工程教育認證背景下機械制造技術基礎教學改革研究

摘"要：針對機械制造技術基礎課程教學過程中存在的重理論、輕實踐，教學內容與企業實際需求存在較大差距；實踐教學管理及考評體系不滿足工程師的培養標準；專業教師的工程素養不能很好地滿足實踐指導三個方面問題，將課程實驗和綜合設計融入復雜工程問題建成“項目驅動系列”，使學生在校期間能夠接受到“企業工程師”的工作模式，提高學生應用專業知識分析解決工程實踐問題能力。

關鍵詞：工程教育認證；機械制造技術基礎；項目式教學

中圖分類號：TB"""""文獻標識碼：A""""""doi：10.19311/j.cnki.16723198.2024.18.092

0"引言

在新工科、國家一流專業、專業認證的引領下，內蒙古工業大學機械設計制造及其自動化專業2023版本培養方案中機械制造技術基礎作為專業核心課，課程大綱的課程目標、畢業要求達成度都強調除了專業知識以外的解決復雜工程問題能力，尤其是在課程對應的實驗、實踐、課程設計環節。傳統的分散實驗、課程設計已經不能滿足新技術、新產業、傳統制造業的升級改造對專業技術人才的要求。

通過比較分析基于OBE理念的教學大綱畢業要求指標點，目前學校機制專業機械制造技術基礎課程教學方面還存在如下問題：

（1）重理論、輕實踐，課程教學內容與企業實際需求存在較大差距；

（2）缺少產業界的參與、行業的引導支持以及能與國際接軌的注冊工程師制度和法律保障；

（3）實踐教學管理及考評體系不適應工程師的培養，畢業生缺乏工程實踐能力和創新意識；

（4）專業教師的工程素養不能很好地滿足新工科對工程技術人員培養的實踐指導。

基于以上原因，機械制造技術基礎需要整合重構教學內容及附帶教學實踐環節，重新對機械、電子、液壓多知識體系進行融合，構建基于企業用人需求的項目式教學設計，以滿足國家、企業和學生自身發展的新要求。

1"教學目標與設計

針對學校機制專業應用型人才培養方案，以工程實踐能力培養為主要依據，完善教學體系和課堂教學模式，實施項目式教學系列改革，將課程教學分成不同能力維度的項目系列，構建從低級到高級、簡單到復雜逐層遞進的能力進階型探究式項目，讓工程實踐貫穿整個專業課教學過程。充分利用優慕課等線上課程網絡資源建設教學項目庫，完善開放式項目庫的網絡平臺，爭取利用2—3年時間逐步實現教學項目的規范化和標準化。主動聯系校外優秀企業工程師，參與機制專業的綜合設計和畢業設計指導工作，挖掘企業創新案例作為項目教學資源，使學生在校期間能夠接受到“企業工程師”的訓練模式，以期達到“零距離”的工程實踐銜接，改善實踐教學效果，切實提高學生應用專業知識分析問題和解決問題的綜合能力，確保培養企業實際需要的應用型技術人才質量，為我國經濟建設發展服務。

課題將借鑒先進的CDIO工程教育理念。以產品結構設計到裝配運行為載體，以專業基礎課與專業課之間的有機聯系為實踐載體，基于項目進行教學，讓學生在“做中學”，通過逐層提高式項目系列化探究，逐步提高學生工程實踐能力。

最終針對大三、大四學生進入專業課程的學習階段，在機械制造技術基礎課程開設過程中，學生分成3—5人小組設置綜合項目，綜合項目要求學生在企業參加生產實習和畢業實習過程中探尋項目的實施方案和創新點，實習期間和企業指導教師、校內帶隊教師進行面對面交流和解答，以期能夠實現企業的技術革新、技術改造，提高企業生產線的自動化水平，改善企業產品功能，增加企業收益。

2"實施方案

機械制造技術基礎屬于機制專業的專業核心課程。主要讓同學們掌握機械加工方法、機械制造工藝學、金屬切削原理與機床等機械加工工藝方面的基本知識。涉及從毛坯加工制造到裝配的全過程，課程目標是使學生掌握從工藝裝備選擇到裝夾定位總體的機械加工制造過程，具備辨識機械制造過程中涉及新技術、新工藝、新方法的能力。

在課程講述完機床、刀具、夾具，進行到機械加工工藝設計階段的時候，學生對課程內容和知識體系有了初步認識。任課教師根據講述過的內容開始布置初級項目任務，讓學生帶著任務去聽課，這樣每組同學領到項目任務需求后，對授課內容進行總結與反思。通過對典型零件加工工藝規程設計，其中包含毛坯設計、加工方法選擇、機床與工藝裝備選擇、工藝參數選取等，讓工藝設計貫穿課程實驗、機、電、液綜合實訓和專業綜合設計一實踐教學環節，項目任務實施過程可以分為以下四個階段：

（1）任務布置：教師發布項目任務書，任務書包含所要設計零件的零件圖，零件結構，以中等復雜程度為主。如常見的卡盤盤體、撥叉、齒輪箱、連桿、閥體等。任務書還需對項目任務進行相關細節說明，并提供必要的參考資料。任務完成需要提交工藝過程卡、工序卡以及工藝設計說明書。

（2）方案設計：學生以3—4人為小組進行任務分工，通過查閱資料及組內討論的方式，制定相應的工藝過程及加工方案。同學們領到的任務零件一般加工工藝過程在20道工序左右，組內每位同學大約設計5道工序，每組的組長負責給每位成員分配任務，因此，組長要率先制定出零件的加工工藝過程卡。

