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與時俱進(jìn)優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容，適應(yīng)學(xué)科最新發(fā)展

科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展不斷促進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，新材料新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。要實現(xiàn)與工業(yè)企業(yè)的無縫連接，教師需密切關(guān)注學(xué)科發(fā)展，與時俱進(jìn)優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容，協(xié)調(diào)傳統(tǒng)內(nèi)容與先進(jìn)性。課程的內(nèi)容圍繞產(chǎn)品的加工制造，以機(jī)械加工工藝為主線，以優(yōu)質(zhì)、高效、低成本、節(jié)能減排為宗旨，將涉及到的機(jī)床設(shè)備、金屬切削原理與刀具、工藝裝備等有關(guān)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來，并根據(jù)這條主線的需求作為取舍的原則，強(qiáng)調(diào)以產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性、可持續(xù)發(fā)展為中心融入節(jié)約能源和綠色制造的理念。從培養(yǎng)學(xué)生的綜合工程素質(zhì)出發(fā)，使學(xué)生熟悉和掌握基本理論和專業(yè)知識，具有能夠在理論上進(jìn)行分析、在實踐上具有解決一般技術(shù)問題能力。補(bǔ)充新知識，增加現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域采用的新刀具材料、新加工方法、數(shù)控機(jī)床的基本介紹、數(shù)控加工工藝的特點、計算機(jī)輔助工藝設(shè)計、綠色制造等內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容能夠充分反映現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展。目前，“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容多課時少，在教學(xué)內(nèi)容的講授上既要加強(qiáng)基礎(chǔ)，又要拓寬知識面；既要保持經(jīng)典，又要體現(xiàn)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展；既要掌握基本理論，又要加強(qiáng)工程實踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在教學(xué)內(nèi)容上以少、精、寬、新為原則，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行必要的調(diào)整，如減少車床進(jìn)給和螺紋加工運動傳動鏈的講授，而將這部分內(nèi)容放在實驗課中，學(xué)生在現(xiàn)場對著實物進(jìn)行感性觀察，學(xué)得更快、記得更牢。對于機(jī)械加工工藝擬定、加工精度部分等重點內(nèi)容仍進(jìn)行重點講解，但是更加注重對實際工程問題的分析和理解，強(qiáng)化學(xué)生在實際工程中應(yīng)用所學(xué)知識解決問題的能力。高水平教材的建設(shè)是課程建設(shè)的基本，本課程選用韓秋實和王紅軍主編《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)（第3版）》作為教材。該教材是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材和北京市精品教材立項，該教材還獲得中國機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步三等獎。編寫出版與之配套的《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題集》，分為學(xué)習(xí)指導(dǎo)和習(xí)題（包括填空題、選擇題、判斷題、簡答題、分析題、計算題和參考答案）。編寫《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書》和實驗報告，用于實驗教學(xué)。