新工科背景下《機械制造裝備設計》課程教學改革策略

舒盛榮 劉樂平

摘要：在當今的新工科背景下，《機械制造裝備設計》這一學科也開始實現了教學模式和教學方法的全面改革。通過理論和實踐之間的有機結合，可有效解決傳統《機械制造裝備設計》教學中的相關問題，提升該課程的教學質量?；诖耍疚木蛯π鹿た票尘跋碌摹稒C械制造裝備設計》課程教學改革進行分析，以此來實現這一課程教學質量的有效提升。

關鍵詞：新工科背景;機械工程專業;《機械制造裝備設計》;課程教學;改革

中圖分類號：G64 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）07-0254-02

0 ?引言

在機械類專業的教學中，《機械制造裝備設計》屬于一項核心性的理論教學科目，在這一科目的教學中，主要包括四種類型的裝備設計，其一是加工類機械制造裝備設計;其二是工藝類機械制造裝備設計;其三是物料儲運類機械制造裝備設計;其四是輔助類機械制造裝備設計[1]。因為這一課程所涉及到的知識面十分廣泛，涉及到的設計和技術也非常多，所以在具體的教學過程中，學校和教師都應該對這一課程做到足夠重視，并通過更加先進性、科學性的教學方法來進行該課程的教學。

1 ?《機械制造裝備設計》課程的教學現狀和問題分析

1.1 教學現狀

在當今，《機械制造裝備設計》這一門理論課程已經在各大院校的機械類專業教學中得到了高度重視和廣泛普及，學校和教師對這一課程的教學質量也越來越關注。這樣的情況就為這一門課程的教學及其發展提供了良好的基礎，并使其在機械類專業學生的學習與發展中發揮出了一定的作用與優勢。但是在具體的教學過程中，因為實踐經驗的不足，導致很多學生在學習中都難以對相應的設計做到充分理解，而教學方法和模式的傳統化更是讓越來越多的學生對這門枯燥的理論課程喪失興趣，甚至會產生厭煩心理。這對于這一課程的教學和機械類專業學生的發展都造成了很大程度的阻礙作用。

1.2 主要問題

就目前機械類專業《機械制造裝備設計》這一課程的教學來看，其主要的問題包括以下幾個方面：第一，教學模式比較單一，在具體的教學過程中，很多教師依然通過傳統的講述方式進行教學，很少和學生進行討論，課堂氣氛也難以得到有效調動，這對于學生學習的積極性及其主動性都造成了很大程度的不利影響。第二，學習成果和考核方法太過單一，具體考核中，學校和教師通常僅注重學生設計作品的完成情況，卻忽略了其分析能力及其創新能力。第三，實踐訓練的不足，具體教學中，很多院校雖然進行了相應的實驗室開設，但是卻僅僅進行數據性的實驗，這對于學生的創新能力及其實際應用能力都將造成很大程度的不利影響。第四，實驗室存在很多不足，因為資金不足，導致很多院校的實驗室并不能為學生全天開放，資源、設備以及師資力量都存在嚴重不足，這將會對學生的學習效果及其能動性都造成不利影響，進而導致這門課程的教學質量始終難以提升[2]。

2 ?新工科背景下的《機械制造裝備設計》課程教學改革的具體策略分析

2.1 改進教學模式

在進行《機械制造裝備設計》這一課程的教學過程中，可以將其按照典型部件、金屬切削機床、機床夾具、工業機器人、機械制造生產線和物流系統等的設計來進行教學。而在實際教學過程中，要想有效提升教學質量，就需要對傳統的灌輸式教學模式進行改革，豐富教學內容，讓理論教學和實踐教學之間實現良好結合，幫助學生更好地理解理論知識。而在這一學科的具體教學中，一項關鍵內容便是讓學生全面認識相關機械及其內部結構。比如，在某院校機械類專業的《機械制造裝備設計》教學中，教師就在理論教學的同時引入了SV-08M型臺式數控銑機床，并對其 結構進行了詳細分析，具體情況如下：

通過這樣的教學方式，可進一步加深學生對相關理論知識的理解程度，提升學生的學習興趣。由此可見，教學模式的合理改進將會對這一課程的教學改革起到非常有效的幫助作用。[3]

2.2 增加專題和實例

在進行機械類專業的《機械制造設備設計》教學過程中，教師應注重案例化、專題化的教學，將基礎、實踐、創新以及素質教育作為基礎，對理論所具備的應用性以及技術所具備的先進性加以著重強調，在此過程中，教師可以將一些真實的機械制造設備設計與應用實例引入，以此來提升教學效果。比如，教師可以將數機床加工圓弧形零件的應用實例引入到教學中，首先幫助學生了解數控機床加工零件的具體流程（如圖2所示）。

具體教學中，教師應引導學生明確數控機床的中樞是數控裝置，明確在數控機床的具體應用中，該裝置主要的功能是對信息載體傳輸的相關指令信息進行接收。在對相應的信息進行加工處理之后，再指揮伺服系統來完成機械零件的加工和制作。

