機械制造專業(yè)課程教學改革探索與應(yīng)用

袁 敏

（河鋼集團宣鋼公司，河北 張家口 075100）

1 目前機械制造基礎(chǔ)課程教學過程中存在的問題

1.1 教材內(nèi)容設(shè)置不合理

目前高職院校所使用的《機械制造基礎(chǔ)》教材可以說是本科院校教學內(nèi)容的“壓縮餅干”，將本科科目機械工程材料、金屬工藝學、金屬切削原理與刀具、金屬切削機床、機床夾具等內(nèi)容進行刪減壓縮組合而成。這樣的組合就導致了該門課程的內(nèi)容繁雜抽象而連貫性不強，同時使學生不易掌握本門課程的重難點，學習時難度增大[1]。

1.2 課程覆蓋面廣，單個教師很難勝任

高職院校的《機械制造基礎(chǔ)》課程涵蓋了機械工程材料、金屬工藝學、金屬切削原理與刀具、金屬切削機床、機床夾具等內(nèi)容，覆蓋面廣，即要求任課教師具有材料專業(yè)方面知識，又要求教師具有焊接、鑄造、機床夾具、切削加工等相關(guān)知識，對任課教師的要求特別高，任課教師很難各方面都精通。目前任課教師在任教本門課的過程中，往往重點講解自己所精通的那一部分內(nèi)容，而淡化自己所不擅長的方面，這在一定程度上不利于學生對本門課程的掌握，也不利于學生的后期發(fā)展。

1.3 理論—實訓相分開的模式教學

大多數(shù)高職院校對于本門課程的教學依然采用理論—實訓相分開的教學模式，并且理論課和實訓課由不同的教師任教，這將嚴重導致理論實踐不能結(jié)合的現(xiàn)象。一方面理論課老師在教學過程當中涉及實訓環(huán)節(jié)的時候不能及時帶學生進行實訓，另一方面實訓課老師進行實訓教學時無法使學生及時獲得相關(guān)理論知識。這不僅使本門課程的教學難度增大，也不利于學生對課程內(nèi)容的理解與掌握。

1.4 “填鴨式”的教學方法

由于本門課程內(nèi)容繁雜、理論性抽象性較強，該門課程的教學大多數(shù)老師依然采用傳統(tǒng)、老套的“填鴨式”教學方法，雖然這種教學方法能夠使學生快速高效的獲得大量知識，但長期接受這些枯燥乏味的理論知識也會使學生很快對本門課程失去興趣。據(jù)統(tǒng)計，學習本門課程的后期會有1/4～1/3的學生出現(xiàn)厭學情緒，尤其對于基礎(chǔ)較差的同學，甚至導致不想、不愿繼續(xù)學習本門課程的現(xiàn)象，進而導致本門課的教學不能順利完成教學目標。

1.5 未考慮生源的差別

為響應(yīng)國家、教育部相關(guān)規(guī)定，自主招生、三二分段等招生模式應(yīng)運而生。統(tǒng)考、自主招生、三二分段不同招生模式生源不同，學生的知識儲備、學習能力、素質(zhì)素養(yǎng)亦差別很大。然而，目前高職院校在課程體系設(shè)置上并未考慮到這一點。以機械制造基礎(chǔ)為例，大多數(shù)高職院校并未針對不同的生源設(shè)置不同的教學大綱、教學目標等，而是采用“一視同仁”的做法，這就導致一部分學生由于能力、基礎(chǔ)差而無法完成本門課的正常學習。

2 智能制造對機械專業(yè)課程體系的影響

（1）跨學科的知識體系。智能制造使得大量的智能設(shè)備得以應(yīng)用，而智能設(shè)備的重要特征是機、電、液、信息技術(shù)等的高度復合，在此背景下，機械工程師不僅需要具備傳統(tǒng)的機械學科知識與專業(yè)技能，同時還應(yīng)掌握現(xiàn)代設(shè)計制造理論，了解數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)制造、信息技術(shù)、自動化技術(shù)等跨學科的相關(guān)知識，重視產(chǎn)品全生命周期生產(chǎn)流程的相關(guān)知識，具備多學科交叉思考問題的能力。因此，在課程體系中要打破原有的傳統(tǒng)專業(yè)知識界限，重視跨學科的知識體系的設(shè)置，構(gòu)建課程群，使學生具備較寬的知識基礎(chǔ)和復合化的運用知識的能力[4,5]。

