機械設計制造及其自動化專業分方向教學模式的改革與探索

董曉威+劉天祥+金中波

摘 要：文章以黑龍江八一農墾大學為例，從其“機械設計制造及其自動化專業”原有教學模式的不足出發，提出了分方向教學模式的改革思路，并分析了分方向教學模式的實施成效。

關鍵詞：機械設計制造及其自動化；分方向；教學模式

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2017）03-0009-02

機械制造業是國民經濟的基礎，被譽為“國民經濟的裝備部”，在我國現代化建設的進程中起著主導和決定性的作用。尤其是進入21世紀之后，“中國制造”已經成為全球品牌，中國儼然成為全球的制造業和加工工業的中心，這對機械的需求都有較大幅度的提升，機械設計制造及其自動化專業人才的需求勢必大大增加。既掌握傳統機械設計制造理論，又懂得先進制造技術的高層次的技術人才將成為各企業競相爭奪的對象。因而，幾乎所有的工科院校都設有機械設計制造及其自動化專業，結合黑龍江八一農墾大學“十二五”發展綱要及機械設計制造及其自動化專業的“十二五”發展規劃，突出專業特色，重點進行專業分方向教學，強化黑龍江八一農墾大學機械設計制造及其自動化專業“先進制造技術方向”的教學和課程建設[1]。

一、原有教學模式分析

黑龍江八一農墾大學機械設計制造及其自動化專業原名為機械設計與制造專業，成立于1987年，是黑龍江八一農墾大學開設得比較早的專業，并于2003年獲得了碩士學位授予權。專業經過近30年的發展與建設，為我國的機械設計與制造行業培養了大批的本、專科畢業生及碩士研究生。然而，近些年，隨著招生數量增加和就業形勢的日益嚴峻，專業的發展與建設面臨比較大的壓力，盡管經過本科教學評估引進了相當數量的“教學型”人才，基本保證了正常教學秩序，但并沒有從根本上解決問題，許多難題依然困擾著專業的發展和進步，這些問題集中體現在以下幾個方面。

（一）特色建設——方向不明確

沒有明確專業發展方向來指導專業的建設，致使大家盲目前行，只能為教學而教學，沒有真正的培養研究方向和研究團隊建設。

（二）人才引進——領軍人才匱乏

雖然引進一些碩士和博士，在入職后了解和掌握了本專業知識，但主要是完成一些正常的教學任務，在科研方面并沒有能夠撐起一個方向的突出人才，致使本專業教學及科研水平想要突進不易，這是導致本專業發展基本不前的主要原因。

（三）教學團隊建設——重視不夠

專業內具有高水平科研和教學能力的教師較少，學術研究領域比較窄，梯隊建設不完善，所以導致科研立項非常薄弱，影響專業教師業務能力的進一步提升。

鑒于上述情況，改革迫在眉睫。因此，我們首先確定了分方向教學模式的思路：重點從專業分方向教學設置、教學計劃制定、課程體系安排以及教學內容、教學方法和手段的改革，緊緊依靠實踐環節的支撐，強化專業“先進制造技術方向”的教學和課程建設，突出機械設計制造及其自動化專業立足黑龍江墾區，依托大慶，服務龍江，面向全國的辦學特色，以大農業機械化研究為平臺，結合當前機械制造業發展需要及專業致力于培養應用型人才的發展思維，努力在先進制造技術方向為機械制造行業培養優秀的技術人才[2]。

二、分方向教學模式的改革與探索

通過前期對制造業人才需求的調研分析，提出專業核心不變，側重專業分方向教學、重點強化專業理論和加強實踐動手能力。因此，在現有的條件下，結合當前制造業的發展水平及對人才的需求，將延續傳統機械設計制造的理論基礎，提倡引入前沿知識技術來完善本專業的核心建設，對專業進行教學改革及加強專業課程建設[3]。

（一）明確專業定位

專業建設依托改造龍江老工業基地以及黑龍江墾區大農業、大農機發展構想，定位于當前機械設計及制造業的先進制造技術研究方向，面向大農業、大農機應用領域，注重全面素質教育，在保證理論教學的基礎上，重視實踐能力與創業能力的培養，實現理論知識、實踐技能、個人能力的協調發展，注重提高學生的就業能力、應用能力、創新與創業能力和終身學習能力，培養現代設計制造工程技術及裝備領域的高級應用技術人才，同時兼顧學科建設及發展，進一步培養應用研究型人才為目標。

（二）厘清培養目標

機械設計制造及其自動化專業“先進制造技術方向”旨在培養適應21世紀社會主義現代化需要的、德智體全面發展的、高素質的工程技術人才，掌握機械設計、制造及先進制造技術方面的基礎理論知識和基本技能，具備機械零部件設計、制造工藝研究、工裝設備設計，尤其是數控設備的操控、編程、故障診斷維修及生產組織管理能力，并能在機械設計制造及自動化相關領域，從事機械設計、制造、研發及營銷等工作的高級工程技術人才。

（三）拓寬就業方向

經過四年的學習與培養，畢業生應具有扎實的自然科學基礎、較好的人文和社會科學基礎以及較好的語言和文字表達能力，能夠系統地掌握本專業領域的技術知識，主要包括理論力學、機械原理及零件設計、電工與電子技術、機械工程材料、數控原理與系統、測試與控制技術、機床數控技術、先進制造技術、工業企業管理等基礎知識，還應具有本專業必備的制圖、數控編程、操作、機床故障診斷與維修等基本技能。此外，畢業生應該具有初步的科學研究、創新意識及組織管理能力。在此基礎上，學生畢業后，可在航空航天、機床、汽車制造等諸多領域中從事機械設計與制造、數控編程與操作、數控機床故障診斷與維修、機電液一體化設計、設備維護與管理、科技開發與應用研究、運用管理與經營銷售等工作。

