基于工程教育認證的機械制造裝備技術課程教學方法改革

摘" 要：智能制造是“中國制造2025”的主攻點之一，機械制造裝備技術課程是培養智能制造人才的有效途徑之一。在工程教育認證背景下，介紹國內各高校在機械制造裝備技術課程改革過程中采用的教學模式和方法及取得的研究成果。從當前學情入手，闡述機械制造裝備技術課程教學中存在的實際問題，從課程教學策略、“學思賽悟用”聯合實踐和課程考核評價三方面探討教改路徑，形成以學生為中心、符合工程教育專業認證理念的教學方法。經驗證，教學方法改革顯著提高了教學質量和教學效果，增強了學生的工程實踐能力和創新能力。

關鍵詞：工程教育認證；機械制造裝備技術；智能制造

文章編號：1671-489X（2025）04-00-03

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.04.0

0" 引言

近年來，我國各高校遵循三大基本原則“成果導向、以學生為中心、持續改進”[1]，積極推進工程教育專業認證工作。廣闊的就業前景和激烈的競爭對學生的專業知識應用能力提出了更高的要求。為適應就業市場需求，唐山學院機械設計制造及其自動化專業辦學秉承認真負責的態度，積極參與工程教育專業認證工作，以“中國制造2025”和地區產業鏈發展需求為導向，以學生能力培養為中心，不斷改進專業人才培養模式，力爭全面提高專業人才培養質量。

“中國制造2025”的主攻點之一是智能制造，與之相應的機械裝備制造和智能化產業是高端裝備制造業的發展方向，也是世界各國工業實力競爭的關鍵方向。圍繞裝備技術開設的機械制造裝備技術課程是培養智能制造人才的途徑之一。作為機械設計制造及其自動化專業學生的專業選修課之一，圍繞工程教育專業認證，在理論教學策略、聯合實踐教學、考核評價機制、課程思政元素有效融入課堂等方面進行改革探索，在學生能力培養方面發揮了重要作用。

目前，針對機械制造裝備技術課程的教學改革，學者提出多種模式和方法。如胡清明等[2]提出基于CDIO的教學改革；王智明等[3]研究基于翻轉課堂的教學模式改革；劉敏等[4]探討基于網絡教學平臺的教學模式改革；樊榮等[5]、楊繼榮等[6]、呂玲[7]對理論與實踐一體化教學、案例式教學方法和比較教學法應用等進行了研究；舒盛榮等[8]提出在新工科背景下加強專題和實例教學、建設教學平臺、加強校企合作；馬可等[9]結合“中國制造2025”的發展，針對制造裝備人才的需求，提出以學生為中心，適時更新教材內容，積極改進教學方法。關于各種模式和方法的研究促進了機械制造裝備技術課程的發展。

1" "學情分析

作為機械設計制造及其自動化專業制造方向的專業選修課，機械制造裝備技術課程一般開設在第七學期，總共32學時，包括理論授課28學時，實驗4學時。先修專業課程包括機械制造技術基礎和智能加工技術，后續進行畢業設計。該課程教學內容包括金屬切削機床設計、典型部件設計、工業機器人、機械加工生產線和注射模具設計五部分。按照教學大綱要求，金屬切削機床設計和相關典型部件設計部分內容學時占比較大；工業機器人和機械加工生產線等智能裝備制造設計內容雖然被列入“中國制造2025”發展的重點方向之一，但學時占比較小，智能裝備實訓設備不足，課程結束后缺乏課程設計環節，造成學生實踐能力不足。雖然機械設計制造及其自動化專業相關課程線上教學資源日益豐富，但是機械制造裝備技術課程網絡教學資源相對匱乏，有待深層次開發。機械制造裝備技術課程一般采用“考試成績+平時成績”的考核方式，考試重點為金屬切削機床設計的理論知識。由于課程偏重理論知識、內容尚不豐富，學生參與課程學習的積極性不高。部分教師缺乏智能制造裝備設計相關實踐經驗，對于具備一定機械類相關知識的大四學生來說，課程不能滿足他們提高實踐經驗和動手能力的要求，導致畢業設計和應聘求職受到影響。

2" 課程教學策略探索

機械制造裝備技術課程應強調理論與實踐結合、學校與企業銜接過渡。按照工程教育認證的要求，在教學過程中以學生為主，在互動中學習機械制造裝備技術課程知識，達到多學科融合運用的效果。

2.1" 調整教學安排和課時比例，優化重難點教學

在教學內容安排方面，針對各章節制作思維導圖，突出重點和難點。減少金屬切削機床設計課時占比，增加工業機器人智能裝備的課時比例。利用翻轉課堂教學方法，提前安排學習任務，引導學生自主完成一定比例的學習內容，教師授課過程中進行檢測指導。

