應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的先進(jìn)制造技術(shù)教學(xué)改革

張敬芝　付玲

[摘 要]基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的先進(jìn)制造技術(shù)課程建設(shè)是一個長期的過程，需要不斷優(yōu)化課程內(nèi)容，在教學(xué)模式和教學(xué)方法上要持續(xù)探索和改進(jìn)，這樣才能提高教學(xué)效果。針對應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的要求，探討先進(jìn)制造技術(shù)課程教學(xué)改革與實(shí)踐，提出教學(xué)方法和手段的改革思路，分析師資隊(duì)伍建設(shè)，以期提高教學(xué)效果和學(xué)生工程素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]先進(jìn)制造技術(shù)；應(yīng)用型；人才培養(yǎng)；教學(xué)改革；實(shí)踐

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）02-0134-02

隨著計(jì)算機(jī)、微電子、信息和自動化技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)正逐漸向先進(jìn)制造技術(shù)方向轉(zhuǎn)變。[1]這對我們機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)提出了更高的要求。在全國教育改革的大背景下，我們學(xué)校的定位是應(yīng)用型本科院校。基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式需要，探討符合我校特色的先進(jìn)制造技術(shù)教學(xué)模式刻不容緩。因此，我們對機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化專業(yè)先進(jìn)制造技術(shù)課程進(jìn)行了初步改革探索。

一、教學(xué)內(nèi)容整合及優(yōu)化

我們的人才培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)能在現(xiàn)代制造企業(yè)生產(chǎn)第一線從事產(chǎn)品制造、技術(shù)應(yīng)用、技術(shù)革新、生產(chǎn)管理等技術(shù)工作，適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，富有社會責(zé)任感和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的復(fù)合型應(yīng)用型人才。我們的教學(xué)要服從于人才培養(yǎng)目標(biāo)，所以我們對課程內(nèi)容進(jìn)行了整合優(yōu)化，以便更有利于提高學(xué)生工程素養(yǎng)，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才，服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展。

先進(jìn)制造技術(shù)課程內(nèi)容覆蓋面廣，先進(jìn)制造理念深奧，作為一門專業(yè)選修課程其教學(xué)課時(shí)較少，難以全面講述先進(jìn)制造技術(shù)的全部相關(guān)內(nèi)容。[2][3]由于缺乏適合我們校情的應(yīng)用型本科院校的教材，我們結(jié)合本校辦學(xué)模式和本專業(yè)學(xué)生深造、就業(yè)情況，對課程內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化整合，重點(diǎn)講述現(xiàn)代制造工藝技術(shù)和自動化加工技術(shù)兩大類，縮講現(xiàn)代設(shè)計(jì)和先進(jìn)制造生產(chǎn)管理模式。現(xiàn)代制造工藝包括特種加工、快速成型技術(shù)、精密與超精密加工技術(shù)、超高速加工技術(shù)、微納技術(shù)；自動化加工技術(shù)包括計(jì)算機(jī)輔助制造、數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、柔性制造技術(shù)。其中數(shù)控技術(shù)前期專門開設(shè)課程講述，這里就不再講述。另外，先進(jìn)制造技術(shù)課程是一門動態(tài)課程，其教學(xué)內(nèi)容與重點(diǎn)會隨著相關(guān)支撐技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展。[4]為保持教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性，教師應(yīng)密切關(guān)注先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，根據(jù)實(shí)際情況增加最新研究成果、應(yīng)用熱點(diǎn)，力求把最前沿的信息傳達(dá)給學(xué)生，彌補(bǔ)教材的滯后性。

二、改進(jìn)教學(xué)方法和手段

課程教學(xué)不是簡單的傳授知識點(diǎn)，而是要培養(yǎng)學(xué)生興趣，提升學(xué)生素質(zhì)和應(yīng)用能力。板書和多媒體教學(xué)不能完全滿足教學(xué)需要。為達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，調(diào)動學(xué)生積極性，在講授本門課程時(shí)應(yīng)融合多種教學(xué)方法手段。

（一）討論式教學(xué)

例如在講授快速成型技術(shù)時(shí)，預(yù)先布置下題目，讓學(xué)生分組準(zhǔn)備，在課下查閱資料，收集關(guān)于快速成型發(fā)展的最新信息，并做成PPT的形式。在課堂上讓學(xué)生做主，分組講授發(fā)言，自由討論補(bǔ)充，最后教師總結(jié)。這極大地發(fā)揮了學(xué)生的主動性，開闊了學(xué)生的視野，改變了過去那種被動的單向填鴨式的教學(xué)模式。

