機械制造工藝學課程實踐教學體系及模式研究*

趙萍 李永奎 趙鳳芹 侯俊銘 邢作常

沈陽農業大學工程學院 沈陽 110161

作者：趙萍，副教授，博士，主要從事機械設計、制造方面的教學與研究。

新世紀是科學技術高速發展的時代，也是知識經濟時代[1]，社會對人才的需求逐漸從數量型向技能型轉變，越來越需要高素質的應用創新型人才，學生必須將掌握的課本知識轉化為實際的操作能力，而嫁接其中的橋梁就是實踐教學。同時實踐教學也是培養現代應用型、創新型人才素質的重要途徑之一。

機械制造工藝學是高等院校機械類專業的一門主干課程，是沈陽農業大學機械設計制造及其自動化專業、農業機械化專業以及農業工程專業的必修課，具有很強的實踐性和綜合性。本研究針對該課程實踐教學環節存在的問題，根據“寬基礎、強能力和高素質”的創新性人才培養目標，立足于農業學院工科專業實踐教學條件的實際情況，對機械制造工藝學課程實踐教學體系與模式進行探索性研究。

1 機械制造工藝學課程實踐教學現狀及存在問題

1.1 國內外機械制造工藝學課程實踐教學發展概況及現狀

國外高校都非常重視學生在實際生產企業的實習，一來實習時間比較長，有的院校可長達一年，企業也有義務接收學生實習。比如英國實行一、二、四年級在校學習，第三年到工廠企業實踐的“三明治”教學計劃，學生除了在學校上課學習外，還必須有15個月左右的時間到企業參加生產勞動。英國高等教育界人士認為“三明治”教學計劃由于強調了學生的生產實踐，因而可以使學生與企業界中不同層次的人接觸，使他們能在真實的工業環境中解決實際問題，并在這一實踐中培養社交宣傳、講演、調查、報告、論證、獲取信息、組織、設計、訂貨、制造、協調、質量控制、檢驗、調正、裝配等一系列創造性活動能力；其次，學生在實習期間有和實習相關的課題要完成。

總的來說，國外該課程實踐教學環節的共同特點是：1)院校與企業、科研單位均建立了教學—科研—生產相結合的聯合體，對提高學校教學、科研水平，培養學生實踐能力極為有利；2)高校從教學計劃中反映出生產實習教學時間長，均在1年以上，而且分布在各學年之中交替進行，符合認識——實踐——再認識的教學規律；3)國外實踐教學聘請企業、研究單位專家、工程技術人員做指導教師，與學校教師配合共同培養學生；4)企業有義務培養學生，學生到工廠企業實習一般不交任何費用，而且工廠和企業要向學生提供實習津貼或報酬。

相比之下，國內高校實踐教學環節就顯得比較薄弱，一方面實踐時間相對比較短，一般課程設計2周，機械制造工藝生產實習2周；另一方面，實習內容多以參觀、聽企業人員介紹為主，學生沒有動手的機會，課程設計題目固定而且相對比較少，導致部分學生抄襲。而且受條件、時間等限制，學生不能深入了解生產工藝過程、工藝裝備和管理等全部內容，也無法更好地深入理解學習過的專業理論知識。

1.2 機械制造工藝學課程實踐教學存在的問題

目前，國內許多高校對機械制造工藝學課程實踐教學改革進行了積極有益的探索和實踐，但總體來說都是在摸索階段，實施起來比較困難，主要存在下面一些問題。

1)企業不愿意接收高校學生實習，實習單位難以解決。國內很多企業都不愿意接收高校學生實習，一方面擔心出現安全等問題，另一方面生產任務比較緊，擔心影響正常生產。同時，企業也無法長時間接收大量學生進入企業。

2)課程設計時間在實習之前，沒有感性認知，完成效果一般。國內高校，包括沈陽農業大學，機械制造工藝課程設計在理論課程結束之后實習之前，學生只有理論教學知識，對機床、刀具、夾具及具體工藝過程沒有深入的認識和理解，開始時無從下手，往往是最后一周參考相關課程設計指導書突擊完成，造成理論教學與實踐教學的脫節，不能實現相輔相成，互相促進，不利于學生實踐能力及創新能力的培養。

3)缺乏系統的實踐教學指導教材和專門的指導教師。絕大多數高校該課程的實踐教學有課程設計和實習，課程設計指導書相對比較多，但實習指導書相對較少，主要是因為實習企業不能固定，從而導致實習具體內容不能固定，最終導致沒有高質量、系統的實習教材。再加上企業難以安排學生具體操作，造成參觀實習，甚至部分學生漫無目的地在車間游走，企業也不會培養專門的實習指導教師，造成實習質量沒有保證，實踐教學質量難以提高。

實踐教學是本科教學體系中的重要組成部分，貫穿于人才培養的全過程。機械制造工藝學課程作為機械類專業的主干課程，其實踐教學顯得尤為重要，而從沈陽農業大學該課程實踐教學環節來看，不同程度地存在一些問題，因此探索更為完善的實踐教學體系及模式顯得更為迫切。

