機(jī)械制造及自動(dòng)化課組課程體系現(xiàn)狀分析

劉新華 楊海峰

摘要：針對(duì)機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)的特點(diǎn)，探討了國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)高校專業(yè)課程設(shè)置情況及特點(diǎn)，分析了我校在機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)模塊課程體系設(shè)置中存在的問(wèn)題，為機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)課組課程內(nèi)容優(yōu)化提供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造及其自動(dòng)化；專業(yè)模塊課程；課程體系優(yōu)化

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）32-0212-02

一、引言

機(jī)械制造及其自動(dòng)化是一門(mén)研究機(jī)械制造基礎(chǔ)理論、制造技術(shù)、自動(dòng)化制造系統(tǒng)和先進(jìn)制造模式的學(xué)科，該學(xué)科融合了各相關(guān)學(xué)科的最新發(fā)展，使制造技術(shù)、制造系統(tǒng)和制造模式呈現(xiàn)出全新的面貌——智能制造。該專業(yè)方向主要包括機(jī)械制造工程學(xué)I、機(jī)械制造工程學(xué)II、制造裝備及自動(dòng)化、數(shù)控技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、精密與特種加工、模具設(shè)計(jì)與制造、虛擬制造、機(jī)電裝備綠色設(shè)計(jì)與制造、虛擬制造和生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制等課程，主要培養(yǎng)從事機(jī)械制造技術(shù)及工藝裝備、自動(dòng)化技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)的高級(jí)工程技術(shù)人才。目前我校機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)主要研究方向包括智能制造、計(jì)算機(jī)集成制造與虛擬制造、3D打印、精密與特種加工等。

二、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析

對(duì)于本科生培養(yǎng)來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)外的學(xué)校大部分都是按照機(jī)械工程方向進(jìn)行培養(yǎng)，沒(méi)有進(jìn)行詳細(xì)的專業(yè)劃分，只是在大三、大四時(shí)設(shè)置專業(yè)模塊課程，從而進(jìn)行有針對(duì)性的培養(yǎng)。國(guó)外知名高校對(duì)于專業(yè)模塊課程的設(shè)置十分重視，課程的選擇注重系統(tǒng)性、先進(jìn)性和實(shí)用性。國(guó)內(nèi)重點(diǎn)高校，如清華大學(xué)、浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、吉林大學(xué)、天津大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)、大連理工大學(xué)等，也十分重視專業(yè)模塊課程的設(shè)置，各高校均結(jié)合自身行業(yè)特色和優(yōu)勢(shì)來(lái)選擇專業(yè)模塊課程。

通過(guò)對(duì)清華大學(xué)相關(guān)專業(yè)的課程體系進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：其專業(yè)課程主要由四大類構(gòu)成，包括傳統(tǒng)機(jī)械制造類課程、先進(jìn)制造技術(shù)類課程、制造自動(dòng)化類課程、管理及信息化類課程。其中，傳統(tǒng)機(jī)械制造類課程包括機(jī)械制造工藝學(xué)、互換性與技術(shù)測(cè)量、制造裝備設(shè)計(jì)、材料加工原理等機(jī)械制造專業(yè)的基本知識(shí)；先進(jìn)制造技術(shù)類課程包括激光加工概論、精密與特種加工、微納制造導(dǎo)論；制造自動(dòng)化類課程包括機(jī)器人學(xué)，以講解數(shù)控技術(shù)、自動(dòng)化控制、機(jī)器人原理與應(yīng)用為主；管理及信息化類課程包括制造過(guò)程信息管理系統(tǒng)。可見(jiàn)，清華大學(xué)從傳統(tǒng)機(jī)械制造專業(yè)的基本知識(shí)到先進(jìn)制造、自動(dòng)化、信息化課程的設(shè)置基本上滿足了現(xiàn)在制造技術(shù)發(fā)展及企業(yè)對(duì)本科生知識(shí)體系的要求。

此外，通過(guò)對(duì)浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、吉林大學(xué)、天津大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)、大連理工大學(xué)等傳統(tǒng)工科學(xué)校機(jī)械制造方向本科生培養(yǎng)方案的調(diào)研，各大高校都把專業(yè)課程分成了多個(gè)模塊方向。所有院校都開(kāi)設(shè)了傳統(tǒng)機(jī)械制造類課程，課程名稱稍有不同，包括機(jī)械制造工藝學(xué)或機(jī)械制造基礎(chǔ)、互換性與技術(shù)測(cè)量、制造裝備設(shè)計(jì)或制造裝備及自動(dòng)化、材料加工或成型原理等機(jī)械制造專業(yè)的基本知識(shí)。對(duì)于先進(jìn)制造技術(shù)類課程、制造自動(dòng)化類課程、管理及信息化類課程、特殊行業(yè)制造類課程，各大高校根據(jù)其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)以及學(xué)生的主要就業(yè)方向開(kāi)設(shè)了相關(guān)的課程，但基本上都涵蓋了先進(jìn)制造、制造自動(dòng)化等方向。