編寫《綜合實驗周大綱》和《綜合實驗周指導(dǎo)書》用于指導(dǎo)學(xué)生完成綜合實驗周的學(xué)習(xí)。建設(shè)了“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”的課程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化平臺。制作了網(wǎng)絡(luò)課件、編寫了多媒體教案，網(wǎng)上提供教學(xué)大綱、教案、電子講義等資料，實現(xiàn)教學(xué)資源的共享。開設(shè)網(wǎng)上答疑和交流通道。學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源鞏固課本知識的同時，進(jìn)一步拓寬知識面，增強(qiáng)理論學(xué)習(xí)的深入性，使課堂教學(xué)得到擴(kuò)展。

以工程能力培養(yǎng)為中心，構(gòu)建層次式的實踐教學(xué)體系

實現(xiàn)理論教學(xué)和創(chuàng)新實踐活動的有機(jī)融合深入企業(yè)調(diào)研，分析整合和提煉典型生產(chǎn)流程所需的知識、技能、核心能力和態(tài)度，構(gòu)建專業(yè)認(rèn)知與實踐－金工實習(xí)－課程實驗教學(xué)－生產(chǎn)實習(xí)－課程設(shè)計-綜合實驗周－制造綜合能力-數(shù)控加工學(xué)科競賽“多元結(jié)合”的實踐教學(xué)體系。在實踐性教學(xué)體系構(gòu)建的過程中，特別注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，努力實現(xiàn)從模擬型向?qū)崙?zhàn)型轉(zhuǎn)變，由限制性向自主性轉(zhuǎn)變，由驗證性向綜合性轉(zhuǎn)變，由理論性向應(yīng)用性轉(zhuǎn)變。注重讓學(xué)生建立起工程的系統(tǒng)概念，了解工藝設(shè)計、制造、檢驗等過程。從機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)—先進(jìn)制造技術(shù)—數(shù)控編程—實際加工操作，注重層次化、從設(shè)計、仿真到實際零件加工的動手能力培養(yǎng)，體現(xiàn)漸進(jìn)性教學(xué)方式。金工實習(xí)使學(xué)生了解基本的機(jī)械制造知識和方法；生產(chǎn)實習(xí)使之了解機(jī)械產(chǎn)品加工與裝配工藝過程和工藝裝備，將所學(xué)理論知識與生產(chǎn)實際緊密聯(lián)系起來；課程實驗教學(xué)將科研成果引入教學(xué)，教師運用現(xiàn)代實驗手段開出綜合性、設(shè)計性實驗，讓學(xué)生親自動手，提高了學(xué)生實驗技能和實際動手能力；課程設(shè)計選自實際生產(chǎn)課題，要求學(xué)生獨立完成，同時注意發(fā)揮團(tuán)隊作用。重點培養(yǎng)學(xué)生制訂零件機(jī)械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力；綜合實驗課使學(xué)生受到一次接近實際的工程訓(xùn)練，全面實踐和了解產(chǎn)品從設(shè)計、分析、制造、裝配的全過程，提高學(xué)生綜合分析能力、解決工程實際問題能力、協(xié)同工作能力和系統(tǒng)集成能力。制造綜合能力-數(shù)控加工學(xué)科競賽滿足學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新的需求，進(jìn)一步融合理論與實踐，使學(xué)生的工程能力得到進(jìn)一步提升。在課程建設(shè)過程中，本校進(jìn)一步強(qiáng)化和加強(qiáng)生產(chǎn)實習(xí)組織、指導(dǎo)教師隊伍的建設(shè)，設(shè)立長春一汽生產(chǎn)實習(xí)基地，使生產(chǎn)實習(xí)取得實效。綜合實驗周通過學(xué)生對產(chǎn)品的設(shè)計建模，進(jìn)行工藝設(shè)計、數(shù)控編程和在機(jī)床上加工出產(chǎn)品，使學(xué)生綜合運用知識解決問題的能力大大提高。實驗指導(dǎo)教師在實驗中只講述實驗中的難點、應(yīng)注意的事項，而實驗原理、儀器的工作原理和使用方法由學(xué)生自己在實驗預(yù)習(xí)中完成。另外，安排學(xué)生生產(chǎn)實習(xí)，使學(xué)生對機(jī)械制造工藝及設(shè)備有一個切身的感性認(rèn)識，每年還鼓勵學(xué)生參加各種比賽和見習(xí)工程師考試，取得了較好的效果。在專業(yè)課程設(shè)計中融入現(xiàn)代計算機(jī)工程軟件的應(yīng)用，實現(xiàn)與先進(jìn)制造技術(shù)和信息技術(shù)的融合。