面向“卓越計劃”的“先進制造技術”教學改革探索

摘要：培養具有工程實踐能力和工程創新能力的高質量工程人才，是卓越工程培養計劃的目的所在，也是以工科為特色的專業進行課程改革的方向。“先進制造技術”課程作為機械工程專業卓越工程培養計劃中的專業課程，其改革十分必要，主要闡述了面向卓越工程師培養的先進制造技術課程教改思想以及改革實施的途徑，以期通過優化教學內容、改進教學方法、加強實踐環節和完善考核體系等方面提高先進制造技術的教學質量。

關鍵詞：先進制造技術；卓越工程師；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）21-0031-02

“先進制造技術”是機械設計制造其自動化專業的一門專業課，課程是在傳統制造技術的學習基礎上，介紹先進制造技術的各項關鍵技術的內涵、基本理論以及先進的制造管理理念。該課程旨在使學生總體上了解和掌握各類先進制造技術的新思想、新方法、新技術，從而拓寬學生的知識面，加強各學科相關知識的聯系和綜合應用，并能在今后的工作中盡快適應現代設計思想和制造方式，滿足現代制造企業在轉型發展中對高質量工程人才的需要，這也正是教育部啟動實施“卓越工程師教育培養計劃”的目的所在。那么，如何通過調整“先進制造技術”課程內容和教學方法，使之與機械專業卓越工程師培養要求相適應，將成為該課程的授課老師必須面對的課題。

一、課程改革的背景及必要性

“先進制造技術”課程教學改革是解決卓越工程師培養與日顯滯后的教學內容和教學方法之間沖突的必然選擇。

一方面，“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）培養目標是：面向工業界、面向世界、面向未來，培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為實現工業化和現代化奠定堅實的人力資源優勢，增強我國的核心競爭力和綜合國力。[1]作為我校卓越計劃試點專業-機械設計制造及其自動化專業將通過加強專業課程體系改革、構建校企聯動的實踐平臺等方式為培養機械工程領域具有優秀實踐能力、創新精神和國際視野的卓越人才提供支持，相關課程教學活動也應在此目標下進行改革和創新。

另一方面，隨著我國制造業的迅速發展，先進制造技術和現代管理方法在制造企業中的應用越來越多，日益顯示出該課程內容的重要性。但目前由于先進制造技術在生產實際中的應用還不十分普遍，學生的感性認識欠缺，導致教學效果不太理想，同時也面對課程內容多、學時少的矛盾，因此對先進制造技術課程教學內容和教學方法進行改革顯得十分必要。

二、面向卓越工程師培養的“先進制造技術”課程教學改革措施探索

相關學者認為未來的卓越工程師應具有如下品質特征：[1]很強的工程實踐能力、工程創新能力，良好的溝通能力和團隊協作能力、終身學習能力以及商務與管理技能等。如何培養上述品質，在“先進制造技術”課程教學當中，筆者進行了以下幾個方面的探索：

1.革新教學理念

在面向卓越工程師培養的“先進制造技術”課程教學改革中，首先要提升教學目標，要把原來單純以傳授知識點為主的教學模式轉變到以工程實踐能力和綜合性創新能力的培養為主的目標上來；其次，要摒棄傳統的灌輸式教學方式，樹立學生為主體，教師為引導的新教學觀，發揮學生的主觀能動性，推廣啟發式、討論式和研究式等教學方法，提高學生提出新問題、發現新知識及解決問題的能力，引導學生從繼承性學習走向探究發現性學習。[2]革新教學理念最關鍵的問題是如何將新的教學思想貫徹到整個教學活動當中。

2.優化教學內容

“先進制造技術”實際上是一門整合優化的課程，它包括了多門機械專業課程內容如激光加工技術、特種加工技術、虛擬制造和并行工程等，此外二級學院將根據專業課程體系改革需要，將先前開設的“網絡化制造”課程并入到先進制造技術教學內容當中，以進一步優化專業課程設置，為了不影響學生對“先進制造技術”課程基本知識和基本內容的掌握，將適時增加學時，如將目前的課堂教學30學時，實驗6學時，調整為課堂學時36學時，實驗學時9學時。此外，將適當縮減成形工藝技術內容，而適當增加物流裝備現代設計方法等學時，以突出專業特色并使課程內容基本滿足現代制造業發展的要求。