然后再引導和鼓勵學生利用所學理論知識，通過數控機床來進行圓弧形零件的加工制作，具體加工的過程中，因為數控機床的程序段僅僅有起點、終點以及半徑等的這些，所以需要通過相應的算法和描述來進行加工，使其在有限的坐標點之間自動生成所需的中間坐標數據，然后及時操縱刀具沿著實時生成的坐標進行運動，以此來實現圓弧的有效加工。

通過這樣的教學方式，不僅可以讓學生對數控機床的具體應用流程和操作方法做到全面掌握，同時也可以進一步提升學生的學習興趣，培養學生的思維能力與創新精神。

2.3 建立教學平臺

為有效滿足機械類專業的人才培養目標，在進行《機械制造裝備設計》的具體教學中，學校應注重實踐教學平臺的搭建，將各種的數控機床引進這個教學平臺中，并將此作為基礎來建立各種的實驗室，為學生提供足夠的實踐機會，使其熟練掌握各種數控機床的具體操作方法，比如，應在教學中引進綠色切削技術中的綠色低溫冷風切削技術引入到教學中，并引導學生做好各項參數的控制，具體情況如表1所示。

同時應讓學生明確，這種切削方式有著傳統切削方式所不具備的綠色環保特征[4]。通過這樣的方式，才可以讓學生在學習理論知識的同時對各種的機械設備和先進科學技術做到足夠的了解與認識，為其提供足夠的實踐機會。通過這樣的方式，不僅可以有效提升學生的學習興趣，滿足其好奇心，也可以實現其理論和實踐的完美結合，以此來實現教學質量的提升。

2.4 加強校企合作

具體教學中，為了讓學生更加深刻地領悟到《機械制造設備設計》中的理論知識，并使其在實踐中得以充分利用，學校應與當地的相關企業之間展開積極的合作，通過校企合作、產教結合的方式，為學生提供更加符合市場實際需求的實踐機會，使其接觸到更加專業的機械制造團隊，了解到更加先進的機械制造裝備設計與制造技術、設備。在此過程中，也可以通過頂崗試崗的形式讓學生真正接觸到實際的設計與制造項目，以此來擴大其知識和眼界，更加全面、具體地了解自己未來所從事的工作。通過這樣的方式，不僅可以為相關企業解決一定程度的人力資源緊缺問題，同時也可以幫助機械類專業學生對《機械制造設備設計》這一課程的理論知識做到更加全面、深入的理解和應用。另外，通過這樣的教學模式，也可以為企業儲備足夠的人力資源，為表現優異的學生創造更多的發展機會，讓企業、學校和學生都收獲到滿意的成果。

2.5 加強創新實訓

先進的技術和實踐創新是提升《機械制造設備設計》課程教學質量，實現其有效改革的關鍵。所以，在具體教學中，學校和教師一定要充分注重前沿專業知識和實踐創新之間的有效結合。首先，學校應將當今先進的3D打印技術、數字化三維模擬技術、自動化控制技術等引入到具體的教學過程中，為學生提供充分的技術和設備。同時，學校、教育部以及政府等相關部門應針對機械類專業進行機械設計大賽的舉辦，并鼓勵每一名學生積極參與到相應的競賽中，通過接觸豐富的前沿知識，結合先進技術與設備，來實現機械制造設備設計的創新，比如，在教學中，教師可引導學生結合所學知識，通過自動化控制技術來進行自動化、智能化汽車噴涂漆機械手設計。通過這樣的方式，不僅可以讓學生接觸到更多的前沿知識和技術，同時也可以讓學生的實踐創新能力得到良好培養，發揮出這一課程改革的充分作用，促進學生的良好學習與發展。

3 ?結束語

綜上所述，在對《機械制造設備設計》這一課程進行教學的過程中，傳統教學方法和教學模式已經難以跟隨時代的發展，收到的教學效果也十分有限。因此，在這一科目的具體教學中，學校和教師應明確其主要的教學內容，然后對當今的教學現狀及其主要問題加以認真分析，再以此為依據來進行教學改革思路的合理設計，最后通過合理的教學改革策略來提升教學質量。具體改革中，應注意教學內容的優化調整，案例化、專題化課程教學方案的實施，實踐教學平臺的搭建，校企合作、產教結合模式的應用，前沿專業知識和實踐創新的結合，以此來保障改革效果，提升教學質量。

參考文獻：

[1]楊權，何康，張秀香，等.應用型本科“機械制造裝備設計”課程教學創新探究——以宿州學院為例[J].宿州教育學院學報，2020（4）：77-79.

[2]邢智慧.基于CDIO理念的機械制造裝備設計課程教學改革的分析與反思[J].新教育時代電子雜志（教師版），2020（4）：142，141.

[3]朱曉慧，任延舉.基于OBE教學理念的“機械制造裝備設計”教學改革研究[J].南方農機，2020（15）：264-266.

[4]疏達，賈文友，劉有余，于華.工程教育背景下培養學生解決復雜工程問題能力研究——以《機械制造裝備設計》課程為例[J].紅河學院學報，2021（01）：146-148.