“現(xiàn)代制造技術(shù)”課程開放式教學(xué)方法改革探析

田劼 李一錦

摘? 要：文章對(duì)“現(xiàn)代制造技術(shù)”課程教學(xué)資源的建設(shè)、開放式案例研討、模塊化實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)基地及校企聯(lián)合培養(yǎng)強(qiáng)化等方面進(jìn)行了探索，強(qiáng)調(diào)要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，從而提高教學(xué)質(zhì)量，突出學(xué)校培養(yǎng)的教學(xué)導(dǎo)向。

關(guān)鍵詞：教學(xué)資源建設(shè);開放式案例研討;模塊實(shí)踐

作者簡(jiǎn)介：田劼，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）機(jī)電與信息工程學(xué)院副教授，工學(xué)博士，研究方向?yàn)楣收显\斷;李一錦，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）機(jī)電與信息工程學(xué)院講師，工學(xué)博士，研究方向?yàn)閭鞲衅髋c檢測(cè)技術(shù)。（北京 100083）

基金項(xiàng)目：本文系中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）校級(jí)教改項(xiàng)目“現(xiàn)代制造技術(shù)開放式案例研討教學(xué)與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：J180418）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.4? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1671-0568（2019）12-0010-02

一、研究背景

國(guó)家的制造技術(shù)水平是衡量國(guó)力強(qiáng)弱及經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展的重要指標(biāo)。隨著產(chǎn)品模式的不斷創(chuàng)新，快速原型技術(shù)、虛擬制造、人工智能等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，全球融合、制造的服務(wù)化模式日益顯著。這些新技術(shù)都需要相匹配的人才去創(chuàng)新推進(jìn)。因此，相應(yīng)課程應(yīng)緊隨發(fā)展的步伐，不斷教學(xué)探索與實(shí)踐，更好地培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展的要求。[1][2]

“現(xiàn)代制造技術(shù)”是一門專業(yè)性、實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，課程開設(shè)的目的和任務(wù)是使學(xué)生開闊視野，了解機(jī)械制造的比較完整的過(guò)程，生產(chǎn)過(guò)程的組織、裝備及工藝規(guī)程，了解先進(jìn)制造技術(shù)、培養(yǎng)先進(jìn)的企業(yè)發(fā)展理念、提高專業(yè)知識(shí)面奠定基礎(chǔ)，使學(xué)生初步具備對(duì)制造系統(tǒng)、制造模式選擇決策的能力。目前該門課程的授課方式為課堂面授，但這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能滿足現(xiàn)階段教學(xué)要求，課程教學(xué)內(nèi)容亟須與時(shí)俱進(jìn)，追趕先進(jìn)的制造技術(shù)發(fā)展熱點(diǎn)和趨勢(shì)。

二、教學(xué)探索與實(shí)踐

“現(xiàn)代制造技術(shù)”是測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)基礎(chǔ)課程，教學(xué)目的是使學(xué)生對(duì)機(jī)械制造技術(shù)有一個(gè)總體的、全貌的了解與把握，并且能了解當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展?！艾F(xiàn)代制造技術(shù)”課程各章節(jié)相對(duì)獨(dú)立，各知識(shí)板塊信息量巨大，幾乎每章節(jié)都涉及一門學(xué)科的發(fā)展。但該門課程學(xué)時(shí)相對(duì)有限，單純依賴課堂教學(xué)，學(xué)生理解有一定困難。針對(duì)此問(wèn)題，擬將：①課程中的部分知識(shí)點(diǎn)制作成微課件，借助網(wǎng)絡(luò)不受時(shí)間、地點(diǎn)限制的特點(diǎn)，通過(guò)教師引導(dǎo)學(xué)生在課外完成基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，而在課上有效指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行碎片化知識(shí)的梳理及細(xì)化以及對(duì)重點(diǎn)及難點(diǎn)的精講;②該門課程教學(xué)模塊化特點(diǎn)突顯，可將學(xué)生進(jìn)行分組，有針對(duì)性地進(jìn)行案例研討;③在課下學(xué)生可分組進(jìn)行實(shí)物加工制造，這樣不僅能加強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提升其對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣，也為學(xué)生專業(yè)綜合設(shè)計(jì)的開展以及未來(lái)的擇業(yè)和深造奠定基礎(chǔ)。

