淺談優(yōu)化《先進制造技術》課程教學方法

王磊+魏敏+張巍+王賢斐

摘要：結(jié)合《先進制造技術》課程教學內(nèi)容和機械類專業(yè)的培養(yǎng)目標，剖析授課對象特點，提出自主式教學課堂和應用“案例+啟發(fā)式”相結(jié)合的教學方法，激發(fā)學生自主學習興趣，對提高教學質(zhì)量，提升學生的工程素養(yǎng)、工程實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識具有積極的推動作用。

關鍵詞：先進制造技術；自主式教學課堂；教學方法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）22-0175-02

我校2013版人才培養(yǎng)方案中，《先進制造技術》課程是針對機械類專業(yè)開設的專業(yè)必修選修課程，目的在于通過該課程的學習，使學生了解先進制造技術的基本內(nèi)容和國內(nèi)外先進制造水平；掌握先進制造技術中關鍵技術的新思想、新方法、新技術和其內(nèi)涵。培養(yǎng)和提升學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，工程素養(yǎng)能力和創(chuàng)新思維。

一、課程特點

1.教學內(nèi)容[1]和培養(yǎng)目標特點。《先進制造技術》主要介紹的是一種大制造概念，闡述了目前制造行業(yè)的發(fā)展新方向。課程涉及現(xiàn)代設計技術、先進制造工藝技術、制造自動化技術、現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術及其他先進制造技術。融合機械、材料、電子、信息、生物和管理等多學科，具有多學科的交叉性，更具有動態(tài)性和前沿性，其教學內(nèi)容龐雜，更新速度較快。在完成教學內(nèi)容的同時，以培養(yǎng)學生工程素養(yǎng)、工程實踐和綜合應用能力為目標，提升學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識。

2.授課對象的特點。我校2013級人才培養(yǎng)方案中，該課程主要針對我院機械設計制造及其自動化專業(yè)和工業(yè)工程專業(yè)開設，目的在于通過該課程的學習，使學生了解和掌握先進制造技術的關鍵技術。根據(jù)課程體系需求，該課程安排在整個課程體系最后，在大四第一個學期授課。此階段的學生忙于考研，公務員考試，各類招聘面試、考試等各項事務，對于專業(yè)選修課僅僅認為拿到學分即可，這有悖于開設該課程的初衷。因此，如何通過短短的32的課時學習，激發(fā)學生的學習興趣，主動學習該課程知識，并且達到預期教學目標，是任課教師應該重點思考的問題。

二、改進教學方式

教學方式的多樣性，是為了激發(fā)學生學習興趣，促進教學順利開展，提高教學效果，達到預期的教學目標。在課堂教學中以教師為主導，學生為主體，轉(zhuǎn)變學生角色，使學生由被動接收變主動自學，由被動學習變主動理解，積極參與到課堂教學中來。

1.建設自主式學習課堂[2]。針對該課程概念多，內(nèi)容前沿和更新速度快等特點，提出自主式課堂教學。課堂中，教師引導全體學生主動參與教學，充分調(diào)動學生學習興趣，使得學生參與教學，激發(fā)學生在學習的過程中主動獲取、主動發(fā)展的動力，改變被動地灌輸與接受。首先，教師應上好第一堂課。根據(jù)課程所涉及的內(nèi)容結(jié)合當前制造行業(yè)的熱點問題提煉出相關話題，例如納米加工、高速切削、高精密加工、工業(yè)機器人、3D打印等；其次，轉(zhuǎn)變學生角色，將學生按3—4人分組，小組學生應根據(jù)問題從具體應用入手結(jié)合知識點完成PPT、動畫的制作；再次，完成10—15分鐘的學生授課，并回答任課教師和其他學生提出的問題。最后，教師對該組學生的講課內(nèi)容進行講評，并完成該組學生授課內(nèi)容的知識拓展。在這個過程中，小組組長根據(jù)各成員優(yōu)勢進行任務協(xié)調(diào)，主動完成查閱資料，動畫制作、PPT制作和課堂講授。機制2013級學生授課過程中，講述的“3D打印先進制造技術在工業(yè)領域的應用”，學生針對該問題，以“3D打印一體成形自行車”為例，從設計、材料選取、工藝、制造、裝配和庫存的整個制造工藝過程。通過該環(huán)節(jié)，幫助學生更好地理解該課程中涉及到的各個學科的知識。學生通過查閱大量資料，完成該項工作，在這種自主學習的過程中，培養(yǎng)學生的自主學習能力和閱讀文獻、整理文獻的能力和語言表達能力，同時也培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神，為后續(xù)的畢業(yè)設計做好前期準備。

