新工科背景下的金屬切削機(jī)床課程教學(xué)改革與探索

徐 銘，李志軍，孟五洲

（安陽(yáng)工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，河南安陽(yáng)455000）

0 前言

金屬切削機(jī)床是加工機(jī)器零件的主要設(shè)備，其工作量占制造總工作量的40-60%。在一般的機(jī)械制造企業(yè)，金屬切削機(jī)床的臺(tái)數(shù)要占設(shè)備總臺(tái)套數(shù)的60-80%。金屬切削機(jī)床的先進(jìn)程度直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。機(jī)床擁有量、產(chǎn)量、品種和質(zhì)量已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一[1]。作為安陽(yáng)工學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我校”）的品牌專(zhuān)業(yè)，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)方案中，金屬切削機(jī)床概論、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)等機(jī)床類(lèi)課程是該專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)課。

近年來(lái)，我國(guó)逐步實(shí)施“中國(guó)制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”，加快新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)高等學(xué)校培養(yǎng)高素質(zhì)工程技術(shù)人才提出了更高的要求。在這種背景下，2017年，“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”提出了新工科發(fā)展的建設(shè)構(gòu)想，為我國(guó)工程教育體系的高質(zhì)量發(fā)展指明了方向[2]。新工科建設(shè)將樹(shù)立創(chuàng)新型工程教育理念，提升學(xué)生工程科技創(chuàng)新、創(chuàng)造能力；樹(shù)立綜合化工程教育理念，推進(jìn)學(xué)科交叉培養(yǎng)；樹(shù)立全周期工程教育理念，優(yōu)化人才培養(yǎng)全過(guò)程、各環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)發(fā)展、適應(yīng)時(shí)代要求的關(guān)鍵能力[3]。我校作為地方高校，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)揮著重要的支撐作用。在上述大環(huán)境下，在我校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)進(jìn)行基于新工科背景下的金屬切削機(jī)床課程教學(xué)改革與探索勢(shì)在必行。

1 現(xiàn)狀分析

金屬切削機(jī)床類(lèi)課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的主干課。通過(guò)學(xué)習(xí)這些課程，學(xué)生將在學(xué)習(xí)金屬切削機(jī)床的工作原理、主要結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，掌握分析機(jī)床的常用方法。在金屬切削機(jī)床課程的實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，存在以下問(wèn)題。

①理論教學(xué)的方式單一，教學(xué)效果不理想。目前，金屬切削機(jī)床類(lèi)的課程，仍主要以課堂講授為主。老師關(guān)注的是“教”的效果，而忽略了學(xué)生“學(xué)”的實(shí)際收獲。再加上學(xué)生缺乏課前預(yù)習(xí)、課堂參與、課后復(fù)習(xí)等環(huán)節(jié)，教學(xué)效果并不盡如人意。

②金屬切削機(jī)床相關(guān)課程是理論與實(shí)踐并重的課程，雖然在講授理論知識(shí)過(guò)程中，穿插有實(shí)驗(yàn)，但由于實(shí)驗(yàn)條件限制和實(shí)訓(xùn)師資力量不足等原因，學(xué)生動(dòng)手參與的機(jī)會(huì)少，理論與實(shí)踐存在脫節(jié)現(xiàn)象。

③學(xué)習(xí)效果考核不全面。目前評(píng)定綜合成績(jī)由三部分組成：平時(shí)成績(jī)占10%，實(shí)驗(yàn)成績(jī)占20%，期末考試卷面成績(jī)占70%。雖然優(yōu)于以考試定成績(jī)的考核方式，但現(xiàn)行的考核辦法效果也不明顯。究其原因主要有下列兩點(diǎn)：一是部分同學(xué)雖然到課率很高，基本無(wú)缺課現(xiàn)象，但在課堂上不專(zhuān)心聽(tīng)課，有玩手機(jī)、看其他書(shū)刊等情況，課下抄作業(yè)，并沒(méi)有真正學(xué)習(xí)和掌握課堂知識(shí)，出現(xiàn)平時(shí)成績(jī)很高，卷面成績(jī)很低的現(xiàn)象；二是抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的問(wèn)題仍然存在，實(shí)驗(yàn)報(bào)告不能真實(shí)地反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)成績(jī)沒(méi)有明顯的區(qū)分度。

目前無(wú)法滿(mǎn)足新工科背景下的金屬切削機(jī)床課程的教學(xué)需求，必須進(jìn)行深入的改革和探索，以適應(yīng)機(jī)械類(lèi)課程的發(fā)展趨勢(shì)。

2 項(xiàng)目具體改革內(nèi)容

2.1 對(duì)課堂授課方式進(jìn)行必要的改革

傳統(tǒng)的“滿(mǎn)堂灌”已不能適應(yīng)新工科的發(fā)展要求。在每次授課結(jié)束前，針對(duì)下一節(jié)所講內(nèi)容，給學(xué)生提出2～3個(gè)問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行預(yù)習(xí)，并在下次上課時(shí)用5-10分鐘時(shí)間對(duì)問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)，針對(duì)學(xué)生回答問(wèn)題的情況，確定本節(jié)課的講授重點(diǎn)。確保每節(jié)課都能讓學(xué)生掌握2～3個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。

