應用型本科“機械制造技術基礎”課程的教學改革與實踐

李菊麗 郭華鋒 武峰

摘要：“機械制造技術基礎”課程是機械類各專業一門重要的專業基礎課程。根據機械類專業應用型人才的培養目標要求，在理論教學與生產實際相結合、課程知識與實踐創新相融合、教學改革與資源建設相結合等方面進行了研究與實踐探索，取得了顯著的成效。

關鍵詞：應用型人才；機械制造；教學改革；實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）30-0115-02

應用型本科教育是以培養知識、能力和素質全面協調發展，具有較強的實踐能力和創新精神，面向生產、建設、管理等一線的高級應用型人才為目標定位的高等教育[1]。發展應用型本科教育，既是我國經濟社會發展的要求，也對高等教育大眾化進程起到了積極的促進作用。我校依據應用型的辦學定位和區域經濟的發展需求，以“大應用觀、大工程觀”為引領確立了應用型專業人才培養目標，構建了新的人才培養方案。《機械制造技術基礎》課程是機械類各專業一門重要的專業基礎課程，課題組根據學校教學改革精神及機械類專業應用型人才的培養目標要求，對課程在理論教學與生產實際相結合、課程知識與實踐創新相融合、教學改革與資源建設相結合等方面進行了研究與實踐探索，取得了顯著的效果。

一、將理論教學與生產實際相結合

應用型本科教育的課程體系具有其特點，它不是建立在學科體系上而是以技術體系為依據的課程內容體系[2]。在“厚基礎、重實踐、能創新、高素質”目標指導下，強調理論的應用性與技術的先進性。該課程的教學內容與制造企業的生產實際密切相關，它主要介紹機械產品的生產過程及生產活動的組織、機械加工方法、機械加工過程及其系統。為了滿足機械類應用型人才的培養目標要求，教學內容體系以實際工程為背景，以機械制造工藝過程為主線，從機床、刀具到夾具設計、工藝制訂、加工裝配，均要符合企業技術體系和實際流程。教學內容強調基本理論、基礎知識與工程應用的有機結合，根據徐州的地緣優勢，引入了工程機械零件如油缸、殼體等零件的加工工藝，并注重經典知識與新技術相結合，保證了教學內容的先進性。

面向應用型工程人才的培養，專業理論以“夠用”為度，強化案例教學，突出實用性。對課堂活動應精心設計和組織，課程各章節以案例導入、問題導向，充分激發學生的學習興趣。講授中采用置疑討論、交流互動等啟發式教學方法，引導學生積極思考、分析討論，避免單純“灌輸型”傳授知識。對于重點難點內容，精講多練，有助于課堂教學質量的提高。對于卓越班采用小班授課，更易于師生交流互動、翻轉課堂，強化了對學生分析解決問題能力的培養。

教學中靈活運用多媒體課件、實物教具等輔助教學手段，可顯著提高課堂教學效果。對多媒體課件要精心設計，合理選用動態仿真、現場視頻、3D模型等，創設教學情境，豐富信息量，使學生學習的積極性更高。如講解機床結構和傳動系統時，若采用機床剖切圖或錄像進行教學的話，學生難以看清楚機床內部結構，教學效果不理想。為此課題組基于Pro/E軟件建立了CA6140機床的3D模型并進行了運動仿真，課堂教學中可演示機床每個部件的構成、空間位置關系、傳動系統特點等，非常直觀形象，使學生能深入理解并掌握知識要點，增強了課程學習的趣味性。充分利用多種教具和現場教學，形象直觀，可促使理論與實踐有機結合。如講解車刀和鉆、擴、攻絲、磨削等加工工藝時，教師將車刀及模型、小型手工電鉆、拋光機、磨平機等帶進課堂，對照實物講解刀具幾何角度、現場在鋁板上進行鉆孔、攻絲、對板件進行磨邊、拋光等[3]，并在課間和課后現場指導學生進行試加工，增強學生對機加工工藝的感性認識。

課后除布置思考題和作業，安排習題課及作業講評，鞏固課堂所學知識外，充分運用網絡課程教學平臺開辟第二課堂，實現師生網上交流與互動，引導學生挖掘和利用網絡中與教學內容相關的信息資源，在牢固掌握課程知識的基礎上，培養學生信息收集、辨別及合理利用的意識，不斷提升學生的綜合能力。課程設計以選擇企業案例中的典型零件為對象，增強了課程設計的真實性[4]。設計任務包括繪制零件圖、毛坯圖，編制零件機械加工工藝卡、工序卡，繪制夾具裝配圖和撰寫設計說明書等，進行綜合訓練。設計手段由二維設計逐漸向三維設計、裝配過渡，以培養學生創新設計和工程實踐能力。為保證課程設計質量，指導教師組成答辯小組，對每個學生進行答辯，從圖紙、說明書、對知識的掌握程度等方面嚴格把關。生產實習環節集中在中國一拖集團有限公司等企業進行，學校與企業結合共同培養機械類應用型人才。為保證實習效果，實施“企業導師講解+校內導師講解+分組討論+教師總結+撰寫實習報告”的實習模式。企業導師講解之后，校內導師必須將重點問題逐個講解，各分廠實習結束后在非生產區分組討論，補充完善實習日記及實習報告。

