先進制造技術工程化項目教學運維方案設計研究

葛英飛 李光榮 賈丙輝 邱勝海 賈曉林

（南京工程學院<機械學院>，江蘇 南京 211167）

0 引言

當前中國正處于全面創(chuàng)新的時代，對創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)的需求比以往任何時候都迫切。大學生是創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)的積極分子，但工程教育針對性不強、研究力量不夠、教育模式存在單一等問題對當代大學生的教育質量形成嚴峻影響和威脅[1-4]。

先進制造技術的核心是先進制造方法和工藝[5-6]，以其高效率、高質量以及對市場變化的快速響應為特征。 新材料、新結構、新工藝策略層出不窮，在本科生能力和素質培養(yǎng)過程中將這些內容充實到其工程創(chuàng)新訓練中，對于學生適應企業(yè)一線技術需求和若干年后他們的培養(yǎng)目標的實現具有重要意義[7-9]。

目前，關于先進制造或數控加工方面的工程訓練方面的實踐和研究眾多，但在先進制造技術工程化項目教學運維方案設計方面的研究還鮮見報道。 鑒于此，本文提出融教產研于一體、覆蓋本科生多維度理論和實踐課程的多元化訓練教學形式，從而適應各年級學生的選題和訓練需要，研究建立和完善開放式教與學的互動機制。

1 工程化項目教學運維方案設計

1.1 管理體制

先進制造與數字化設計是南京工程學院校級一級項目訓練平臺，實行校、院（系）兩級管理。學校和教務處負責建設規(guī)劃、資產管理、教學任務安排；院系負責具體建設和教學任務的落實，日常運行維護和師生管理。

1.2 理論和實踐教學

訓練中心重點將CAD/CAM技術、數控技術、測試技術、高速切削技術、機械制造基礎、機械制造工藝、金屬切削原理和刀具、先進制造技術、有限元法及應用、金屬切削試驗技術、實驗設計方法等理論教學內容，以及數控加工實習、CAD實訓、機械制造工藝等課程設計和畢業(yè)設計列入訓練中心的綜合訓練平臺中，并逐步建立以先進制造技術專業(yè)知識為核心基礎的多層次實踐教學體系及完整的工程訓練體系，形成適應先進制造技術發(fā)展要求的人才培養(yǎng)計劃，逐步建立起實踐/實訓教學研究與理論教學研究相結合、 教學研究與科學研究相結合、 實踐/實訓教學與學生課外科技活動相結合、訓練中心建設與科研服務相結合的“四結合”體系。 一方面，訓練中心為學生提供一系列“設計性”“綜合性”和“創(chuàng)新性”工程訓練教學項目和科技創(chuàng)新環(huán)境，學生按照訓練教程和訓練指導書有目的、有步驟地進行訓練過程。 另一方面，學生可通過“自主設計實驗”“自主安排實驗”和“自主完成實驗”的“三自主”實驗和科技創(chuàng)新活動，在現代設計技術、先進制造手段等方面，培養(yǎng)和訓練學生的與企業(yè)生產現場零距離的實戰(zhàn)工程素質及工程能力和超前的創(chuàng)新意識。 同時，采用多元化的訓練形式和多元化的教學形式（見圖1、圖2），以適應不同年級學生的選題和訓練需要（見圖3）。

圖1 多元化訓練形式

圖2 多元化訓練教學形式

圖3 工程訓練項目化教學體系構成

訓練中心每學期根據項目訓練內容向企業(yè)和教師征集和發(fā)布與訓練內容相關的訓練課題，發(fā)布形式通過網絡平臺向全校發(fā)布，學生根據每個訓練課題的訓練內容和具體要求并根據自己的專業(yè)和興趣選擇其中某一課題， 訓練中心組織面試并選拔合適的學生，學生可自行組成訓練團隊，也可由老師指定來組成團隊。訓練課題還可來自每年學校的大科創(chuàng)中申報的課題。

1.3 理論和實踐實訓教材

根據工程教育認證思想和大機自專業(yè)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求來編寫教學大綱，并根據相關工程訓練的要求和特點，實施教材建設。 教材建設包括理論教材和實踐實訓教材，理論教材主要把與工程訓練核心相關的如高速切削技術、金屬切削原理與刀具、金屬切削實驗技術、實驗設計方法、材料工程基礎、有限元法及應用、數據庫及專家系統等綜合起來編寫適合工程訓練的教材；實踐實訓教程主要指各個訓練項目的訓練教程，包括試驗設計、儀器設備使用/操作介紹及訓練、項目過程訓練等。在教材的編寫中，力求做到夯實基本實驗技能，突出基本分析方法和實驗技術，引入現代制造新技術、新器件、新方法，同時精選內容，著重創(chuàng)新。

1.4 教學/師資隊伍

在建設過程中，聘用具有豐富實踐經驗的企業(yè)高級技術人才參與訓練平臺建設，通過開放創(chuàng)新訓練實驗室，鼓勵教師進入創(chuàng)新訓練實驗室指導大學生進行科技創(chuàng)新活動； 進一步完善和改革實驗室管理辦法，按照課程體系以及學科建設的需要，努力構建專兼職相結合、職稱結構、知識能力結構合理的訓練中心師資隊伍。 訓練中心應積極聘請企業(yè)兼職教師，在項目訓練教師團隊中， 學科知識結構應包括機械工程、材料工程、自動化技術、測控技術與儀器等不同專業(yè)方向。學生可以利用寒暑假在企業(yè)進行各項訓練或技能培訓，部分訓練內容或試驗可以在學校沒有而企業(yè)擁有的先進設備上完成，這樣可綜合利用高校的理論人才和科研力量優(yōu)勢以及企業(yè)的實踐經驗和先進設備優(yōu)勢。

1.5 開放管理

采用開放訓練和非開放型訓練相結合。柔性化的開放型訓練極大地滿足了實驗教學、課程設計、教學實習、畢業(yè)論文、畢業(yè)設計的任務和課題研究的需求，學生可以自主安排時間進行實驗，非開放型訓練是指需要統一安排時間并需要指導教師親自指導的訓練，一般需要使用大型貴重實驗儀器的實驗。

為方便學生在選課前獲取有關信息，擬建設并開通專用網站， 網站將全面介紹訓練中心的開設課程、時間安排、教學大綱、儀器配備等信息。建立開放訓練和管理平臺，主要包括教學資源、網上虛擬訓練、教學互動、開放預約等模塊。

2 結語

在兩年的實施過程中， 共計發(fā)布實訓課題200余項，面向（或參與）的學生人數達300余人次，學生申報發(fā)明專利十余項，發(fā)表科研論文15篇。教師發(fā)表相關教研論文6篇，項目組成員獲項目組成員獲“江蘇省教學成果二等獎”1項，“省社科應用研究精品工程獎”1項，新編教材《智能制造技術基礎》獲批江蘇省“十三五”重點規(guī)劃教材1項。今后，將進一步研究這種項目化教學的實踐內容和形式， 進一步提高學生的參與度，在教學內容和教學運維方案方面進一步拓展思維。