農業(yè)院校機械學科的先進制造技術實驗教學的研究

郭洪宇 謝哲東

摘 要：先進制造技術是機械學科相關專業(yè)學生的一門比較重要的專業(yè)基礎課程，而其實驗教學是該門課程必修的部分，是將理論知識與實踐操作結合的重要環(huán)節(jié)。本文主要針對農業(yè)院校中的機械學科專業(yè)在先進制造技術實驗教學環(huán)節(jié)中普遍存在的“重理論、輕實踐”，對實驗教學重視程度不足，相關實驗教學師資力量薄弱，實驗教學缺乏整體提升模塊，缺少重要設備的資金投入等現狀問題進行研究，并將吉林農業(yè)大學工程技術學院開設先進制造技術課程的專業(yè)作為研究對象，通過對先進制造技術實驗教學的部分模式改進，從而使教學達到更加理想的效果。

關鍵詞：農業(yè)院校;機械學科;先進制造技術課程;實驗教學

中圖分類號：S-0

文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190815069

前言

我國的工科專業(yè)的本科教育自20世紀90年代起逐步完成了相關專業(yè)的合理設置，形成了以機械類、電子類為基礎的工科專業(yè)的教學體系，現在很多農業(yè)院校都是涵蓋多學科門類的綜合性大學，其中工科專業(yè)也是比較重要的學科分支。2015年3月5日，李克強總理在全國兩會上作《政府工作報告》時首次提出“中國制造2025”的宏大計劃。這一國家級戰(zhàn)略的提出，對于制造業(yè)的發(fā)展提供了千載難逢的機遇，也對高校工科專業(yè)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)以及相關課程的教學方式方法提出了更高的要求。

先進制造技術（advanced manufacturing technique，AMT），就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產生的技術、設備和系統(tǒng)的總稱。主要包括：計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統(tǒng)等。先進制造技術這門課程是工科專業(yè)，特別是機械設計制造及其自動化、自動化等專業(yè)的專業(yè)基礎課。通過這門課程的學習，學生可以掌握部分先進制造技術的原理，了解目前先進制造技術的發(fā)展方向，而先進制造技術的實驗環(huán)節(jié)可以使學生熟悉部分先進制造設備的加工方式和操作方法，是一個夯實基礎知識、提高實踐動手能力的重要過程[1]。

1 先進制造技術實驗教學的特點

先進制造技術課程是一門綜合性很強的機械學科專業(yè)理論課程，涉及到的概念、理論、方法比較多，同時，在學習過程中還會運用到其他機械學科的課程的相關知識，例如：機械設計、機械原理、互換性與測量技術等。因此，先進制造技術這門課程，在整個機械學科的課程安排中有著重要的地位。

機械學科專業(yè)設置的課程，如果只有課堂上理論知識的講解是無法培養(yǎng)出合格的工科專業(yè)人才的。實驗教學的開展對于學生深入掌握專業(yè)知識，提高動手能力，培養(yǎng)學生的綜合能力起著關鍵作用。先進制造技術實驗教學作為先進制造技術課程的實踐教學環(huán)節(jié)，以提高學生靈活運用專業(yè)知識、培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力為方向;以了解機械制造前沿科學技術為引領;以夯實理論知識及加強學生動手操作能力為抓手;以實驗指導教師的講授和各種網路資源的應用為方法;以學生的實際操作和經驗總結為過程開展實踐教學活動。

相對于其他一些機械學科專業(yè)課程的實驗教學內容，先進制造技術的實驗教學既要通過實驗設備對一些重要的理論知識部分進行講解與操作，還要利用各種教學資源對先進制造技術的發(fā)展前景及現階段應用情況進行介紹。因此，先進制造技術實驗可分為理論指導實驗和前沿技術引導實驗。先理論，再前沿，激發(fā)學生對于先進制造技術以及機械制造學習的強烈興趣，培養(yǎng)學生獨立自主的創(chuàng)新實踐能力以及一定水平的工程素養(yǎng)。