另一方面，先進制造技術一個相對的、動態的概念，它需要不斷吸收其它學科的新技術以確保其先進性，其教學內容與重點會隨著相關支撐技術的進步而發展。[3]如在教學中補充3D打印制造技術、面向可持續發展的再制造技術等內容，以適應時代發展的需要。

3.改進授課方法

授課方法的變革主要圍繞提高學生學習興趣以及提升學生工程素質和創新能力的目標展開：

首先，課堂授課環節當中，開展探究型、啟發式教學，如采用案例分析法，可以引入工業生產中的典型案例或科技新產品或科幻電影片段，讓學生思考背后的先進制造技術的前沿應用與發展趨勢，在此基礎上對相關制造技術的基本原理、特征及應用進行詳細講解。例如，通過介紹iphone手機全球之旅，讓學生了解全球化制造的特點，并通過比較分析我國制造業大而不強的現實，增強學生刻苦學習的動力。

其次，摒棄以傳播知識為主的灌輸填鴨式教學法，營造學生參與其中的自主式學習課堂。如開展課堂專題討論，設置不同的討論題目，讓學生根據興趣自行選擇，2～3人分成不同組，每次上課安排一組作15分鐘的報告，并回答老師和其他同學的提問。借助于此環節，促使學生自主參與學習的過程，同時可以培養文獻搜集與整理能力、團隊協作能力和語言表達能力等。

最后，師生互動，教學相長。講課過程中，結合所講內容，將自己已經做過或正在從事的科研成果介紹給學生，既可以幫助學生了解先進制造技術學科前沿，也打破了本科學生對科研活動的神秘感，幫助他們樹立對科研活動的正確認識，提高他們對科研創新的興趣。

4.重視實踐教學

實踐教學是鞏固理論知識和加深對理論認識的有效途徑，是培養具有創新意識的高素質工程技術人員的重要環節，主要采取的措施包括：第一，充分利用學校實驗室、校企實驗基地開展現場教學，加深學生對先進制造技術的感性認識，深刻理解先進制造技術對現代制造企業轉型發展的意義。例如參觀某汽車制造企業現場，可以直接了解自動焊接機器人、自動化裝配生產線的應用等；第二，開設CAD/CAM/CAE上機實驗課，使學生能夠運用相應的軟件解決工程中的實際問題，如三維造型、仿真加工或有限元分析，提高學生分析問題和解決問題的工程實踐能力；第三，鼓勵學生積極參與科技創新活動，并在今后的畢業設計當中積極運用所學知識，包括現代設計方法或現代加工仿真方法開展畢業設計。

5.完善考核評價體系

考慮到學生會在評價體系引導下尋求“佳績”，要培養面向未來的合格的卓越工程師，必須超越目前以掌握“知識點”為本的評價體系，形成以素質提升為本、適應新時期制造企業需求的評價體系并使之滲入到整個培養過程。[4]為此，本課程將改革以“期末一張卷”的傳統考試方式，注重以工程實踐能力培養為核心的全面素質考核，具體來說，改革后本課程考核評價體系分為三個部分：一是專題報告，包括課堂報告效果及課堂討論的主動參與程度，形成平時成績；二是實踐環節，包括現場參觀報告與上機操作練習作業；三是期末考試，采用開卷考試形式。

三、結束語

“先進制造技術”課程改革以實施卓越工程師計劃培養為契機，立足本課程的特點，結合制造企業及社會對高質量工程人才的需求，并以工程素質的培養為主線，以培養學生的工程實踐能力、工程創新能力和自主學習能力為最終目的，對相應的教學內容、教學模式進行有針對性的改進，以適應機械工程專業“卓越工程師培養計劃”的要求。

參考文獻：

[1]李旭，沈嵐，姚春龍，等.以“卓越工程師計劃”為契機探索工程人才培養模式改革[J].計算機工程與科學，2011，33（A1）：109-111.

[2]林健.“卓越工程師教育培養計劃”專業培養方案研究[J].清華大學教育研究，2011，32（2）：47-55.

[3]黃中華，謝雅.先進制造技術課程教學改革[J].湖南工程學院學報（社會科學版），2011，21（4）：112-115.

[4]龔克.關于“卓越工程師”培養的思考與探索[J].中國大學教學，

2010，（8）：4-5.

（責任編輯：王意琴）