2.啟發(fā)式+案例式教學法[3]。針對機械設計制造專業(yè)學生在授課過程中重點講述：現(xiàn)代設計、工業(yè)技術、制造自動化技術，這些章節(jié)中概念多，學生容易感覺到枯燥，所以在授課過程融合了啟發(fā)式教學、案例式教學等多種教學手段。案例來自生產(chǎn)實例、第二課堂或先導課程《機制工藝學》的課程設計。教學過程中，教師應準備好案例和引導問題，從案例入手提出問題，經(jīng)學生討論，最終解決問題。教師做好引導，啟發(fā)學生思考，提高學生學習興趣，有效地提高教學效果。在講授先進制造工藝技術內(nèi)容時，以“全國大學生工程能力綜合競賽”中的閥芯和閥體設計制造及配合為例，從制造精度和配合精度等方面設計問題。對《機械制造基礎》中的材料加工方法，《機械制造工藝學》中尺寸測量方法、精度檢測和公差配合等進行回顧。通過此過程對課程體系進行串聯(lián)，培養(yǎng)并提升學生思考問題，分析問題，解決問題的能力。

三、現(xiàn)場教學，理論聯(lián)系實際

在制定2013級培養(yǎng)方案時，我院先進制造技術相關實驗室并未建設，該課程為32理論學時，并未設置實驗學時。但隨著學校“一省一校”項目順利推進，學院建設了數(shù)控加工實驗室、柔性裝配生產(chǎn)線（油泵）、3D打印實驗室、數(shù)控網(wǎng)絡協(xié)同制造實驗室和精準測量實驗室等一系列現(xiàn)代制造實驗室。授課教師根據(jù)講述知識點，將理論課堂講解轉(zhuǎn)到實驗室講解，授課教師可邊演示邊授課。例如：講述現(xiàn)代設計方法中反求工程內(nèi)容時，將課堂設在三坐標三維測量實驗室，講解機制工藝學中的形位誤差、尺寸精度測量等概念，通過對零件的三維掃描，逆向反求零件三維實體模型。通過實踐聯(lián)合理論的方法，提高學生的分析問題和解決問題的能力，增強學生的實踐動手能力，提升第二課堂實施效果和畢業(yè)設計質(zhì)量。課程結(jié)束后，鼓勵學生走進實驗室，應用所學的理論知識解決實際問題。鼓勵學生借助實驗室的先進制造設備完成《機械制造工藝學》課程設計中涉及的軸類、盤套類零件加工，畢業(yè)設計虛擬樣機的3D打印模型。鼓勵學生參加學校的第二課堂，申報校級SRP項目、國家大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、“互聯(lián)網(wǎng)+”項目、創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項目等；參加“全國大學生工程能力綜合競賽”、“全國3D設計大賽”等全國重要大賽，學生在“全國大學生工程能力綜合競賽”中取得三等獎，“全國3D設計大賽”中榮獲全國一等獎的好成績，使學生的工程能力得以實現(xiàn)和提升。

先進制造技術是一門多交叉學科知識的匯總，授課過程中立足于先進制造技術課程的教學內(nèi)容的特點，在教學內(nèi)容、教學手段、教學方式等方面不斷改進，激發(fā)學生的自主學習能力，提升學生的分析問題能力、解決問題能力、綜合應用能力；增強學生工程素養(yǎng)、工程實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，以適應機械工程專業(yè)的培養(yǎng)目標，并更好地適應今后工作需求。

參考文獻：

[1]李文.先進制造技術[M].湖北：華中科技大學出版社，2014.

[2]張有強.先進制造技術課堂戶主教學法探討與實踐[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2012，（17）：32-33.

[3]李國偉.面向“卓越計劃”的“先進制造技術”教學改革探索[J].中國電力教育，2014，（21）：31-32.

Elementary Discussion on the Optimizing Teaching Methods of "Advanced Manufacturing Technology"

WANG Lei，WEI Min，ZHANG Wei，WANG Xian-fei

（College of Machinery and Electricity Engineering，Shihezi University，Shihezi，Xinjiang 832000，China）

Abstract：With the combination of the content of the course of "Advanced Manufacturing Technology" and the training target of the major in Mechanical Engineering，and the dissection of the students characteristics，a teaching method which is combined with the autonomous teaching classroom and the application of "Case and Illumination" is proposed for the motivation of autonomous learning interest. The proposal has a positive reinforcement for the enhancement of the quality of teaching as well as the promotion of the engineering accomplishment，the engineering practice ability，and innovation and entrepreneurship awareness.

Key words："Advanced Manufacturing Technology"；autonomous teaching classroom，teaching method