應用型人才培養(yǎng)模式下的先進制造技術教學改革

張敬芝　付玲

[摘 要]基于應用型人才培養(yǎng)的先進制造技術課程建設是一個長期的過程，需要不斷優(yōu)化課程內容，在教學模式和教學方法上要持續(xù)探索和改進，這樣才能提高教學效果。針對應用型本科人才培養(yǎng)的要求，探討先進制造技術課程教學改革與實踐，提出教學方法和手段的改革思路，分析師資隊伍建設，以期提高教學效果和學生工程素養(yǎng)。

[關鍵詞]先進制造技術；應用型；人才培養(yǎng)；教學改革；實踐

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）02-0134-02

隨著計算機、微電子、信息和自動化技術的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的機械制造技術正逐漸向先進制造技術方向轉變。[1]這對我們機械專業(yè)人才培養(yǎng)提出了更高的要求。在全國教育改革的大背景下，我們學校的定位是應用型本科院校?；趹眯腿瞬排囵B(yǎng)模式需要，探討符合我校特色的先進制造技術教學模式刻不容緩。因此，我們對機械設計制造及自動化專業(yè)先進制造技術課程進行了初步改革探索。

一、教學內容整合及優(yōu)化

我們的人才培養(yǎng)目標是培養(yǎng)能在現(xiàn)代制造企業(yè)生產第一線從事產品制造、技術應用、技術革新、生產管理等技術工作，適應區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展，富有社會責任感和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的復合型應用型人才。我們的教學要服從于人才培養(yǎng)目標，所以我們對課程內容進行了整合優(yōu)化，以便更有利于提高學生工程素養(yǎng)，培養(yǎng)高素質應用型人才，服務于區(qū)域經(jīng)濟和社會發(fā)展。

先進制造技術課程內容覆蓋面廣，先進制造理念深奧，作為一門專業(yè)選修課程其教學課時較少，難以全面講述先進制造技術的全部相關內容。[2][3]由于缺乏適合我們校情的應用型本科院校的教材，我們結合本校辦學模式和本專業(yè)學生深造、就業(yè)情況，對課程內容進行了優(yōu)化整合，重點講述現(xiàn)代制造工藝技術和自動化加工技術兩大類，縮講現(xiàn)代設計和先進制造生產管理模式。現(xiàn)代制造工藝包括特種加工、快速成型技術、精密與超精密加工技術、超高速加工技術、微納技術；自動化加工技術包括計算機輔助制造、數(shù)控技術、工業(yè)機器人技術、柔性制造技術。其中數(shù)控技術前期專門開設課程講述，這里就不再講述。另外，先進制造技術課程是一門動態(tài)課程，其教學內容與重點會隨著相關支撐技術的進步而發(fā)展。[4]為保持教學內容的先進性，教師應密切關注先進制造技術的發(fā)展，根據(jù)實際情況增加最新研究成果、應用熱點，力求把最前沿的信息傳達給學生，彌補教材的滯后性。

二、改進教學方法和手段

課程教學不是簡單的傳授知識點，而是要培養(yǎng)學生興趣，提升學生素質和應用能力。板書和多媒體教學不能完全滿足教學需要。為達到教學目標，調動學生積極性，在講授本門課程時應融合多種教學方法手段。

（一）討論式教學

例如在講授快速成型技術時，預先布置下題目，讓學生分組準備，在課下查閱資料，收集關于快速成型發(fā)展的最新信息，并做成PPT的形式。在課堂上讓學生做主，分組講授發(fā)言，自由討論補充，最后教師總結。這極大地發(fā)揮了學生的主動性，開闊了學生的視野，改變了過去那種被動的單向填鴨式的教學模式。

（二）充分利用多媒體和現(xiàn)代教育技術手段

由于先進制造技術在生產中應用得還不是那么普遍，許多新工藝新方法學生都沒有接觸過，也沒有條件都去實訓。為了增加學生的感性認識，我們制作了豐富的課件，收集了很多加工視頻影像資料。在教學過程中，我們適量插入視頻播放，深入淺出地講清了枯燥的原理。比如在學生喜愛的成龍電影《十二生肖》里有一段獸首從掃描到打印成型的過程，整個過程十分生動，學生對此興趣濃厚，視頻直觀地展示出了快速成型原理。

可以引導學生更好地瀏覽制造技術的網(wǎng)站、網(wǎng)絡課程等，網(wǎng)絡課程上有豐富的課件、視頻、習題、往屆學生的大作業(yè)等資源；也可以利用微信引導學生更多地去關注像先進制造技術、材料+、軍工圈之類的微信公眾平臺，讓學生能第一時間了解先進制造技術的發(fā)展和實際應用。

（三）現(xiàn)場教學

用課堂板書加課件的方式講授制造原理學生會覺得枯燥乏味，把課堂搬到制造現(xiàn)場，讓學生邊聽邊做，邊做邊學，這能大大提高教學效果。例如在講述柔性制造技術時，我們采用現(xiàn)場教學，將課堂搬到柔性制造實驗室，讓學生現(xiàn)場觀察柔性系統(tǒng)的各部分組成，通過介紹各部分特點與結構分析，讓學生了解現(xiàn)代機械的特點及發(fā)展趨向，從而掌握相關工作原理。通過演示，學生對于柔性系統(tǒng)工作過程有了初步認識。這樣的現(xiàn)場教學改變了傳統(tǒng)的課堂教學通過圖片灌輸式講原理的教學模式。