2 機械制造工藝學實踐教學改革

針對機械制造工藝學課程實踐教學存在的問題，以及企業對機械制造類人才素質的要求，在現有實踐教學經驗及條件的基礎上，經校際考察及查閱文獻，進行相應改革。

2.1 優化實踐教學體系及模式

在以往教學及研究工作[2]的基礎上，通過文獻資料、專題調查以及試點情況的系統分析和綜合研究，以培養學生實踐能力、創新能力為目標，構建一套合理完善的產學研相結合的項目式實踐教學體系，即實踐教學與理論教學相協調，與科研課題相結合，與社會需要相適應。整體遵循認識—實踐—再實踐的方法來安排教學，具體分3個環節實施。

1)基于實踐的理論教學。教師根據課程內容的具體情況，在理論教學的過程中，緊密結合校內實習基地和教師相關科研項目，形成理論與實踐相結合的理論教學模式，壓縮理論教學學時，安排6學時具有綜合性、設計性和探索性的機床夾具觀摩與拆裝實驗，采用以學生為主的啟發式、交互式、討論式、問題式的教學方法，使學生主動參與實驗，加強對抽象理論的理解。

2)機械制造工藝實習教學。安排在理論授課結束后，要求學生了解機械加工的一般過程、生產特點、組織管理模式以及具體使用的工藝裝備，意在培養學生利用理論知識分析解決實際問題的能力；鍛煉學生在機械制造過程中發現問題及解決問題的能力；為學生在生產中收集課程設計、畢業設計及科學研究等有關技術資料和實際工作經驗提供機會。

3)課程設計教學，主要是以教師科研設備及機械產品典型零件作為對象，制定其工藝規程及具體工序的夾具設計。旨在進一步加深學生對機械制造工藝學理論知識的理解；培養學生綜合應用機械制造工藝學和其他多門課程的理論知識解決實際問題的能力；提高學生收集信息，對信息進行價值判斷、信息整理、信息加工的能力。

2.2 基于實踐教學新模式的實習條件建設與管理

沈陽農業大學參加機械制造工藝實習的學生每屆有3個專業180人左右，良好的實習條件是保證實習質量及效果的重要因素。為了適應新的人才培養模式需要，沈陽農業大學大力加強該課程的實習條件建設與管理。

1)加強校內外實習基地建設。校內實習基地的建設統一納入機械設計及理論學科建設規劃中，以避免重復建設，建設充分體現基礎性、多功能性和共享性，在保證高起點、高標準、高水平地培養創新人才和為科研項目服務等方面共享。主要是加強教師科研基地建設、農機修造廠建設并設立大學生工科創新基地，在原有基礎上購置各類普通機床8臺，數控車床和銑床各1臺，為課程實習提供一定條件。

由于校內實習基地存在空間小、設備少、缺乏實際生產任務等局限性，不能很好地滿足機械制造工藝實習的要求，所以，加強校外實習基地顯得更為重要。沈陽農業大學在如何實現學校與企業在校外實習基地培養高級應用人才的有效合作等方面開展了研究，并付諸實施，努力爭取更多的校外實習基地。具體措施：主動與企業溝通，尋找新的合作方式，本著互惠互利原則，改革與企業的合作機制。具體體現在抓住部分小型企業缺乏計算機輔助設計與制造方面的高級人才的特點，派年輕教師到企業為企業進行計算機輔助設計與制造培訓并解決實際問題，達成與企業的互惠互利。在原有三個校外實習基地的基礎上，又新開辟朝陽柴油機制造有限公司和盤錦農用機械制造有限公司兩個實習基地。

2)規范校內外實習基地運行管理體系及實習制度。建立穩定、長期合作并卓見成效的校內外實習基地，必須有完善的運行管理體系和實習制度。基于此，沈陽農業大學制定了包括《機械制造工藝實習基地建設管理規定》《機械制造工藝實習管理與考核辦法》《機械制造工藝實習學生實習手冊》《機械制造工藝實習指導教師工作手冊》《機械制造工藝實習大綱》以及《機械制造工藝實習考核方法》等文件，初步形成產學研相結合的項目式實習模式，使實踐教學有了明確的依據、保障和目標。

3)編制創新啟發式《機械制造工藝實習指導書》。考慮到企業生產的實際情況，可能會出現參觀實習的可能，緊密結合機床、刀具及加工工藝的有關知識，并結合校外實習基地的典型產品，編制詳細的實習指導書。由淺入深以問題的形式將有關知識點列出，引導學生帶著問題在工廠尋求答案，結合生產現場軸套類、盤蓋類、箱體類和叉架類典型零件加工工藝過程，注重實際加工工藝的現場解剖，引導學生分析加工工藝及工藝設備的重點、難點、關鍵點，取得應有的實習效果。