1.教學(xué)資源建設(shè)。教學(xué)內(nèi)容包括課前教學(xué)設(shè)計(jì)、課內(nèi)教學(xué)設(shè)計(jì)、課后案例輔導(dǎo)。教學(xué)資源的建設(shè)具體包括課程信息資源建設(shè)、教學(xué)文本資源建設(shè)以及教學(xué)活動(dòng)資源建設(shè)。

教研組嘗試精選部分章節(jié)進(jìn)行教學(xué)探索。例如快速原型制造章節(jié)，將已有的教學(xué)資源（教學(xué)電子課件、教學(xué)案例等）與學(xué)生進(jìn)行共享。學(xué)生在正式上課之前就對(duì)快速原型制造的原理、成型的工藝方法、快速模具技術(shù)等相關(guān)課程內(nèi)容有了一定了解。所以在課堂上可以重點(diǎn)深入地學(xué)習(xí)快速原型的設(shè)計(jì)思路，對(duì)于共識(shí)性的基礎(chǔ)知識(shí)無(wú)須重復(fù)講解。再根據(jù)學(xué)生課堂的學(xué)習(xí)效果制作課程難點(diǎn)微課程，課下幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行鞏固消化。最大限度地利用有限的課時(shí)，幫助學(xué)生進(jìn)高效學(xué)習(xí)。此外，為更好地引導(dǎo)學(xué)生理解先進(jìn)制造技術(shù)的理念，以及與傳統(tǒng)的機(jī)械加工的關(guān)聯(lián)性。教研組成員專門赴煤礦加工機(jī)械廠，錄制了相關(guān)制造視頻。這些寶貴的資源有效地提高了課堂授課質(zhì)量，提升了學(xué)生對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)加工制造的理解。

2.開放式案例研討。案例教學(xué)模式是指授課教師講解基本概念，提出問(wèn)題，學(xué)生課下查閱資料整合報(bào)告，課上學(xué)生分組匯報(bào)討論，最后由教師綜合完善講評(píng)的過(guò)程，其目的是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際思考解決問(wèn)題的能力。以本校測(cè)控專業(yè)本科生班為例（班級(jí)人數(shù)約30人），根據(jù)課程的性質(zhì)和人數(shù)，開展課堂案例研討。學(xué)生可依據(jù)興趣點(diǎn)，4-5人自由組合，全班大致可分為6組。每組學(xué)生可選擇一個(gè)具體的章節(jié)，課下查閱資料，匯總制作小組匯報(bào)PPT（圖片、視頻等多媒體資料）。課上先由授課教師大致講解該章節(jié)的基本原理和組成，然后由分組代表給全班學(xué)生講解本小組成員對(duì)該部分知識(shí)的理解，以及應(yīng)用到本專業(yè)的具體案例，講解中其他學(xué)生可隨時(shí)提問(wèn)及討論。最后教師對(duì)講解中的疏漏進(jìn)行完善、補(bǔ)充，并根據(jù)講評(píng)及研討的效果給予平時(shí)成績(jī)。

3.模塊化實(shí)踐?；诂F(xiàn)有教學(xué)設(shè)備，優(yōu)選部分教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生分組進(jìn)行模塊化實(shí)踐。例如，在學(xué)習(xí)完快速原型、逆向工程、計(jì)算機(jī)虛擬制造等章節(jié)后，學(xué)生利用三維掃描儀掃描實(shí)體，通過(guò)逆向工程轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，再利用三維制圖軟件進(jìn)行修改創(chuàng)新，最后通過(guò)3D打印機(jī)進(jìn)行實(shí)物打印。在此教學(xué)過(guò)程中學(xué)生主動(dòng)性強(qiáng)，一方面學(xué)生通過(guò)親身體驗(yàn)快速原型制造的整個(gè)流程，加深對(duì)三個(gè)章節(jié)的基本原理和技術(shù)應(yīng)用的理解，另一方面學(xué)生在已有的數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)協(xié)作，創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，解決問(wèn)題的能力，有效提升了教學(xué)質(zhì)量。

