如说是人的创造力的竞争。4　　《金属切削机床概论》是让学生在学习过若干专业基础课的基础上，掌握各种机床的工艺范围、传动原理和传动结构，并为学习《金属切削机床设计》和《机械制造工艺学》奠定基础。我们在教学过程中注重引导学生对现有的机床结构和教材内容进行反思、质疑和改进，培养学生的创新思维和创新能力。例如：　　[案例1]在CA6140A车床的进给传动

6、链中，当车削模数螺纹时，要通过选择交换齿轮用传动比■×■×■来近似代替■；当车削英制螺纹时，要通过选择交换齿轮用传动比■×■×■来代替■[1]。在教学的过程中，我们引导学生对上述近似处理进行了误差分析，发现在第一个近似处理中，？仔的近似值为3.1487531，在第二个近似处理中，英寸与毫米的换算系数25.4的近似值为25.4016。用上述交换齿轮加工长度较大的丝杠时，会产生较大的加工误差，难以满足加工要求[2]。并且交换齿轮中都有升速组，容易使齿轮传动噪声增大[3]。我们进一步要求学生对上述两组交换齿轮进行优化设计，

7、以提高近似精度。结果同学们通过文献检索及创新性探索研究，分别用单一加减法、小数值近似分数法、分离小数法、分数值相加法、辗转相除法、质因数化―约分法、质因数校正法、质因数校正乘合法、分数差值相除法、校正分数乘合法、共轭分数比重加合法、编程计算法、查表法等十几种不同的方法对交换齿轮齿数进行了优化计算。然后同学们对不同的优化结果进行了误差比较，发现用■×■×■来近似代替■，用■×■×■来代替■近似误差最小，并且交换齿轮中不包含升速组，可以降低齿轮传动噪声。通过该过程的训练，提高了学生的文献检索能力、自学能力和创新能力。　　

8、[案例2]CA6140A车床主运动传动链中的低速传动路线如图1所示：4　　在教学过程中，我们引导学生对如下问题进行思考：在该传动路线中，两组双联滑移齿轮中为什么有三对齿轮的齿数和为100，而另一对齿轮的齿数和为101？同学们经过创新性思考后明白了如下原理：CA6140A车床主运动传动链中的低速传动机构同时也是加工螺纹时的扩大螺纹导程机构，其传动