應(yīng)用型本科“機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)”課程教學(xué)創(chuàng)新探究
——以宿州學(xué)院為例

楊 權(quán) 何 康 張秀香 蔡 斌 梁 芹

（1.宿州學(xué)院機(jī)械與電子工程學(xué)院 安徽·宿州 234000；2.安徽車橋有限公司 安徽·宿州 234000）

一、課程目標(biāo)及地位

“機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)”作為機(jī)械類專業(yè)必修的一門專業(yè)核心課，一般在本科第六學(xué)期開設(shè)，開設(shè)時(shí)間上晚于“機(jī)械制圖”“工程材料及成型技術(shù)”“理論力學(xué)”“材料力學(xué)”“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計(jì)”等機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)課，此門課程的教學(xué)實(shí)踐要求學(xué)生具備一定的機(jī)械素養(yǎng)和學(xué)科積累。 課程內(nèi)容涉及面廣，知識(shí)點(diǎn)多，實(shí)踐性強(qiáng)，針對(duì)性實(shí)用性突出。 宿州學(xué)院作為以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的本科院校，更加注重教學(xué)過程中對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)以及工程意識(shí)的強(qiáng)化。 因此，“機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)體系與教學(xué)模式需要進(jìn)一步加強(qiáng)改革研究與實(shí)踐[1-3]。

二、課程內(nèi)容及存在問題

本課程在內(nèi)容上主要介紹機(jī)械制造過程中裝備的種類作用、工作原理、設(shè)計(jì)方案、評(píng)價(jià)優(yōu)化。 課程設(shè)置的目的在于培養(yǎng)能夠靈活利用理論、解決實(shí)際問題的符合學(xué)?！皯?yīng)用型、地方型”辦學(xué)定位的復(fù)合型人才。

在實(shí)際的教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)存在以下幾方面的問題：

1.課程學(xué)時(shí)較少。 課程安排只有32 學(xué)時(shí)，相對(duì)來說較少，在有限的時(shí)間內(nèi)，青年教師一味求快趕進(jìn)度，講述綜合理論性質(zhì)較強(qiáng)的此門課程，切斷了與其它課程的關(guān)聯(lián)性，容易造成知識(shí)結(jié)塊，不同的課程內(nèi)容之間聯(lián)系達(dá)不到融會(huì)貫通，學(xué)生理解課程理論、解決實(shí)際問題乃至應(yīng)用的能力隨之下降。

2.教學(xué)形式單一。 教學(xué)中主要采用多媒體PPT授課，雖然圖片清晰，但形式上更多的是一點(diǎn)而過，學(xué)生來不及思考，造成學(xué)生過于關(guān)注圖片的不良教學(xué)效果。 因教學(xué)時(shí)間的限制，無法對(duì)課程內(nèi)容、課程聯(lián)系進(jìn)行深入探討，缺少與實(shí)際工廠生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)合，上課枯燥無味，學(xué)生借看PPT 之機(jī)會(huì)，行思維跑偏之路。

3.課程考核形式單一。 本門課程考核組成為考勤+考試。 學(xué)生自己心里也有小算盤，考勤全勤，考試前死記硬背，課程輕松通過。 課程學(xué)習(xí)變得僅僅是一門考試，學(xué)生通過死記知識(shí)點(diǎn)，降低了學(xué)習(xí)興趣，考完也就把知識(shí)完全返還給老師，遠(yuǎn)離了培養(yǎng)方案中關(guān)于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo)[4]。

三、課程教學(xué)體系創(chuàng)新

（一）研究對(duì)象

本課程研究對(duì)象是機(jī)械制造裝備，主要分為加工裝備、工藝裝備、倉儲(chǔ)傳送裝備和輔助裝備四種類型。課程內(nèi)容上以這四大板塊組成，圍繞“基本原理—結(jié)構(gòu)組成—設(shè)計(jì)方法—反饋評(píng)價(jià)”這一主線展開，講述的過程中特別強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合[5]。