（二）充分利用多媒體和現(xiàn)代教育技術(shù)手段

由于先進(jìn)制造技術(shù)在生產(chǎn)中應(yīng)用得還不是那么普遍，許多新工藝新方法學(xué)生都沒有接觸過，也沒有條件都去實(shí)訓(xùn)。為了增加學(xué)生的感性認(rèn)識，我們制作了豐富的課件，收集了很多加工視頻影像資料。在教學(xué)過程中，我們適量插入視頻播放，深入淺出地講清了枯燥的原理。比如在學(xué)生喜愛的成龍電影《十二生肖》里有一段獸首從掃描到打印成型的過程，整個過程十分生動，學(xué)生對此興趣濃厚，視頻直觀地展示出了快速成型原理。

可以引導(dǎo)學(xué)生更好地瀏覽制造技術(shù)的網(wǎng)站、網(wǎng)絡(luò)課程等，網(wǎng)絡(luò)課程上有豐富的課件、視頻、習(xí)題、往屆學(xué)生的大作業(yè)等資源；也可以利用微信引導(dǎo)學(xué)生更多地去關(guān)注像先進(jìn)制造技術(shù)、材料+、軍工圈之類的微信公眾平臺，讓學(xué)生能第一時(shí)間了解先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用。

（三）現(xiàn)場教學(xué)

用課堂板書加課件的方式講授制造原理學(xué)生會覺得枯燥乏味，把課堂搬到制造現(xiàn)場，讓學(xué)生邊聽邊做，邊做邊學(xué)，這能大大提高教學(xué)效果。例如在講述柔性制造技術(shù)時(shí)，我們采用現(xiàn)場教學(xué)，將課堂搬到柔性制造實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生現(xiàn)場觀察柔性系統(tǒng)的各部分組成，通過介紹各部分特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)分析，讓學(xué)生了解現(xiàn)代機(jī)械的特點(diǎn)及發(fā)展趨向，從而掌握相關(guān)工作原理。通過演示，學(xué)生對于柔性系統(tǒng)工作過程有了初步認(rèn)識。這樣的現(xiàn)場教學(xué)改變了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)通過圖片灌輸式講原理的教學(xué)模式。

（四）實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)對培養(yǎng)應(yīng)用型人才起著不可或缺的作用。教師在課堂上灌輸?shù)南冗M(jìn)制造技術(shù)原理會讓學(xué)生感覺很高深、很遙遠(yuǎn)，而學(xué)生通過實(shí)訓(xùn)親自動手操作后，會感覺到原理很直觀，記憶深刻。為保證實(shí)訓(xùn)條件，近幾年學(xué)校花費(fèi)大量資金建立了柔性制造實(shí)驗(yàn)室、機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)室，工業(yè)現(xiàn)場過程控制實(shí)驗(yàn)室，并擁有按工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的智能加工車間，數(shù)控加工中心，擁有數(shù)字掃描3D打印、電火花切割等特種加工設(shè)備，為學(xué)生建設(shè)了實(shí)際的工程環(huán)境。我們充分利用校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地資源開設(shè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了一系列實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以提高學(xué)生工程能力和實(shí)踐應(yīng)用能力。

1.學(xué)生將典型零件通過三維實(shí)體造型零件，選擇性地用快速成型光固化法（SLA）和數(shù)控加工機(jī)床編程加工出來。這個過程能讓學(xué)生學(xué)會自己分析、解決問題，動手操作，體會增材制造和去除加工兩種成型方法。電火花線切割實(shí)驗(yàn)不僅能讓學(xué)生認(rèn)識設(shè)備結(jié)構(gòu)、加工原理、操作方法，更能讓學(xué)生通過實(shí)訓(xùn)體會在加工精度的控制上，出現(xiàn)誤差后怎樣進(jìn)行誤差分析及優(yōu)化工藝，而不是單純的根據(jù)設(shè)計(jì)圖形，加工出來就完了。通過實(shí)訓(xùn)操作來提高學(xué)生實(shí)際分析、解決問題的能力，培養(yǎng)他們的工程素養(yǎng)，以便更好地培養(yǎng)應(yīng)用型人才。