課堂教學過程中，以學生為中心，激發學生的學習熱情，拓寬學生的行業視野。首先，采取應用式教學，將理論知識與實際應用緊密結合。通過實際案例和實踐，將知識點變成靈活運用的技能，增強學生的實踐能力和解決實際問題的能力。如講解“機械制造裝備創新設計方法”章節時，以設備類畢業設計題目為切入點，以完成畢業設計開題報告的撰寫為目標。教師從市場調研、設計任務確定、初步方案設計到評價等方面進行逐步講解，在講授理論知識的過程中加入實際應用能力的訓練。學生帶著畢業設計的任務學習，根據課題方向尋求教師指導，讓授課過程變得生動、實用。其次，采取項目式教學，將自主學習與知識講解相結合。讓學生在課前掌握部分學習內容，教師在課上檢測學生知識掌握的程度和深度，再對重點知識進行講解。如金屬切削機床主傳動系設計，要求采取不同的主參數設計一臺典型機床。學生以此為目標按組選擇不同參數或者相似的項目任務展開自主學習，教師逐步推進項目講解，引導學生理解領悟知識點，分階段完成項目任務。在整個設計過程中，項目對象明確，組內組間學生團結協作，靈活運用理論知識，過程具體清晰。最后，采取延展式教學，達到舉一反三的效果。如學習金屬切削機床的主傳動系設計中的離合器知識時，由于很多學生對汽車結構有一定了解，教師將金屬切削機床中的離合器知識延展到汽車的離合器設計，增強學生興趣。教師在此基礎上進一步提煉知識點，講授本課程教學內容難點——數控機床主傳動系的設計原理。授課過程難易結合，以學生為中心，關注學生興趣，循序漸進開展教學。

2.2" 利用技術環境資源，加入思政元素

充分利用各種技術環境資源，如用博思白板制作思維導圖、用PPT制作動漫課件、用剪映軟件剪輯影視資料、用喀秋莎軟件編輯學生作業，引導學生在學習裝備技術知識的過程中，深刻體會自己肩負的責任。如制作沈陽工業博物館的影視資料，讓學生直觀了解我國裝備制造業自力更生發展的艱辛歷程；講解我國高端制造領域的成果，如北車高鐵、滬東中華LNG液化天然氣運輸船、徐州重工新型裝載機、北一機床數控機床、大型水輪機葉片加工、工業機器人等，在課件中加入思政元素，讓學生體會裝備制造業和生活息息相關，學習前輩的進取精神和工匠精神，激發追趕先進、探索未來、創新科技的責任感和使命感，理解終身學習的重要性。

2.3" 線上線下教學結合，拓寬學習深度和廣度

充分利用線上教學軟件和平臺，線上線下教學共同推進，讓學生在課外利用現代化教學手段學習部分課程內容，課上在教師協助下完成相關知識學習，拓寬學習深度和廣度。如依托超星學習通網絡教學平臺，搭建課程網絡互動環境，制作微課、慕課[10]。機械制造裝備技術課程網上教學資源較為匱乏，學校依托網絡教學平臺自主開發和建設相關課程教學資源，內容涵蓋各章節的重要知識點、項目建設、課件、預習作業、章節測試題和試題庫等。同時，建立認知拓展庫，涵蓋國內外先進的智能制造裝備的視頻、動畫、圖片等，作為學生課后的知識補充。以視頻、文獻、圖片、報道等形式實時更新學科、行業發展動態，拓寬學生視野，提升對裝備制造業的興趣。線上平臺教學中可以進行師生互動、常見問題解答等，根據平臺提供的學情統計結果，教師可以及時了解學生學習情況，督促、指導學生完成課程任務。

3" “學思賽悟用”聯合實踐

3.1" 學：夯實基礎，理性與感性結合

引導學生進入學校工程實訓中心學習，認識各種機械裝備，如剪切機、臥式磨床、搖臂鉆床和線切割機床等；熟練操控部分機械裝備，如CA6140，牛頭刨床；拆卸機械裝備，理論與實踐結合，掌握一定內部組成結構，如拆解CA6140車床、認知車床傳動系統的結構、獲得傳動零部件、測量和重組傳動關系、配合要完成的分組項目計算相應的傳動比分配、繪制車床主軸箱傳動轉速圖；走進先進設備實驗室認知先進智能裝備，如示教機器人、搬運機器人等。

3.2" 思：勤思所學，敢于實踐探討

讓學生走進校企合作的工廠，參觀了解先進機床設備、智能裝備、自動生產線、車間空間布局和物流分配等。在機器人工業園區，讓學生親自體驗機器人裝配調試過程。針對現有的車間布局和自動線上料方法等，引導學生思考，并提出自己的理解和建設性意見并繪制簡圖，培養學生解決實際問題的能力。

3.3" 賽：以點帶面，傳承實踐精神

國家大力提倡開展種類、形式、級別多樣的學科競賽。機械制造裝備技術課程綜合性和實踐性強，參加學科競賽是對學生最好的鍛煉。學生組成競賽小組，參與校級、省級、國家級的綜合性、開放性比賽項目，如河北省大學生機械創新設計大賽、全國大學生機械工程創新創意大賽等。以賽促練，傳承實踐精神，提升創新意識和解決實際問題的能力。