二、將課程知識與實踐創新相融合

對機械類應用型人才不僅要強化工程實踐能力的培養，更要注重對學生科技創新意識的培養[5]。課題組教師積極指導學生參與科研課題、課外科技活動等創新活動，組織學生參加國家、省市等各大賽事，以培養和提高學生的實踐創新能力。對于本課程教學中的難點和學生不易理解的知識點，如刀具的幾何角度部分，教師將其問題提煉出來以項目的形式帶領學生進行研究，設計了基于單片機集語音、動作、視頻為一體的多功能動態刀具幾何角度演示裝置，獲得了全國大學生機械創新設計大賽二等獎，獲江蘇省大學生機械創新設計大賽一等獎，并授權發明專利。這既解決了教學難題，又鍛煉了學生的創新設計能力。針對課程中刀具切削溫度的知識點，教師指導學生開發了基于紅外測溫技術的刀具溫度測量裝置等，既鍛煉了學生的創新能力，也具有很好的應用效果。課題組教師鼓勵學生積極申報各類大學生實踐創新訓練計劃項目，指導學生將課程和生活中的有關技術問題進行提煉，并通過創新項目加以解決。指導學生進行科技論文寫作和專利申報，培養其科學素養。實踐表明，對學生科學素質的培養，能有效地促進學生創新能力的提升。兩年來，充分利用我校的國家級工程實踐教育中心的優勢條件，指導學生完成了國家級、省級實踐創新訓練項目3項，指導學生發表學術論文2篇，獲批發明專利和實用新型專利3項。指導學生獲得第四屆、第五屆“浩辰杯”華東區大學生CAD應用技能競賽中獲一等獎2項、二等獎6項。指導學生獲省級優秀畢業設計三等獎1項、校級優秀畢業設計獎2項。

三、將教學改革與資源建設相結合

圍繞機械類應用型人才的教學目標要求深入開展課程教學改革，促進了課程資源的建設。課題組根據機械類應用型人才的培養目標要求，結合工程實際合理安排課程內容體系，強化案例教學，主編出版了機械類創新應用型人才培養規劃教材《機械制造技術基礎》，已在省內外多所院校中推廣使用，受到了大家的好評。應用型人才的培養更加注重學生工程實踐能力的提高。我校不但增加了實踐類課程的學分比重，也調整了實踐教學內容，以更多的綜合實驗取代傳統的驗證性實驗，以更多的生產一線實景教學取代傳統的實驗室模擬教學。教師積極主持、參與實踐實驗教學設計，指導學生參與實驗室建設等實踐活動，收到了顯著成效。如指導“夾具拆裝與調整”實驗時，選拔一些學生參加機床夾具的設計制作項目，充實實驗室資源建設。學生利用課外時間完成夾具設計、工藝制訂、加工裝配等，制作完成機床夾具實驗裝置2套。在整個項目過程中將設計（3D建模、裝配、仿真，標準查詢，標準件選型，材料選擇）、繪制工程圖、工藝制訂、機械加工（車削、銑削、鉆孔、攻絲等）、電火花線切割加工、裝配（含配作加工）全部貫穿起來，有利于本專業知識的融會貫通，使學生實際工程能力得到明顯提升。

改革課程教學，強化工程應用。課題組老師指導學生實踐訓練與科技創新設計的刀具角度演示裝置、紅外測溫裝置、機床夾具、網絡資源等，既鍛煉了學生，又豐富了課程教學資源。通過課內與課外、理論與實踐、創新訓練多途徑，開發利用各種教學資源，穩步提升了辦學條件和育人水平。

課題組緊密結合機械類應用型人才的培養目標要求，大力開展課程綜合改革研究與實踐探索，對于人才培養質量的提升效果顯著。本課程在教學改革中所積累的一些經驗，對于同類院校相關專業的課程教學改革提供有益的借鑒。教育教學改革是一項長期艱巨的任務，我們將繼續以社會需求為導向、以改革創新為動力，不斷加強專業與課程內涵建設，進一步提高教育教學水平和應用型人才培養質量。

參考文獻：

[1]史秋衡，王愛萍.應用型本科教育的基本特征[J].教育發展研究，2008，（21）：34-37.

[2]吳中江，黃成亮.應用型人才內涵及應用型本科人才培養[J].高等工程教育研究，2014，（2）：66-70.

[3]郭華鋒，李菊麗.基于卓越計劃的“機械制造技術基礎”課程教學改革研究與實踐[J].教育教學論壇，2014，（49）：177-178.

[4]許蓬子，鄒青，呼詠，等.以培養卓越工程師為目標的機械制造技術基礎課程教學研究[J].高等教育研究，2015，32（2）：59-61.

[5]王紅軍，張懷存，鐘建琳，等.基于工程能力的“機械制造技術基礎”課程建設[J].中國電力教育，2013，（1）：87-89.