4.實(shí)訓(xùn)基地及校企聯(lián)合培養(yǎng)。在高等教育中，工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)必不可缺。這是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力及科研創(chuàng)新精神的有效途徑。[3]測(cè)控專業(yè)已建立了“校內(nèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、校外培養(yǎng)基地、參觀專業(yè)技術(shù)展覽”三位一體的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。緊緊把握“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)實(shí)踐、重創(chuàng)新”的特色開展人才培養(yǎng)，與中煤張家口煤礦機(jī)械有限公司、中煤北京煤礦機(jī)械有限公司和冀中能源梧桐莊礦合作共建校外人才培養(yǎng)基地。此外，借由大型的國(guó)際機(jī)床展、中國(guó)國(guó)際煤炭采礦展等，教師組織學(xué)生前往參觀。展會(huì)上的所有展品都會(huì)涉及“現(xiàn)代制造技術(shù)”相關(guān)章節(jié)內(nèi)容。學(xué)生通過(guò)高效的預(yù)覽，可以了解到最前沿，最新產(chǎn)品、先進(jìn)制造技術(shù)和解決方案。以上實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)都有效地促進(jìn)了學(xué)生對(duì)于“現(xiàn)代制造技術(shù)”相關(guān)課程的全面學(xué)習(xí)和理解。

三、教學(xué)效果及結(jié)論

在理論教學(xué)過(guò)程中，教師注重綜合性和實(shí)用性，強(qiáng)調(diào)具有較強(qiáng)實(shí)用價(jià)值的內(nèi)容和訓(xùn)練，重點(diǎn)突出學(xué)生對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)知識(shí)應(yīng)用過(guò)程和方法的掌握。教研組通過(guò)不斷地研討實(shí)踐，讓學(xué)生從知識(shí)的被動(dòng)接收者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)參與者和積極探索者，在發(fā)揮教師主導(dǎo)作用的同時(shí)充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，為學(xué)生的積極參與創(chuàng)造條件，引導(dǎo)學(xué)生去思考、探索、發(fā)現(xiàn)。教學(xué)實(shí)踐效果及結(jié)論如下：

1.教學(xué)特點(diǎn)。課程突出“以機(jī)械認(rèn)識(shí)為主線，以實(shí)際應(yīng)用為目的”的教學(xué)特點(diǎn)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，使學(xué)生更深入地了解專業(yè)知識(shí)在煤炭行業(yè)的應(yīng)用情況，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)突出本校培養(yǎng)礦業(yè)人才的教學(xué)導(dǎo)向。

2.教學(xué)資源建設(shè)。將教學(xué)大綱、教案、習(xí)題、參考資料、煤礦機(jī)械制造廠錄制的教學(xué)視頻等內(nèi)容共享給學(xué)生，便于學(xué)生理解和自學(xué)。課堂學(xué)時(shí)集中討論章節(jié)的重難點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生深入理解先進(jìn)制造技術(shù)及應(yīng)用。相對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式，大幅度提高了課堂信息量，充分提升了授課效率，同時(shí)調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)獲取更多的知識(shí)。

3.開放式案例研討教學(xué)。安排專題學(xué)生自學(xué)，由學(xué)生在課堂上向全班講述，再小組討論、分析和評(píng)價(jià)，使每位學(xué)生都有興趣積極參與，活躍課堂氣氛，培養(yǎng)自學(xué)的能力。

4.模塊化實(shí)踐。有效利用教學(xué)設(shè)備，引導(dǎo)學(xué)生開展部分章節(jié)的動(dòng)手實(shí)踐，打破學(xué)科的系統(tǒng)性，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科內(nèi)容的相對(duì)銜接、滲透和整合。

最后，通過(guò)測(cè)控專業(yè)建立的“校內(nèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、校外培養(yǎng)基地、參觀專業(yè)技術(shù)展覽”三位一體的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。讓學(xué)生開闊眼界，全方位了解現(xiàn)代制作技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和脈絡(luò)。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 程俊廷，謝雪冬，吳維華.基于校企合作的“現(xiàn)代制造”工程中心建設(shè)探索[J].黑龍江教育（理論與實(shí)踐），2014，（7）：55-56.

責(zé)任編輯? 郝? 嬋