（二）理論模塊

1.課程內(nèi)涵上，優(yōu)化課程內(nèi)容。課程內(nèi)容緊緊圍繞培養(yǎng)方案，在章節(jié)的選擇上，遵循主次分明的原則，重點(diǎn)講述機(jī)械制造裝備的發(fā)展歷程、趨勢(shì)，金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)，典型零部件的設(shè)計(jì)，物流系統(tǒng)及裝備生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)，而與其它課程重復(fù)的夾具部分則一帶而過。 詳略得當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容安排使學(xué)生容易接受消化，從而提高學(xué)生課程學(xué)習(xí)效率。

2.教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)多元化。PPT 教學(xué)結(jié)構(gòu)清晰，內(nèi)容豐富， 但單純利用PPT 容易使學(xué)生產(chǎn)生疲憊感，知識(shí)的目不暇接令他們不知所措；部分公式、機(jī)床結(jié)構(gòu)結(jié)合板書，一筆一畫間培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知、引導(dǎo)學(xué)生思維；同時(shí)多采用課堂小組討論，師生互動(dòng)的方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)性教學(xué)。

3.課程外延上，拓展課程知識(shí)面。在講述基礎(chǔ)理論的同時(shí)，適時(shí)地補(bǔ)充課外知識(shí)。 不局限于課堂上，線上QQ 群也應(yīng)該積極活躍。 通過引用楊叔子院士對(duì)機(jī)械裝備領(lǐng)域的“精、極、數(shù)、自、智、網(wǎng)、集、綠”八字方針，結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)制造裝備的視頻、圖庫、動(dòng)畫等調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。 線上線下共同發(fā)力，不僅彌補(bǔ)了課時(shí)不足的缺陷， 同時(shí)開闊了學(xué)生的視野，擴(kuò)大了學(xué)生的見識(shí)[6-7]。

（三）實(shí)驗(yàn)?zāi)K

1.適當(dāng)增加實(shí)踐環(huán)節(jié)。本門課程實(shí)踐性、操作性強(qiáng)，針對(duì)這一特點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)增加學(xué)生與機(jī)械裝備接觸的機(jī)會(huì)。 本門課程的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所有兩處：其一為工程技術(shù)中心，其二為校企合作的工廠。 多引領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)實(shí)踐場(chǎng)所， 讓他們看到實(shí)際生產(chǎn)與裝配過程，不僅開拓了學(xué)生的眼界，豐富了知識(shí)，同時(shí)引起了他們的興趣，從而節(jié)約理論教學(xué)時(shí)間，提高課堂教學(xué)效率。

2.合理安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 實(shí)驗(yàn)是對(duì)理論的驗(yàn)證與延伸，結(jié)合專業(yè)課程特點(diǎn)，緊扣學(xué)校學(xué)院“應(yīng)用型”培養(yǎng)目標(biāo)， 編寫了機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，書中設(shè)置以下六個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：機(jī)床整體結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)的認(rèn)知，工件表面的成型方法，機(jī)床幾何精度的測(cè)量與計(jì)算，機(jī)床主軸部件關(guān)鍵尺寸參數(shù)的測(cè)量計(jì)算，車床主軸箱傳動(dòng)轉(zhuǎn)速圖的繪制，車間空間布局及物流分配。

3.開設(shè)綜合性創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。 對(duì)于理論性和實(shí)踐性結(jié)合較強(qiáng)的課程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力尤為重要。 本門課程開設(shè)有綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中4～5 人組成一個(gè)小組，通過查詢資料，相互討論，教師指導(dǎo)， 解決實(shí)際問題。 例如通過拆解車床CA6140 整體結(jié)構(gòu)，分解出不同傳動(dòng)零部件，分析它們的傳動(dòng)關(guān)系，計(jì)算相應(yīng)的傳動(dòng)比分配，進(jìn)而繪制出車床轉(zhuǎn)速圖。 又如通過實(shí)地走訪調(diào)研，深入安徽車橋有限公司一線生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，針對(duì)現(xiàn)有的車間布局提出自己的理解和建設(shè)意見。