隨著市場(chǎng)環(huán)境的變化和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，美國(guó)提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”計(jì)劃、德國(guó)推出了“工業(yè)4.0”計(jì)劃、中國(guó)也提出了“中國(guó)制造2025”計(jì)劃，這就對(duì)國(guó)內(nèi)高校機(jī)械專業(yè)提出了新的要求，其專業(yè)課程的設(shè)置需求也發(fā)生了變化，目前各個(gè)高校都在積極地尋找對(duì)策以適應(yīng)該變化。

三、校內(nèi)現(xiàn)狀

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院2016版本科培養(yǎng)方案中也設(shè)置了專業(yè)模塊課程，其中機(jī)械制造及其自動(dòng)化模塊課組包括了先進(jìn)制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和制造裝備及其自動(dòng)化等課程。其中，先進(jìn)制造技術(shù)的課程目標(biāo)為，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵、技術(shù)構(gòu)成及特點(diǎn)，掌握現(xiàn)代產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)、現(xiàn)代工藝規(guī)劃技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)和現(xiàn)代生產(chǎn)管理模式，熟悉柔性制造與智能制造系統(tǒng)，了解快速成型制造技術(shù)及特種加工技術(shù)，具有綜合運(yùn)用各種先進(jìn)制造技術(shù)和現(xiàn)代管理系統(tǒng)對(duì)企業(yè)制造系統(tǒng)中的工程問(wèn)題進(jìn)行分析和解決的能力，并有一定的國(guó)際視野和跨文化交流能力，達(dá)到所學(xué)專業(yè)對(duì)畢業(yè)生知識(shí)結(jié)構(gòu)要求和解決復(fù)雜機(jī)械工程問(wèn)題能力要求的培養(yǎng)目標(biāo)。數(shù)控技術(shù)的課程目標(biāo)為，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解數(shù)控機(jī)床的工作原理、基本組成，掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的基本理論知識(shí)；掌握數(shù)控加工方法；具備編制數(shù)控加工程序的基本能力，具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，正確操作數(shù)控機(jī)床的技能；掌握數(shù)控加工程序編制，了解伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)原理，了解與本課程有關(guān)的機(jī)電一體化新技術(shù)及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合素質(zhì)，為將來(lái)從事機(jī)械工程領(lǐng)域的工程設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)打好必要的基礎(chǔ)，達(dá)到所學(xué)專業(yè)對(duì)畢業(yè)生知識(shí)結(jié)構(gòu)要求和解決工程問(wèn)題能力要求的培養(yǎng)目標(biāo)。制造裝備及自動(dòng)化的課程目標(biāo)為，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解制造裝備及自動(dòng)化科學(xué)的總體知識(shí)結(jié)構(gòu)，金屬切削機(jī)床總體設(shè)計(jì)及主傳動(dòng)系、進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)，機(jī)床夾具的類型與組成設(shè)計(jì)、典型機(jī)床夾具，工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)、物料運(yùn)儲(chǔ)裝備設(shè)計(jì)、機(jī)械加工/裝配等生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)；掌握機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的基本知識(shí)、基礎(chǔ)理論和設(shè)計(jì)方法，以及先進(jìn)的機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)原理和現(xiàn)代設(shè)計(jì)法的理論和方法，初步具備機(jī)械制造裝備總體設(shè)計(jì)和部件設(shè)計(jì)的能力。達(dá)到所學(xué)專業(yè)對(duì)畢業(yè)生知識(shí)結(jié)構(gòu)要求和解決實(shí)際工程問(wèn)題能力要求的培養(yǎng)目標(biāo)。就其課程目標(biāo)和內(nèi)容而言，目前存在如下問(wèn)題。

（一）課程內(nèi)容存在交叉

隨著教學(xué)內(nèi)容的拆分與合并，不同課程之間的教學(xué)內(nèi)容存在交叉問(wèn)題，而任課老師之間缺少溝通，再加上教學(xué)習(xí)慣問(wèn)題，導(dǎo)致學(xué)生重復(fù)學(xué)習(xí)。隨著學(xué)時(shí)的壓縮，課程內(nèi)容的合理分配尤為重要。

（二）課程內(nèi)容需要更新

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、自動(dòng)控制理論、機(jī)器人技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)、CIM技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等在內(nèi)的信息自動(dòng)化技術(shù)的迅猛發(fā)展，為先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了更多的智能技術(shù)。目前的課程體系還是延續(xù)之前的內(nèi)容，新的知識(shí)點(diǎn)沒(méi)有更新，因此，需要系統(tǒng)地整合優(yōu)化。

四、研究意義和應(yīng)用前景

市場(chǎng)環(huán)境的變化和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為學(xué)生培養(yǎng)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，對(duì)國(guó)內(nèi)外專業(yè)模塊課程設(shè)置情況進(jìn)行調(diào)研，并對(duì)我校我院機(jī)械制造及自動(dòng)化課組課程設(shè)置中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，找出主要問(wèn)題和差距，整合優(yōu)化課程資源、構(gòu)建適應(yīng)“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的培養(yǎng)方案和課程大綱，對(duì)于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。

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