從計算機(jī)輔助設(shè)計進(jìn)行產(chǎn)品的建模分析，然后基于計算機(jī)輔助制造軟件進(jìn)行零件的數(shù)控編程，通過DNC系統(tǒng)將程序傳到數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工，得到零件。通過實驗為學(xué)生建立起制造系統(tǒng)的概念。專業(yè)課程設(shè)計過程中教師的指導(dǎo)和討論環(huán)節(jié)規(guī)范化，使學(xué)生的課程設(shè)計真正取得實效。面向工程實際，為學(xué)生營造現(xiàn)代工業(yè)背景的工程大環(huán)境。利用北京市的相關(guān)資源為學(xué)生提供實踐機(jī)會。與機(jī)床協(xié)會密切合作，每年組織學(xué)生參觀機(jī)床展覽會并進(jìn)行討論和研討。邀請相關(guān)企業(yè)的技術(shù)工程師到校講座、聯(lián)系北汽福田、現(xiàn)代等現(xiàn)代化企業(yè)組織學(xué)生進(jìn)行參觀，為學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會接觸了解先進(jìn)制造技術(shù)的最新發(fā)展動向和行業(yè)發(fā)展趨勢，增加對現(xiàn)代化企業(yè)實際的感性認(rèn)識。學(xué)校購置了各種教學(xué)模型、高檔加工中心、數(shù)控車床、FMS系統(tǒng)、機(jī)床靜剛度測試儀、主軸動態(tài)特性測試試驗臺等實驗設(shè)備，設(shè)有專門的制造實驗室，為學(xué)生構(gòu)建了實際的工程環(huán)境，使從未接觸過工程實際的學(xué)生建立應(yīng)用的整體概念，突出實驗的演示性、設(shè)計性和綜合性，追求實驗手段的先進(jìn)性。為了適應(yīng)應(yīng)用型高級人才培養(yǎng)目標(biāo)的實驗體系研究和實驗環(huán)節(jié)的建設(shè)，學(xué)校開設(shè)綜合性和設(shè)計性實驗，構(gòu)建實驗平臺，編寫實驗指導(dǎo)書和任務(wù)書；編寫相關(guān)的課程設(shè)計指導(dǎo)書。開設(shè)綜合性和設(shè)計性實驗，初步設(shè)想設(shè)定加工某零件要求達(dá)到的精度目標(biāo)，讓學(xué)生自主設(shè)計實驗項目和方案，并獨立完成實驗。利用綜合實驗周的時間開設(shè)計算機(jī)輔助工藝設(shè)計和先進(jìn)制造技術(shù)實驗等。主要安排反映制造工程領(lǐng)域技術(shù)先進(jìn)性和技術(shù)發(fā)展動向的實驗，包括數(shù)控機(jī)床加工操作、計算機(jī)輔助工藝設(shè)計、計算機(jī)輔助制造等實驗，使學(xué)生了解先進(jìn)制造技術(shù)的研究發(fā)展和基本技術(shù)方法，建立現(xiàn)代制造工業(yè)先進(jìn)技術(shù)的實際概念，完成先進(jìn)技術(shù)設(shè)備實際操作的基礎(chǔ)訓(xùn)練。

實施工程意識培養(yǎng)和實踐能力提高的基于項目的教學(xué)改革

1.以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)，以工程應(yīng)用為主線，研究基于項目的教學(xué)模式，注重工程能力的培養(yǎng)針對目前普遍存在的教學(xué)與科研相脫節(jié)，課堂教學(xué)內(nèi)容缺乏現(xiàn)實感，學(xué)生缺乏對先進(jìn)制造技術(shù)的認(rèn)識和專業(yè)學(xué)習(xí)積極性；課堂教學(xué)與企業(yè)的實踐操作彼此割裂，學(xué)生運用學(xué)科理論與方法解決工程實際問題的能力得不到培養(yǎng)和鍛煉；校園生活與工業(yè)實際彼此分離等問題，以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)，在機(jī)械制造及其自動化專業(yè)方向?qū)嵤┗陧椖康慕虒W(xué)模式改革的實踐，整個過程貫穿學(xué)習(xí)—實踐—再學(xué)習(xí)—再實踐，以項目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動、教學(xué)做一體化課程教學(xué)模式設(shè)計和組織教學(xué)內(nèi)容。從“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程的第一節(jié)課，提出基于項目研究的學(xué)習(xí)。給每個同學(xué)發(fā)一份項目研究任務(wù)書，一個“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程”項目研究活動一覽表。