四、教學(xué)模式改革實(shí)施

（一）加強(qiáng)校企合作，深度培養(yǎng)學(xué)生能力

實(shí)踐課程的上課場(chǎng)所不僅僅局限在工程技術(shù)中心，校企合作的安徽車橋廠車間也是課程內(nèi)容的實(shí)踐基地。 在講授金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)過程這部分內(nèi)容時(shí)，在冷加工車間，按照設(shè)計(jì)步驟一步步結(jié)合實(shí)體車床CA6140 介紹給學(xué)生們； 通過拆卸機(jī)床結(jié)構(gòu)，達(dá)到熟悉基本理論，掌握設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)要求的目的，學(xué)生在拆裝的過程中，培養(yǎng)學(xué)生們運(yùn)用理論知識(shí)來解決實(shí)際問題的能力。

（二）實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂，師生合作共贏

俗話說，臺(tái)上一分鐘，臺(tái)下十年功。 不親自走上講臺(tái)，學(xué)生體會(huì)不到教學(xué)過程的辛苦。 通過翻轉(zhuǎn)課堂，讓學(xué)生從前期選題引課、課程設(shè)計(jì)、課程內(nèi)容的安排，到后面的課堂效果、課堂考核全面的參與進(jìn)來。 例如在講述自動(dòng)化倉庫這節(jié)課時(shí)，教師作為學(xué)生，學(xué)生反轉(zhuǎn)成為老師，三年來，經(jīng)過多次翻轉(zhuǎn)實(shí)施，這門課都取得了較好的教學(xué)效果。 在物流設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，讓自主創(chuàng)業(yè)的同學(xué)現(xiàn)身說法，結(jié)合他們的創(chuàng)業(yè)過程，與制造裝備的設(shè)計(jì)過程相比較，在類比的過程中加深同學(xué)們對(duì)課程知識(shí)體系的認(rèn)知。

（三）學(xué)科競(jìng)賽引導(dǎo)，部分以賽代課

由于“機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)”是一門綜合性、實(shí)踐性比較強(qiáng)的課程，與學(xué)科競(jìng)賽對(duì)學(xué)生的要求有許多相通之處，也可以認(rèn)為不謀而合。 安排有科研興趣的同學(xué)按照自愿和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的原則，4 至5 人組成一個(gè)科研小組，每個(gè)小組通過查詢資料、求助教師，提出和課程相關(guān)的研究課題。 對(duì)于學(xué)習(xí)動(dòng)手能力較強(qiáng)的學(xué)生課題組， 可以進(jìn)一步引導(dǎo)其參與到省級(jí)、國家級(jí)的綜合性、開放性比賽項(xiàng)目。 結(jié)合第八屆機(jī)械創(chuàng)新大賽“智能停車設(shè)備”的制作過程，講述倉儲(chǔ)傳送裝備的特點(diǎn)；第六屆全國機(jī)械工程訓(xùn)練大賽中無碳小車的設(shè)計(jì)與制作，也很好地促進(jìn)了實(shí)踐教學(xué)的開展。 以賽代課，以賽促練，學(xué)生有興趣，有樂趣，不僅完成了課程內(nèi)容，也提升了自身的創(chuàng)新意識(shí)和解決實(shí)際問題的能力。

結(jié) 語

“機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)”課程綜合性實(shí)踐性強(qiáng)，通過構(gòu)建教學(xué)體系、改革教學(xué)模式、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)手段和綜合創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)方法，整合了多種教學(xué)要素，解決了傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題。 構(gòu)建后的課程體系，采用改革教學(xué)模式激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的發(fā)展，同時(shí)也豐富了課程教學(xué)內(nèi)容，提升了教師的教學(xué)效果。