（2）數(shù)字化軟件知識智能制造時代，信息技術(shù)可使得現(xiàn)實產(chǎn)品與現(xiàn)實產(chǎn)品的數(shù)字化鏡像之間通過數(shù)據(jù)交互實現(xiàn)深度融合，數(shù)字化鏡像是在虛擬環(huán)境中進行模擬仿真產(chǎn)品在現(xiàn)實世界中的制造、運行等狀態(tài)，以便發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，將設(shè)計錯誤糾正在產(chǎn)品設(shè)計制造和實用之前，大大降低了生產(chǎn)制造成本，壓縮制造工期。因此培養(yǎng)學生具備在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理環(huán)境下，熟練運用數(shù)字化軟件從事產(chǎn)品設(shè)計制造等技術(shù)工作是機械專業(yè)新工科課程體系的重點之一。

（3）行業(yè)背景知識課程的設(shè)置需要具備行業(yè)背景知識。隨著企業(yè)的用人標準和需求在不斷變化，學校和老師應(yīng)深入企業(yè)生產(chǎn)一線進行調(diào)研，了解當前技術(shù)人員需要掌握的知識技能，在教學過程中及時補充和調(diào)整課程體系，進一步充實專業(yè)課程內(nèi)容，并及時選擇、歸納、整理與之相對應(yīng)的教學案例，盡量讓課程內(nèi)容與工程實踐掛鉤，以跟上企業(yè)和社會的發(fā)展，滿足其用人需求。

3 機械制造專業(yè)教學改革思路

3.1 理念改革

在機械制造專業(yè)的人才培養(yǎng)方面，要以學生的工程實踐能力和創(chuàng)新思維能力為主要目標，在此基礎(chǔ)上堅持理論、實操、素質(zhì)等多方面協(xié)調(diào)發(fā)展，并要注重課內(nèi)與課外相結(jié)合、理論教學與實踐教學相結(jié)合的教學模式。將“低重心、重實踐、精內(nèi)容、寬適應(yīng)”作為機械專業(yè)課程活動開展的指導思想，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建出符合時代需求的應(yīng)用型機械專業(yè)人才課程教學體系[2]。

3.2 施任務(wù)驅(qū)動教學，培養(yǎng)綜合能力

教師要認識到職業(yè)教育的核心任務(wù)，注重學生在教育教學活動中獲得與實際工作相關(guān)的內(nèi)容與能力。而任務(wù)驅(qū)動式恰好能夠兼顧理論與實訓教學任務(wù)，教師可在圍繞實際工作內(nèi)容為任務(wù)教學中心，讓學生在教師的指導下了解相關(guān)機械制造工藝理論與實際，充分體現(xiàn)學生在課堂中的主體性地位。在講解機械制造工藝基礎(chǔ)課程時，教師要引導學生了解與掌握多種學生加工方式方法，更要關(guān)注學生分析能力與動手能力的培養(yǎng)，使得學生能將理論知識與實際零件的加工與生產(chǎn)相聯(lián)系，增強其動手能力。在開展任務(wù)驅(qū)動教學過程中，教師可將合作學習與任務(wù)驅(qū)動教學相結(jié)合，合理的劃分2-4人學習小組，讓學生數(shù)量能夠與學校實驗設(shè)備情況與零件加工任務(wù)數(shù)量相符合。例如，在進行軸套類加工教學中，教師要先根據(jù)現(xiàn)有的教學設(shè)備進行資源的合理分配，讓每個小組的學生都能參與到理論與實踐教學中，調(diào)動起學生的學習積極性。在講解新知識時，教師要選擇類似偏心軸、方箱體、導套等典型工件，讓學生們以小組為單位，討論這一典型工件所需要運用的加工方式，所用的機床類型有哪些等問題，通過布置討論任務(wù)，學生在課堂中的注意力轉(zhuǎn)移到表面加工方法的選擇上。其后，教師要密切關(guān)注各個小組的討論情況，幫助學生們了解各種加工方法的選擇原理，掌握各種表面加工方法的相關(guān)加工特點。在此基礎(chǔ)上，教師要圍繞工件加工路線展開教學與指導，教會學生們結(jié)合工件的材料、結(jié)構(gòu)、性能、余量和表面粗糙度，選擇最佳的加工方式，使得學生們?nèi)胬斫馀c掌握表面加工方法。

3.3 關(guān)注個體思維發(fā)展，增加互動交流環(huán)節(jié)