學(xué)生自愿組合，1～3人為一個小組，以小組為單位開展研究。隨著教學(xué)內(nèi)容的開展，基于項目的要求，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過課堂學(xué)習(xí)、下課到圖書館查閱相關(guān)資料，遇到問題請教教師，循序漸進(jìn)地完成項目的研究。學(xué)生成為學(xué)習(xí)主體，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，將教師的教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)活動融為一體。學(xué)生以小組為單位通過解決實際問題而學(xué)習(xí)，通過討論與小組其他成員進(jìn)行積極的良性互動，相互交流想法、相互鼓勵和溝通，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊合作意識和工程能力。實行新的教學(xué)模式后，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性提高，解決工程實際問題的能力得到了鍛煉和提高。2.課堂討論法在課程講授過程中常注意提出一些思考問題啟發(fā)學(xué)生積極主動思考。結(jié)合課程的重點、難點，設(shè)計課堂討論題目，通過討論、質(zhì)疑和總結(jié)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和課堂活力，使學(xué)生對知識易于理解和掌握。對于習(xí)題中的錯誤，教師設(shè)計題目，供同學(xué)們討論。比如對于機(jī)械加工關(guān)鍵工序的工序尺寸的擬訂，如何判斷封閉環(huán)是關(guān)鍵，教師給出一個實例，給同學(xué)們討論，然后通過正確和不正確方法的比較，和同學(xué)們一起總結(jié)出“尺寸鏈很重要，基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換用得著；先看封閉環(huán)，再判增和減，極值和概率法幫計算；多尺寸計算，圖表法最有效”等朗朗上口的口訣，便于學(xué)生記憶。注重結(jié)合生產(chǎn)實踐，講課過程中還經(jīng)常結(jié)合科研項目中的問題與學(xué)生進(jìn)行課堂討論得出解決方案。3.案例教學(xué)法本課程主講教師近年承擔(dān)國家高檔數(shù)控機(jī)床科技重大專項、國家和北京市自然基金、北京市科技計劃等多項科研項目，得到科研經(jīng)費上千萬，獲得省部級科技獎勵7項。在高端數(shù)控裝備的研制和開發(fā)上取得多項科研成果。在教學(xué)過程中，將科研成果作為案例介紹給學(xué)生，從實際需求、方案的構(gòu)思、方案的設(shè)計和實施方式，使學(xué)生較真實地接觸工程實際，將其中的科學(xué)規(guī)律與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思考問題的工程能力。比如在講到提高生產(chǎn)效率的時候，將研制的復(fù)合機(jī)床作為實例，使學(xué)生深刻理解提高效率的各種不同途徑。在講到機(jī)床傳動鏈時，介紹傳動鏈的長短的優(yōu)點和不足。在介紹數(shù)控機(jī)床時，以研究的電主軸為例，提出電主軸概念的來源，在于縮短傳動鏈，揭示機(jī)械制造科學(xué)技術(shù)進(jìn)步內(nèi)在規(guī)律，開闊了學(xué)生的學(xué)術(shù)眼界。其次，鼓勵學(xué)生參與科研，積極拓展第二課堂，吸收學(xué)生參與教師科研項目，依托科研項目培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)、實際解決問題的能力和創(chuàng)新能力。在“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”精品課程建設(shè)中，基于工程能力培養(yǎng)的精品課程的建設(shè)是一個長期的工作，需要不斷凝練課程特色、持續(xù)完善課程體系和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、在教學(xué)模式和教學(xué)方法的改革等方面不斷探索實踐改進(jìn)，才能將“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程建設(shè)成真正意義上的精品課程。

本文作者：王紅軍張懷存鐘建琳劉國慶工作單位：北京信息科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院