（四）修訂培養方案

教學計劃是對人才培養目標、培養要求及特色和課程設置等方面的總體設計， 以此來進行教學活動的組織和教學內容的安排。因此，在制訂教學計劃過程中， 轉變了教育思想和觀念， 注重加強學生綜合素質和能力培養，強調學生的個性發展，確立了“厚基礎、寬口徑、重素質” 的人才培養模式，在制訂教學計劃時重點突出“兩段式”培養模式，即將整個過程分為兩個階段：“基礎平臺段”和“專業方向段”。“基礎平臺段”主要解決“厚基礎、寬口徑”的問題；“專業方向段”則針對的是“重素質”問題。力爭培養出基礎知識扎實、實踐動手能力強、適應性強、創新能力強、整體素質高， 具備一定創業能力的現代設計制造工程技術及裝備領域的高級工程技術人才[4]。

（五）重構課程體系

根據教學計劃中重點突出的“兩段式”培養模式，即“基礎平臺段”主要解決“厚基礎、寬口徑”的問題，教學所占的學期為前4或5學期；“專業方向段”針對的則是“重素質”問題，教學所占的學期為其他學期，經過系統的分析和研究， 建立了合理的課程體系。“基礎平臺段”中包括通識課（必修課和選修課）和基礎課平臺，占總學分的42.5%。“專業方向段”主要包括專業基礎課平臺、專業課模塊（必修課和選修課）和實踐教學模塊等幾部分，占總學分的57.5%。

“基礎平臺段”中的通識課主要是培養和提高學生的政治修養、思想品德修養、人文素質和法制觀念， 增強學生的愛國熱情、事業心和責任感等，占總學分的28.4%；基礎課平臺包括高等數學、線性代數、概率論與數理統計、大學物理及大學物理實驗，占總學分的14.1%。

“專業方向段”中專業基礎課平臺包括“畫法幾何”、“機械工程材料”、“電工電子學”、“機械制圖”、“理論力學”、“材料力學”、“互換性與測量技術”、“機械制造基礎”、“機械原理”、“機械設計”、“液壓與氣動”等課程，占總學分的21.9%。專業課模塊包括必修課和選修課兩大模塊，其中必修課包括“金屬切削原理及刀具”、“工程測試技術”、“機械制造工藝學”、“單片機與接口技術”、“機械工程控制基礎”、“機床數控技術”等課程，占總學分的9.7%；選修課包括“可編程序控制器（PLC）”、“數控原理與系統”、“數控加工技術實踐及仿真”、“數控機床故障診斷”、“伺服系統”、“機床電器控制”、“先進制造技術”、“機械 CAD/CAM”和“工業企業管理”等課程，占總學分的5.3%。實踐教學模塊包括入學教育、軍訓及軍事理論、金工實習、機械原理課程設計、機械設計課程設計、金屬切削刀具課程設計、機械制造工藝課程設計、數控加工工藝課程設計、數控編程與操作實訓、工藝實習、畢業設計等教學環節，周數43周，學分為33分，占總學分的20.6%。

三、實施成效

黑龍江八一農墾大學機械設計制造及其自動化專業是從2009年開始嘗試分方向教學，經過6年多的不斷探索與實踐，改革初步取得成效，學生的綜合成績都較以往有較大提高，實際動手能力、創新能力都得到了提升。但是，在改革實施過程中也遇到了一些問題，例如改革思路不夠大膽，局限于現有教學的“小打小鬧”；師資力量有待提高；部分課程需要進一步優化，還存在因人設課的現象；實踐環節需要繼續加強；教學組織管理有些混亂；學生學習主觀能動性需要提高；等等。這些問題的存在都限制了分方向教學模式的改革與實施，亟須解決[5]。

綜上所述，黑龍江八一農墾大學在機械設計制造及其自動化專業實行分方向教學，取得了一定的成效，同時也遇到了一些問題，這說明了教學改革的進行絕不是一項短期可以完成的任務，而是教學戰線上的一項長期任務，任重而道遠，只有充分認識到這一點，堅持不懈地開展分方向教學模式，才能夠提升教學質量，優化學科教學內容及課程體系結構，深化人才培養模式，提高學生素質，拓寬學生就業方向，培養出機械制造行業優秀的技術人才。

參考文獻：

[1]董曉威，金中波，劉天祥.機床數控技術課程教學改革的 研究與探索[J].黑龍江教育：高教研究與評估，2012，（4）.

[2]蔣強，米林，馮文杰等.地方高等院校機械設計制造及其 自動化專業建設探討[J].教育教學論壇，2011，（18）.

[3]金中波，董曉威，李慶達等.農業院校機械設計專業專業 英語課程的教學改革研究[J].中國電力教育，2014，（8）.

[4]馬希青，李秋生，柴保明.機械設計制造及其自動化專業 人才培養模式的創新實踐[J].河北工程大學學報：社會 科學版，2015，（2）.

[5]單東日，靳奉祥，宋現春等.機械學科碩士研究生課程設 置存在問題及對策[J].山東輕工業學院學報：自然科學 版，2009，（4）.