（3）項目實施：每個小組組長負責收集組內成員設計過程中遇到的問題，與指導教師一起探討工藝規程的合理性，指導教師將同學們設計的工藝方案存在的優缺點及可能導致的結果告知學生，最終由學生確定本組的工藝規程。

（4）工作總結：指導教師根據學生提交的工藝規程報告、設計說明書，對各個組存在的共性問題進行點評，做出總結，為學生的專業學習和能力提升指明努力方向。

圖1"機械制造技術基礎課程與相關實踐環節教學設計遞進關系流程圖

機械制造技術基礎課程與相關實踐環節教學設計遞進關系流程如圖1"所示。通過這樣的項目式教學模式推動，建立一個考核機制，使課程教學與課程實驗、機、電、液綜合實訓、專業綜合設計成績有機結合，從整體上評價作為一名專業技術工程師應具備的能力水平。通過這樣的考核機制，能讓學生在各個學習環節有的放矢，帶著任務去做功課，在任務執行期考慮問題的全面性和正確性，避免了傳統考核模式的單一性。

此外，學院一直注重年輕教師的實踐能力提升，尤其是在機械設計制造及其自動化專業通過專業認證持續改進過程中，鼓勵年輕教師每年有一次為期至少2周的企業實踐培訓經歷，學院也多方聯系一些技術水平、效益較好的制造型企業，為年輕教師實踐能力提升創造更高更好的平臺"。截至目前，機制教研室17名教師，3人具有高級工程師資格證書，具有企業工作經歷三年以上教師6人，企業實踐能力提升實現全覆蓋。

3"教學硬件配置

內蒙古工業大學機械設計制造及其自動化專業擁有內蒙古自治區先進制造重點實驗室，現擁有多臺多軸精密數控機床，世界先進水平的德國五軸聯動數控加工中心DMU100，"沈陽機床VMC0856h五軸加工中心，高速高精度四軸運動控制實驗臺，數控車/銑床裝調維修系統，車、銑削加工中心，透明液壓綜合試驗臺，PPCNC數控加工實驗室等。還有新購置的虛擬仿真平臺，實現計算機輔助制造，在線仿真驗證加工過程。

此外還擁有特殊服役機器人重點實驗室、感知技術與智能系統重點實驗室、內蒙古制造業信息化生產力促進中心、內蒙古工業大學自動化研究所等教學實踐平臺和研究機構，為教學改革的實施提供良好的硬件平臺支撐。

4"教學實施效果

圍繞機械加工工藝設計與機械制造工程師培養，對機械制造技術基礎課程及相關實踐環節進行重構設計，通過實驗室硬件整合與專業優勢學科平臺，建立情境化的教學體系。在實踐教學環節普及數字化制作技術，提升學生及老師的實踐能力，改善大學生的創新思維。以激發學生學習興趣為促學的著力點，利用數控加工，按照加工工藝對項目進行制作，將課程打造成理論與實踐結合，獲取知識和掌握技能結合，完成作業與享受成就感結合，展示才藝和競賽結合的場所，學生總有令人驚喜的作品出現，如圖2所示。

通過本課程改革的實施使學生掌握了機械制造工藝過程中所涉及的機床、夾具、工裝系統的選擇，工序、工步劃分，設計出高效、省力、既經濟合理又能保證加工質量的零件加工工藝規程，并能夠完成夾具設計、搭建典型的電液控制系統，為后續的機電裝備課程設計打好基礎。

5"結語

機械設計制造及其自動化專業2022年通過工程教育專業認證，持續改進教學中的各種問題。機械制造技術基礎課程改革，整合梳理了專業理論與實踐類課程資源，通過提煉核心知識點，按照項目進行表達重構。經過一輪的教學檢驗，學生受益匪淺，畢業生更貼近行業發展方向和崗位要求，培養了學生的職業操守和工匠精神。面向新工科的機械設計制造及其自動化專業機械制造教學體系初步建成，為省內兄弟院校相關專業的教學體系改革建設提供參考，本課程的教學模式在培養復合型人才方面具有一定推廣價值。

參考文獻

［1］朱延松，汪勝陸.從理論教學和工程意識培養的角度談切削原理與刀具設計課程教學[J].中國現代教育裝備，2022，（01）：99100+103.

[2]林潤燕.一體化下高校思政課“三教三改”教改分析[J].現代商貿工業，2024，45（05）：216219.

[3]趙國龍.機械制造技術基礎課程的創新型教學方法與模式探討[J].高教學刊，2021，7（22）：4750.

[4]班子軒，徐衛平，吳荻，等.線上線下混合式教學在工科課程中的應用——以“機械制造技術基礎”課程為例[J].裝備制造技術，2023，（05）：192196.

[5]閆世程，胡亞輝，劉婕，等.“機械制造技術基礎”一流本科課程教學改革實踐[J].教育教學論壇，2023，（17）：109112.

[6]何船，陶亮，王剛，等.基于CDIO理念的機械制造技術基礎課程教學改革實踐[J].中國現代教育裝備，2020，（01）：6769.

[7]張培榮，杜勁，周婷婷，等.產教融合背景下機械制造技術基礎課程教學方法研究[J].高教學刊，2024，10（06）：610.

[8]周婷婷，張培榮.“機械制造技術基礎”教學案例庫建設[J].教育教學論壇，2023，（29）：145148.

[9]王譞，胡晨晨.基于OBE教學理念的創新創業課程項目式教改實踐研究[J].現代商貿工業，2024，45（05）：9294.