2 農業(yè)院校機械學科先進制造技術實驗教學存在的主要問題

2.1 對實驗教學的重視程度不夠及實驗設備設置不足

農業(yè)院校是我國高等教育學校設置中十分重要的組成部分，與農業(yè)相關的專業(yè)是學校以及所在省份教育部門支持優(yōu)先發(fā)展的學科，經費、人力等資源必然會優(yōu)先投入到這些學科。機械學科作為工科專業(yè)的一支，不是學校的優(yōu)勢學科，必然出現重視程度不夠、基礎薄弱、發(fā)展遲緩的問題[2]。這些問題的存在一定程度上影響了教學及科研等工作的開展，也讓一些任課教師產生了消極的情緒，特別是對于實驗課程更是有了“能不麻煩就不麻煩”的態(tài)度;同時，實驗教學中需要對一些實驗設備進行操作演示，部分任課教師缺乏相關設備操作的培訓及使用經驗，導致一些設備無法使用，也讓有的任課教師產生了“期末考試又不考設備操作”的想法。部分農業(yè)院校在所在省份是省屬重點院校，非“985”和“211”院校，高考招生中生源素質不是特別理想，很多學生進入到大學校園后，認為自己“自由”了，缺乏繼續(xù)深造的動力和自主學習的能力，對實驗課程也不夠重視。

以先進制造技術實驗教學為代表的工科專業(yè)的實驗教學對實驗室以及實驗設備的要求較高，但實驗室的建設和相關設備的設置需要大量的經費。為了完成人才培養(yǎng)方案的最低要求，只購置了一些滿足基本教學需要的設備，數量少、技術含量低，特別是先進制造技術實驗教學需要的一些實驗設備涉及到很多前沿技術，例如：柔性制造系統(tǒng)、超精密加工機床、激光切割機床、快速成型設備等由于價格昂貴，在很多農業(yè)院校的實驗室中還是空白，導致“實驗課無動手操作”，學生無法真正接觸到先進制造技術的新技術、新科技，甚至一些已經發(fā)展很多年的先進制造技術都只是“書本上的東西”。老師講授過程沒有新意，學生沒有學習的興趣，使農業(yè)院校中機械學科的學生在繼續(xù)深造和就業(yè)上沒有優(yōu)勢。

2.2 教學模式古老，不能合理利用網絡資源

由于對實驗教學的重視程度不夠及實驗設備設置不足等原因，操作實驗變成演示實驗，老師“講”、學生“看”，部分認真學習的學生會跟隨實驗教師的思路完成學習，大部分學生卻沒有融入，致使實驗課變成了效果不佳的“雞肋課程”。而使用的一些實驗教材和指導書，年頭較長、內容古老，缺乏對當代大學生工程素養(yǎng)以及創(chuàng)新實踐綜合能力的培養(yǎng)與整體提升。

當今社會，是一個網絡高度發(fā)達和高速發(fā)展的時代，合理利用網絡資源服務于高等教育的各個環(huán)節(jié)，是這個時代對所有教育的參與者的新要求。但是，目前很多機械學科教師和學生還沒有順應這個時代潮流，還是“課堂+書本”的模式，不能合理利用網絡資源。

2.3 實驗教學與實際生產以及新技術發(fā)展“脫鉤”

機械學科培養(yǎng)的學生大部分在今后的工作崗位的選擇上，都要從事與機械設計、機械制造、機械自動化相關的領域，而這些都需要學生具備扎實的理論知識、較強的動手操作能力、綜合解決問題的能力以及創(chuàng)新實踐的能力，最終將這些能力運用到實際生產中。但是目前的實驗教學缺少與實際生產的相互融合，缺少“雙師型”實驗教師的指導，導致學生“機械式”完成了學習任務，畢業(yè)后無法馬上成為生產單位需要的專業(yè)人才。