4)在實習中安排創新實踐活動。在校內實習基地實習時，改變以往教師命題，學生完全按圖紙加工的做法，而是讓學生根據功能獨立設計自己所喜歡的工件外形。這樣的改革激活了學生的創新思維，調動了學生的創造積極性，從而培養了學生的創新能力。而且既有理論上的要求，又有實踐操作的內容，較全面地檢驗學生理論知識和實踐技能的掌握程度，同時也培養了學生的動手能力，并掌握了獨立操作機床、刀具及量具的方法，使學生的工程技能和素質得到進一步提高。

在校外實習基地實習時，提前給學生安排創新性實踐任務。比如，針對現場正在加工的某零件編制工藝規程并設計某道工序的夾具，并和現場使用的夾具進行對比分析，說明自己設計的夾具存在的優缺點。這樣學生帶著問題去學習，既能充分發揮他們的主觀能動性，又能得到工人師傅的現場指點，使其理論應用于實踐的能力得到提升。

2.3 合理適時安排課程設計任務

近年來大多數高等學校都很重視實踐教學[3-6]，但怎樣合理安排實踐教學環節并有效實施，使學生真正得到鍛煉并提升實踐能力是關鍵。尤其是課程設計，以往存在過度參考相關文獻或抄襲的情況，達不到預期效果。經過幾年來的教學實踐并不斷總結，對課程設計采取了針對性措施來保證教學目標。

1)提前下達課程設計任務[2]。課程設計不僅需要機械制造工藝學的有關知識，也需要金屬切削原理、機床與刀具等方面的知識。為了達到理論教學與課程設計的相互促進，避免理論與實踐的脫節，在講解金屬切削機床與刀具時就下達了機械制造工藝學課程設計任務。這就等于在上課之前給學生提出要解決的問題，讓學生帶著問題去學習，從而有了學習的目標和動力，也就解決了為什么學的問題，激發了學生學習的主動性。由于是主動學習，學生就不會覺得枯燥無味，同時也能發現并提出問題，促進了理論教學。另外也節省了課程設計查閱資料的時間，從而有更多的時間完善自己的設計，提高課程設計的質量。

2)設計題目與教師科研項目相結合。隨著網絡技術的發展，傳統典型零件的機械制造工藝規程設計往往在網絡上可以找到，這就使一部分學習目標不太明確的學生投機取巧，不認真思考，從網絡上下載抄襲，達不到預期教學效果。基于此情況，并考慮培養學生理論應用于實踐的能力，明確理論與實踐的關系，部分設計題目利用教師科研設備里的典型零部件，其他設計題目由教師收集，避免與傳統設計題目的重復，并由以前的4人一組改為現在的2人一組，使每位學生都獨立完成設計任務，盡可能地避免抄襲現象。

2.4 加強實踐教學指導教師隊伍建設

經過近幾年的努力，形成一支校內外教師相結合的實習指導教師隊伍。采取的具體措施：1)在校外實習基地中，聘任一批技術及研發人員，深入學校，有目的地對校內實踐教學進行指導，與校內實踐教學教師共同完成專門的實踐技能訓練；2)創造一切條件，加強與合作企業的聯系，派中青年教師到校外實習基地鍛煉學習；3)繼續鼓勵實行老教師對青年教師的業務指導制度，從政策上鼓勵老教師的傳幫帶作用。

3 實踐教學改革成果與效果

針對實際情況及存在問題，沈陽農業大學機械制造工藝學課程組對該課程的實踐教學一直在進行改革探索，并經過具體實施，取得一定的成果：1)優化了實踐教學體系，形成產學研相結合的項目式實踐模式；2)改善了實踐教學條件，建立了相對穩定的校內外實習基地和實踐指導教師隊伍，尤其完善了校內外實習基地相關管理體系及實習制度的建設，促進了該課程實踐教學更加有組織、有計劃地開展，更有利于達到應有的目標；3)完善了課程設計題目，并與教師科研相結合，使其與實踐結合更密切，激發了學生學習的積極性；4)在實踐中靈活地安排創新活動，很好地培養了學生的創新能力和實踐能力。

通過改革，增強了學生主動參與科研和生產實踐的意識，更有利于培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力以及創新能力，并且能夠發揮學生的創新意識。從每年參加機械設計大賽的情況來看，經過該課程實踐教學的學生，其創造性和動手能力更強，設計的作品結構上更合理。從學生畢業設計的情況來看，經過機制工藝實踐的學生，所設計的機械結構更加符合實際，編制的工藝規程更加合理。從學生畢業就業的情況來看，凡是積極主動參與該課程實踐環節的學生，學到的生產實踐知識在洽談工作的過程中更能夠應用自如，用人單位更愿意接收。近兩年機械類專業的就業率有所提高，機制專業的就業率達到100%。從參加工作的學生的反饋信息來看，實踐環節中學到的知識在工作過程中應用得更多。

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