3.4" 悟：融匯貫通，細節參悟

教師講授的知識點大多縱向深入，學生要將橫向交叉學科的知識應用到本課程中。如車床主軸設計、齒數選擇等內容，需要學生查找與機械原理課程相關的資料，將兩者間的相關知識融會貫通，應用到項目任務中。在學習物流設備等內容時，要求學生查找相關設備資料領悟課程要點，并在實踐項目中綜合運用知識，嘗試以多種方式解決問題，最終獲得最佳方案。

3.5" 用：潛心項目，夯實應用

基于不同階段的學習內容，將該課的目標設計項目分解成若干小項目。學生分成若干組，自由選擇完成階段性課程設計小項目。教師注重細節，嚴格把關，根據學生完成效果及時調整項目方向。各項目小組有序配合，團隊協調合作共同完成最終任務。以學生為中心，持續改進課程設計項目內容，真正做到夯實基礎，注重綜合應用，用實踐成果檢驗學生學習。

4" 改革考核評價方法

改革課程考核評價方法，徹底改變輕實踐、重理論、“考勤+練習題作業+一套試卷”評定成績的考核方法。強調實踐動手能力，注重師生互動和生生互動過程、探討競爭性的評價和考核體系。在教學過程中采用多種評價結合的多元化考核評價方法：“平時+期末”“線上+線下”“過程（50%）+

期中（10%）+期終（40%）”。其中，過程成績包括出勤、搶答互動章節導學、測驗、作業、線上學情、實踐項目等，有助于全面了解學生學習情況，督促學生自主學習，促進多元能力和實踐能力的培養。

以學生為中心，讓學生積極參與成績評定。如采取實踐項目評價方式，讓學生分組完成機床主傳動系設計項目。項目進行過程中，教師隨時檢查各組項目進展情況、與學生互動交流、解決學生疑問、夯實學生已學知識。項目結束后學生提交說明報告和相關的簡圖，參與答辯。實踐項目成績=過程表現（30%）+學生自評成績（30%）+答辯成績（20%）+

組間競比成績（10%）+教師評價（10%）。整個過程以學生為主體，教師引領學生完成任務，培養知識應用能力、團隊協助能力、辯論能力、正確評價圖紙和報告的認知能力。采取線上學情統計方式，將前期預習、PPT課件學習、線上互動、線上小節測驗（課前預習檢測）、線上章節測驗（課后復習檢測）、課程視頻學習等納入評價體系。定期公布部分學生的線上成績，讓學生實時掌握自己的學習狀況，教師根據結果獎勵優秀學生，并逐一對后進學生進行幫助和指導。

5" 結束語

面對國際工程教育認證的要求，改變傳統教育理念和方式，優化教學內容，改變重點、難點內容的教學策略，利用技術環境資源和“學思賽悟用”綜合型實踐教學方法成為機械制造裝備技術課程改革的重要途經。引導學生、激勵學生、帶領學生完成學習任務，激發學生學習的積極性和主動性，線上線下共同實施多樣化的教學活動。唐山學院的機械制造裝備技術課程經過連續三屆的教學改革實踐，顯著提升了教學效果，增強了學生的動手能力、創新意識和綜合素質。

6" 參考文獻

[1] 李志義.解析工程教育專業認證的成果導向理念[J].中國高等教育，2014（17）：7-10.

[2] 胡清明，徐長順，郭建華，等.基于CDIO的機械制造裝備設計課程教學改革[J].高師理科學刊，2020，40（10）：86-89.

[3] 王智明，魏興春，郭俊鋒.基于翻轉課堂的機械制造裝備設計課程混合式教學模式探索與實踐[J].中國現代教育裝備，2021（13）：64-66.

[4] 劉敏，占金青.基于網絡教學平臺的《機械制造裝備設計》教學模式改革探討[J].內燃機與配件，2020（7）：275-277.

[5] 樊榮，張秀全.《機械制造裝備設計》理論與實踐一體化教學模式探索[J].教育現代化，2018，5（23）：105-107.

[6] 楊繼榮，肖偉躍，李玲芳.《機械制造裝備設計》課程的案例式教學方法探討[J].教育現代化，2015（17）：155-156.

[7] 呂玲.比較教學法在機械制造裝備設計課程教學中的應用[J].科技風，2019（14）：54.

[8] 舒盛榮，劉樂平.新工科背景下《機械制造裝備設計》課程教學改革策略[J].內燃機與配件，2021（7）：254-255.

[9] 馬可，苑明海，張靜輝.面向中國制造2025的機械制造裝備設計方法探討[J].價值工程，2018，37（20）：248-250.

[10] 周信科.網絡學習平臺在職業院校日常課堂中的運用：以超星泛雅學習平臺為例[J].智庫時代，2020（4）：156-157.

*項目來源：唐山學院2020年教改項目（項目編號：JG1997）。

作者簡介：卜勻，副教授。