3 先進制造技術實驗教學的模式改進措施

3.1 發(fā)揮農業(yè)院校優(yōu)勢，提高機械學科課程實驗教學的重視程度

提高機械學科課程實驗教學的重視程度，需要院校、任課教師、專業(yè)學生共同努力。

在“新工科”、“新農科”等概念相繼提出的背景下，機械學科所屬的工科專業(yè)是綜合性農業(yè)院校學科融合發(fā)展，提高學校綜合競爭實力必不可少的學科配置。學校應從學科建設的高度上，加強學科間的融合，促進學科間的協(xié)調共同發(fā)展;為學科建設與發(fā)展爭取更多中央和地方的政策和資金的支持力度，加大實驗設備特別是先進制造前沿技術設備的購置力度;讓實驗教學的任課教師“走出去”，通過繼續(xù)培養(yǎng)提高任課教師整體水平，讓具有一定實際生產經驗的企業(yè)人員“請進來”，通過“傳幫帶”指導實驗教學工作。

任課教師作為整個實驗教學關節(jié)的講授者，應明確作為教師的使命和責任，意識到實驗教學的重要作用，主動學習先進制造前沿技術的內容，加強對實驗指導的深度和廣度，學會合理利用網絡資源，進一步優(yōu)化實驗教學指導的內容。

學生作為學習過程的“終端”，應本著對自己負責任的態(tài)度，認真完成各項實驗教學的安排。積極運用網絡資源及其他渠道，主動了解先進制造前沿技術的內容。同時，通過積極參與各種實習實踐活動，大學生學科競賽，例如：全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽、全國大學生工程訓練綜合能力競賽、全國大學生智能農業(yè)裝備設計大賽等賽事。通過成績的取得以及準備過程中的收獲，培養(yǎng)學生自主學習的主動性，進而提高整個先進制造技術實驗教學的質量。

3.2 利用網絡資源等新技術創(chuàng)新實驗授課模式

積極利用網絡資源將先進制造技術的前沿科技向學生進行講解，可以一定程度上彌補實驗設備不足導致實驗效果不好的弊端。例如：微信的“公眾號”功能中有一些涉及到先進制造技術的公眾號，比如“金屬加工”、“數控工程師”等，可以向學生介紹，讓學生每天學習，不出校園便可以及時了解和得到前沿技術和相關的資料。利用多媒體技術將實驗教學的每個步驟用圖片、視頻、動圖呈現出來，制作成“微課”、“慕課”等新授課方式，讓學生對于實驗課充滿興趣和期待，積極主動完成實驗教學內容[3]。

3.3 實驗室全面開放，開拓校外生產實習基地

先進制造技術的實驗設備不僅僅是為了完成機械學科相關實驗而準備的，實驗室應面向全校乃至社會提供服務，為各學院學生參加各種實習實踐活動、專業(yè)學科競賽以及協(xié)助完成各學院教師的科研課題提供設備基礎。例如：吉林農業(yè)大學機械制造實驗室同信息技術學體院合作，完成了“消失模切割機”、“硬幣分揀識別設備”等項目的制造等工作。同時，開拓校外生產實習基地，吉林農業(yè)大學工程技術學院積極聯系了中國第一汽車集團公司，中國中車長客集團公司、等一批有社會責任感、有實力的企業(yè)作為校外生產實習基地。

4 結束語

在先進制造技術實驗課程開展并改進的幾年時間里，相關改進措施正在逐步摸索與實施，任課教師“樂于教、精于教”，專業(yè)學生“樂于學、精于學”的氛圍正在形成，為學生接下來課程的學習和個人的良好發(fā)展奠定了基礎。近年來，吉林農業(yè)大學工程技術學院在機械學科的教學、科研等相關領域都取得了一定成績和可喜變化，但也存在很多需要繼續(xù)完善和改進的地方，任重道遠，需要繼續(xù)奮斗。

參考文獻

[1]趙云偉，劉曉敏.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的先進制造技術實訓教學改革[J].實驗技術與管理，2019，36（04）：193-196.

[2]田耘，楊亞洲，郭穎杰，潘世強.農業(yè)院校工科類學生創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的研究與實踐[J].吉林農業(yè)大學高等教育研究，2013（3）：30-32.

[3]孔曉玲，尹成龍，王睿，周潔，朱林，楊義.多媒體技術在金工實習中的應用[J].高等農業(yè)教育，2007（10）：109-112.

作者簡介：

郭洪宇（1988-），男，碩士，實驗師。研究方向：先進制造技術與裝備;

謝哲東（1974-），男，博士，副教授。研究方向：先進制造技術與裝備。