（四）實踐教學

實踐教學對培養(yǎng)應用型人才起著不可或缺的作用。教師在課堂上灌輸?shù)南冗M制造技術原理會讓學生感覺很高深、很遙遠，而學生通過實訓親自動手操作后，會感覺到原理很直觀，記憶深刻。為保證實訓條件，近幾年學?；ㄙM大量資金建立了柔性制造實驗室、機器視覺實驗室，工業(yè)現(xiàn)場過程控制實驗室，并擁有按工業(yè)4.0標準建設的智能加工車間，數(shù)控加工中心，擁有數(shù)字掃描3D打印、電火花切割等特種加工設備，為學生建設了實際的工程環(huán)境。我們充分利用校內實訓基地資源開設實訓項目，設計了一系列實驗項目，以提高學生工程能力和實踐應用能力。

1.學生將典型零件通過三維實體造型零件，選擇性地用快速成型光固化法（SLA）和數(shù)控加工機床編程加工出來。這個過程能讓學生學會自己分析、解決問題，動手操作，體會增材制造和去除加工兩種成型方法。電火花線切割實驗不僅能讓學生認識設備結構、加工原理、操作方法，更能讓學生通過實訓體會在加工精度的控制上，出現(xiàn)誤差后怎樣進行誤差分析及優(yōu)化工藝，而不是單純的根據(jù)設計圖形，加工出來就完了。通過實訓操作來提高學生實際分析、解決問題的能力，培養(yǎng)他們的工程素養(yǎng)，以便更好地培養(yǎng)應用型人才。

2.根據(jù)實驗室設備情況，我們還設計了綜合實驗，比如創(chuàng)新作品的設計與制作。學生分小組設計機械作品，選出優(yōu)秀方案，教師指導，學生動手加工出來產品。這個過程涉及計算機輔助設計、輔助工藝規(guī)程編制、數(shù)控程序編制加工仿真、實際數(shù)控加工、裝配性能檢測。這樣的綜合創(chuàng)新實驗，可以讓學生熟悉產品的設計制造過程，使得學生能夠面向制造過程，考慮實際工程問題。

3.我們注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力與實踐能力，通過開放實驗室、實訓中心，鼓勵學生利用資源參加創(chuàng)新能力與實踐能力較強的科技大賽。在2015年舉辦的第四屆山東省大學生工程訓練綜合能力競賽中，我校獲得三等獎三項，并在全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽中多次獲獎。我們引導學生參與到教師的科研項目中來，讓畢業(yè)生具有項目開發(fā)背景。學生能運用計算機輔助設計CAD、計算機輔助工藝規(guī)程設計CAPP、仿真與虛擬設計等現(xiàn)代設計技術開展畢業(yè)設計，這個過程鍛煉了學生的實際動手能力。

4.組織學生到企業(yè)了解當前先進制造企業(yè)的現(xiàn)狀，要求他們寫出相關企業(yè)的重要產品特征。這能讓學生建立現(xiàn)代工業(yè)制造思維模式和先進制造工程意識，熟悉不同企業(yè)的社會地位、歷史、產品分類，并且熟悉本專業(yè)在這些企業(yè)中的應用，同時，這也能為他們畢業(yè)后應聘做好準備。組織部分學生到機床展覽會、工業(yè)博覽會參觀，近距離感觸當前先進制造技術發(fā)展的最新成果、技術應用情況、研究熱點，拓寬學生視野，并要求學生選取先進制造技術的某一方面撰寫文獻綜述。

三、師資隊伍建設

為了保證教學效果，提升教學能力，必須配備理論知識豐富、實踐應用能力強的“雙師型”師資隊伍。為適應高校對應用型人才培養(yǎng)的需求，加快“雙師型”師資隊伍建設，學校制定了《關于選派中青年教師到企業(yè)培訓暫行辦法》，通過校企合作，建立了穩(wěn)定的培訓基地。教師不定期地去生產企業(yè)培訓，學習企業(yè)的先進技術，能提升自身的專業(yè)實踐技能，促進自身實踐教學水平的提高，保障應用型人才培養(yǎng)質量。學校鼓勵教師積極參加各類專業(yè)職業(yè)證書的培訓考試，制定了繼續(xù)教育暫行管理辦法；實施雙語教學培訓，鼓勵教師申報科研項目，提高教師的研究能力，同時還從企業(yè)聘用實踐技能豐富的工程師參與實踐性強的課程教學。我們通過一系列措施加快了教師隊伍建設，建立了一支素質優(yōu)良的師資隊伍。

上述各項措施雖然取得了一定的教學效果，但還有不足之處。目前，實驗室時間和空間都足夠開放，但實驗內容開放還不夠；先進制造設備相對較昂貴，成本投入較大，需要發(fā)展虛擬實驗等教學手段。基于應用型人才培養(yǎng)的先進制造技術課程建設是一個長期的過程，需要不斷優(yōu)化課程內容，在教學模式和教學方法上要持續(xù)探索和改進，這樣才能提高教學效果，為培養(yǎng)高素質應用型人才服務。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 陳明.機械制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012：206.

[2] 葛英飛.面向應用型本科的先進制造技術課程建設與教學改革實踐與探討[J].科技信息，2008（26）：393-395.

[3] 劉璇，曹秋紅，宋守啟.融合海洋特色的先進制造技術案例式教學改革實踐[J].黑龍江教育，2015（3）：1-2.

[4] 黃中華，謝雅.先進制造技術課程教學改革[J].湖南工程學院學報，2011（4）：12-15.

[責任編輯：陳 明]