2.2 優(yōu)化實(shí)踐環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)是對(duì)課堂教學(xué)的有力補(bǔ)充。金屬切削機(jī)床課程的實(shí)驗(yàn)涉及機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)床的典型內(nèi)部構(gòu)造等內(nèi)容。通過(guò)專(zhuān)業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)讓學(xué)生親身感受金屬切削機(jī)床在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。

充分發(fā)揮校企合作的優(yōu)勢(shì)，建立多主體協(xié)同育人機(jī)制。機(jī)械工程學(xué)院與安陽(yáng)鑫盛機(jī)床有限公司、鍛壓設(shè)備廠(chǎng)都有著長(zhǎng)期的合作。

樹(shù)立全周期工程教育理念。結(jié)合金屬切削機(jī)床相關(guān)課程的講授內(nèi)容，聯(lián)系工廠(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際，以AD25XS數(shù)控臥式車(chē)床和CK61100F數(shù)控臥式車(chē)床的相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容作為2020屆機(jī)制專(zhuān)業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，讓學(xué)生將金屬切削機(jī)床課程上所學(xué)的知識(shí)真正應(yīng)用于工程實(shí)踐。

2.3 豐富考核方式

傳統(tǒng)的考核方式包括平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、期末卷面成績(jī)?nèi)?xiàng)。由于存在抄襲作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等現(xiàn)象，出現(xiàn)了平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)較好，卷面成績(jī)很低的情況，不能真實(shí)地反映學(xué)生對(duì)該門(mén)課程的掌握情況。根據(jù)新工科建設(shè)的目標(biāo)要求，在課堂上增設(shè)測(cè)驗(yàn)環(huán)節(jié)，及時(shí)對(duì)學(xué)生現(xiàn)階段的學(xué)習(xí)效果做出評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生是一種鞭策，也是老師下一步教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)重點(diǎn)調(diào)整的依據(jù)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注重學(xué)生動(dòng)手能力的考察，對(duì)每一個(gè)學(xué)生的實(shí)際操作進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)打分，結(jié)合實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出實(shí)驗(yàn)的綜合評(píng)價(jià)。

2.4 積極建立雙師型的師資隊(duì)伍[4]

作為理論和實(shí)踐并重的一類(lèi)課程，要求教師具有較深厚的工程背景。按照新工科的建設(shè)要求，建立完善中國(guó)特色、國(guó)際實(shí)質(zhì)等效的工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證制度，把專(zhuān)業(yè)認(rèn)證作為建設(shè)一流本科的重要抓手和基礎(chǔ)性工程，用國(guó)際實(shí)質(zhì)等效的標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)專(zhuān)業(yè)教學(xué)。為此，金屬切削機(jī)床類(lèi)課程在加強(qiáng)理論知識(shí)體系的同時(shí)，與企業(yè)加強(qiáng)聯(lián)系，創(chuàng)造條件，給任課教師提供機(jī)會(huì)進(jìn)一步學(xué)習(xí)、掌握實(shí)踐技能。

3 項(xiàng)目改革目標(biāo)

①創(chuàng)新課程講授模式，按照新工科的目標(biāo)要求，以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

2）以金屬切削機(jī)床理論知識(shí)的講授為主線(xiàn)，以實(shí)驗(yàn)及其他形式的實(shí)踐環(huán)節(jié)為延伸，建立完善的課程評(píng)價(jià)體系。

積極探索課程建設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)踐教學(xué)改革。注重因材施教，在夯實(shí)基礎(chǔ)的前提下，注重學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng)，以達(dá)到專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。

4 需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題

①完善課程體系，探索授課新模式。金屬切削機(jī)床課程包括概論和設(shè)計(jì)方面的許多內(nèi)容。金屬切削機(jī)床概論部分涉及的知識(shí)面廣，根據(jù)金屬切削機(jī)床的類(lèi)型自成體系。金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)部分要求學(xué)生在掌握機(jī)床基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，熟練應(yīng)用機(jī)床的設(shè)計(jì)方法。在課程內(nèi)容設(shè)置和布局中，首先明確學(xué)生的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，學(xué)生應(yīng)達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)和應(yīng)具備的能力要求。以成果為導(dǎo)向，采取多種形式和教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，充分發(fā)揮教師的引領(lǐng)作用，鼓勵(lì)學(xué)生參與課堂教學(xué)，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)掌握的情況，及時(shí)調(diào)整內(nèi)容，使學(xué)生每節(jié)課都能有所收獲。

②積極探索實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的新方案。實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力的重要環(huán)節(jié)。首先從思想上讓學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)，明確實(shí)驗(yàn)在金屬切削機(jī)床課程整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中的重要作用，豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)置提問(wèn)、討論、打分等環(huán)節(jié)。

③創(chuàng)造條件，提升任課教師的工程實(shí)踐能力，打造雙師型隊(duì)伍。

④積極聯(lián)合企業(yè)，為學(xué)生提供充分的實(shí)踐機(jī)會(huì)。

5 結(jié)論

在新工科建設(shè)大背景下，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果為目的，在金屬切削機(jī)床課程的教學(xué)過(guò)程中，將教師講授、課上提問(wèn)、隨堂測(cè)驗(yàn)等多種方式相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，創(chuàng)新教學(xué)模式。以實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐環(huán)節(jié)為依托，將理論知識(shí)與金屬切削機(jī)床生產(chǎn)實(shí)踐融為一體，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，采取多種形式，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐環(huán)節(jié)的參與力度，關(guān)注每位學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)效果。