從傳統(tǒng)教育思想來看，互動與交流可以在課堂中進行融合，以啟發(fā)思維能力、調(diào)動學生主觀能動性為出發(fā)點，發(fā)揮教師在教學過程中的引導作用，讓學生能夠合作交流、集思廣益，在交流與討論中深入了解制造工藝的方法與核心。在理論與實踐課堂的指導環(huán)境中，教師要根據(jù)教學目標逐個設(shè)置問題，讓學生們以學習小組為單位，在思考與討論中交流與交換思考問題的角度，將學生們的課堂注意力集中到某一知識點或操作流程中，培養(yǎng)與發(fā)展學生的獨立思考能力與合作意識。例如，在講解教材中“鑄造”這部分知識時，教師可以先向?qū)W生們呈現(xiàn)微課件、微視頻，一邊引導學生觀看工廠實際鑄造過程，一邊詢問學生生活中哪些產(chǎn)品需要鑄造才能完成，并引導學生圍繞提出的工業(yè)產(chǎn)品討論其加工步驟，這時學生們更樂于在討論這些問題的基礎(chǔ)上，進行問題延伸，主動對照教學課件與視頻內(nèi)容思考如何在設(shè)計出帶有復雜操作工序的鑄件。在學生討論中，教師要走近各個小組，觀察學生的討論情況，確保每一名學生都能聯(lián)系生產(chǎn)實際提出自身的想法，保證學生交流討論的有效性。在成果展示環(huán)節(jié)，教師要對整體形成的意見進行整合與梳理，讓學生能夠接受到系統(tǒng)化的制造工藝知識。這一方法的運用要求教師掌握創(chuàng)設(shè)多樣化教學情境的能力，將整個“教”與“學”的過程轉(zhuǎn)化為“思考”、“討論”與“整合”的過程，給予學生們探究知識的時間，使得課堂形成生生互動、師生交流的學習氛圍，更好地培養(yǎng)學生獨立思考問題、處理問題的能力，促使其創(chuàng)造與實踐能力得到發(fā)展。

3.4 機械專業(yè)課程體系信息化改造

（1）培養(yǎng)目標。隨著信息技術(shù)和制造業(yè)的結(jié)合日趨緊密，為滿足智能制造、數(shù)字化制造對高素質(zhì)應(yīng)用型人才的新要求，通過走訪企業(yè)、問卷調(diào)查等方式深入調(diào)查智能制造對高素質(zhì)應(yīng)用型人才的需求，我校機械專業(yè)明確了本專業(yè)人才培養(yǎng)目標:本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展，具備扎實的機械產(chǎn)品設(shè)計制造基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識與專業(yè)技能，良好的信息技術(shù)素養(yǎng)，掌握數(shù)字化、智能化產(chǎn)品設(shè)計制造技術(shù)的原理與方法，具備產(chǎn)線設(shè)計、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)管理等工作能力和創(chuàng)新意識的高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。為確保人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)，通過“產(chǎn)教融合、引企入教、校企共建”等新模式來培養(yǎng)具備良好信息化技術(shù)素養(yǎng)的高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。

（2）機械專業(yè)課程體系信息化改造。為實現(xiàn)高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才的目標定位，依據(jù)制造業(yè)智能化、信息化的特征，本專業(yè)制定了培養(yǎng)方案，構(gòu)建了信息化技術(shù)與機械專業(yè)教學內(nèi)容有機融合的理論教學體系和實踐實訓體系。聚焦應(yīng)用、面向工程，將信息技術(shù)融入多門課程中，培養(yǎng)自然科學知識、專業(yè)基礎(chǔ)知識、工程實踐能力及職業(yè)崗位適應(yīng)能力相統(tǒng)一的，具有較強工程實踐能力、專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才[2]。

3.5 理—虛—實結(jié)合一體化的教學模式

建立一體化課堂，采用理—虛—實結(jié)合一體化的教學模式是上好本門課程的重要途徑。結(jié)合本門課程的特點，教學過程將理論—虛擬仿真—實踐結(jié)合在一起，同一模塊由同一任課老師任教，理論與虛擬仿真結(jié)合，再融合在實踐當中，用實踐來驗證理論，這樣才能更好地激發(fā)學生學習興趣，更好培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。比如，在講解夾具設(shè)計、刀具等內(nèi)容的時候，單純的理論講解枯燥乏味，不易理解，這時可以結(jié)合P R O-E、SolidW orks、UG 等三維建模軟件[3]，建立三維模型并進行仿真分析，若有實物再進行實踐驗證，整個過程—虛—實結(jié)合，可以大大提高學生的學習積極性。

4 結(jié)束語

綜上所述，機械制造專業(yè)的改革是大勢所趨，但改革并不是一蹴而就的事情。因此，院校需要做好政策及財力方面的支持，并保證教師的綜合能力得到提升，進而推動教學改革高效進行。