2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備情況，我們還設(shè)計(jì)了綜合實(shí)驗(yàn)，比如創(chuàng)新作品的設(shè)計(jì)與制作。學(xué)生分小組設(shè)計(jì)機(jī)械作品，選出優(yōu)秀方案，教師指導(dǎo)，學(xué)生動手加工出來產(chǎn)品。這個過程涉及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助工藝規(guī)程編制、數(shù)控程序編制加工仿真、實(shí)際數(shù)控加工、裝配性能檢測。這樣的綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生熟悉產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造過程，使得學(xué)生能夠面向制造過程，考慮實(shí)際工程問題。

3.我們注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力，通過開放實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)中心，鼓勵學(xué)生利用資源參加創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力較強(qiáng)的科技大賽。在2015年舉辦的第四屆山東省大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽中，我校獲得三等獎三項(xiàng)，并在全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽中多次獲獎。我們引導(dǎo)學(xué)生參與到教師的科研項(xiàng)目中來，讓畢業(yè)生具有項(xiàng)目開發(fā)背景。學(xué)生能運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)CAPP、仿真與虛擬設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)開展畢業(yè)設(shè)計(jì)，這個過程鍛煉了學(xué)生的實(shí)際動手能力。

4.組織學(xué)生到企業(yè)了解當(dāng)前先進(jìn)制造企業(yè)的現(xiàn)狀，要求他們寫出相關(guān)企業(yè)的重要產(chǎn)品特征。這能讓學(xué)生建立現(xiàn)代工業(yè)制造思維模式和先進(jìn)制造工程意識，熟悉不同企業(yè)的社會地位、歷史、產(chǎn)品分類，并且熟悉本專業(yè)在這些企業(yè)中的應(yīng)用，同時(shí)，這也能為他們畢業(yè)后應(yīng)聘做好準(zhǔn)備。組織部分學(xué)生到機(jī)床展覽會、工業(yè)博覽會參觀，近距離感觸當(dāng)前先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的最新成果、技術(shù)應(yīng)用情況、研究熱點(diǎn)，拓寬學(xué)生視野，并要求學(xué)生選取先進(jìn)制造技術(shù)的某一方面撰寫文獻(xiàn)綜述。

三、師資隊(duì)伍建設(shè)

為了保證教學(xué)效果，提升教學(xué)能力，必須配備理論知識豐富、實(shí)踐應(yīng)用能力強(qiáng)的“雙師型”師資隊(duì)伍。為適應(yīng)高校對應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求，加快“雙師型”師資隊(duì)伍建設(shè)，學(xué)校制定了《關(guān)于選派中青年教師到企業(yè)培訓(xùn)暫行辦法》，通過校企合作，建立了穩(wěn)定的培訓(xùn)基地。教師不定期地去生產(chǎn)企業(yè)培訓(xùn)，學(xué)習(xí)企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，能提升自身的專業(yè)實(shí)踐技能，促進(jìn)自身實(shí)踐教學(xué)水平的提高，保障應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。學(xué)校鼓勵教師積極參加各類專業(yè)職業(yè)證書的培訓(xùn)考試，制定了繼續(xù)教育暫行管理辦法；實(shí)施雙語教學(xué)培訓(xùn)，鼓勵教師申報(bào)科研項(xiàng)目，提高教師的研究能力，同時(shí)還從企業(yè)聘用實(shí)踐技能豐富的工程師參與實(shí)踐性強(qiáng)的課程教學(xué)。我們通過一系列措施加快了教師隊(duì)伍建設(shè)，建立了一支素質(zhì)優(yōu)良的師資隊(duì)伍。

上述各項(xiàng)措施雖然取得了一定的教學(xué)效果，但還有不足之處。目前，實(shí)驗(yàn)室時(shí)間和空間都足夠開放，但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開放還不夠；先進(jìn)制造設(shè)備相對較昂貴，成本投入較大，需要發(fā)展虛擬實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段。基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的先進(jìn)制造技術(shù)課程建設(shè)是一個長期的過程，需要不斷優(yōu)化課程內(nèi)容，在教學(xué)模式和教學(xué)方法上要持續(xù)探索和改進(jìn)，這樣才能提高教學(xué)效果，為培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才服務(wù)。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 陳明.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012：206.

[2] 葛英飛.面向應(yīng)用型本科的先進(jìn)制造技術(shù)課程建設(shè)與教學(xué)改革實(shí)踐與探討[J].科技信息，2008（26）：393-395.

[3] 劉璇，曹秋紅，宋守啟.融合海洋特色的先進(jìn)制造技術(shù)案例式教學(xué)改革實(shí)踐[J].黑龍江教育，2015（3）：1-2.

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[責(zé)任編輯：陳 明]