伍俏平,萬林林
(湖南科技大學(xué)機電工程學(xué)院,湖南湘潭411201)
現(xiàn)代制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造業(yè)不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源及現(xiàn)代管理等方面的最新技術(shù)成果,并將其應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計、制造、檢測、管理及售后服務(wù)的制造全過程,以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔生產(chǎn),取得理想技術(shù)、經(jīng)濟效果的前沿制造技術(shù)的總稱[1]。隨著我國制造業(yè)的迅猛發(fā)展,各種現(xiàn)代制造技術(shù)和先進管理方法在生產(chǎn)中應(yīng)用日益廣泛,對員工的素質(zhì)也提出了更高的要求,工程技術(shù)人員需對現(xiàn)代制造技術(shù)相關(guān)專業(yè)知識有所了解和掌握。為了適應(yīng)現(xiàn)代制造企業(yè)的需要,近年來眾多高校機械類本科專業(yè)都相繼開設(shè)了現(xiàn)代制造技術(shù)課程,有些高校甚至把它作為相關(guān)專業(yè)研究生的必修課程。該門課程的開設(shè)對拓寬學(xué)生專業(yè)視野,掌握現(xiàn)代制造技術(shù)最新發(fā)展成果,適應(yīng)現(xiàn)代制造企業(yè)需要具有重要的意義。特別是對于工科院校的機械類專業(yè)而言,其培養(yǎng)目標(biāo)是面向研制、生產(chǎn)和管理工作一線技術(shù)人才,因此如何實現(xiàn)先進制造技術(shù)的有效教學(xué),培養(yǎng)適應(yīng)高技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用需要的工程應(yīng)用人才對我國實現(xiàn)從制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變具有重要意義[2]。但由于現(xiàn)代制造技術(shù)課程涉及的內(nèi)容多,覆蓋面廣等原因,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中理解和掌握比較困難;同時由于現(xiàn)代制造技術(shù)在生產(chǎn)實際中應(yīng)用還不是很普遍,有些內(nèi)容比較抽象,學(xué)生感性認識欠缺,影響和制約了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。怎樣使學(xué)生在有限的時間內(nèi)學(xué)到更多的知識,培養(yǎng)良好的創(chuàng)新意識和能力,對現(xiàn)代制造技術(shù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)措施進行分析探討顯得十分必要。
高等院校機械類專業(yè)以培養(yǎng)適應(yīng)新型工業(yè)化需要、基礎(chǔ)寬、能力強、素質(zhì)高的復(fù)合型人才為目標(biāo)。對于包含了先進制造工藝、現(xiàn)代管理技術(shù)及先進生產(chǎn)模式等內(nèi)容的現(xiàn)代制造技術(shù)課程而言,其課程教學(xué)應(yīng)使學(xué)生了解現(xiàn)代制造技術(shù)基本知識的同時,提高學(xué)生的工程意識、管理意識和大系統(tǒng)集成意識,培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力,使他們有能力在今后的工作中用相關(guān)理論和方法去思考、解決現(xiàn)代制造中的工程問題[3]。因此,現(xiàn)代制造技術(shù)這門課程對老師的教學(xué)提出了更高的要求,主要表現(xiàn)在:
由于現(xiàn)代制造技術(shù)的課時較短(一般為32學(xué)時),而教學(xué)內(nèi)容覆蓋面廣、先進制造理念深奧等原因,在教學(xué)過程中對所有內(nèi)容都面面點到是很困難和不現(xiàn)實的,因此在教學(xué)過程中要突出教學(xué)重點,主次分明,結(jié)合學(xué)生素質(zhì)和知識結(jié)構(gòu)組織和整合教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生在有限的課堂教學(xué)中了解和掌握現(xiàn)代制造技術(shù)的基本原理、方法與應(yīng)用。
由于現(xiàn)代制造技術(shù)具有更新快、發(fā)展迅速的特點,造成了教材內(nèi)容與相關(guān)知識的最新進展存在一定的滯后,因此需要授課教師密切關(guān)注學(xué)科的最新成果和發(fā)展動態(tài),并將其融入教學(xué)過程中,保持教學(xué)內(nèi)容的先進性,開闊學(xué)生的視野,培養(yǎng)他們以發(fā)展眼光和動態(tài)思維分析問題的能力。
目前機械類學(xué)生普遍存在實踐能力不強,解決工程問題的能力較弱,創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力欠缺的問題,因此,在教學(xué)過程中,要結(jié)合現(xiàn)代制造技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容的先進性、新穎性,培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合所學(xué)先進制造技術(shù)知識分析解決實際問題的能力,提高其創(chuàng)新意識。
現(xiàn)代制造技術(shù)是在傳統(tǒng)制造業(yè)上發(fā)展起來的一門高新技術(shù),相對于傳統(tǒng)機械制造業(yè),其具有先進性、前沿性、交叉性等特點,而這些特點又決定著《現(xiàn)代制造技術(shù)》的課程特點。主要表現(xiàn)在:
現(xiàn)代制造技術(shù)所涉及的學(xué)科門類多,涵蓋的內(nèi)容非常廣泛[4]。主要教學(xué)內(nèi)容不僅包括了高速切削技術(shù)、特種加工技術(shù)、快速成形技術(shù)、微細加工技術(shù)及綠色制造等現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)和先進制造技術(shù),也包括了敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)化制造、柔性制造、精益生產(chǎn)等現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)和先進生產(chǎn)模式等。因此,本課程具有知識面廣、涵蓋內(nèi)容多等特點,這給教師的知識儲備提出了更高的要求,給教師的課程教學(xué)帶來了很大的挑戰(zhàn)。在教學(xué)過程中授課教師要處理好“少而精”和“廣而新”的關(guān)系,以知識為載體培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力,使學(xué)生深入了解先進制造技術(shù)的內(nèi)涵和體系結(jié)構(gòu),掌握先進制造技術(shù)和先進管理模式,并綜合運用這些技術(shù)解決實際工程問題的能力。
現(xiàn)代制造技術(shù)是一種動態(tài)發(fā)展技術(shù),各種新技術(shù)、新理念不斷出現(xiàn),并不斷融合吸收后應(yīng)用于生產(chǎn)實際中。作為現(xiàn)代制造企業(yè)而言,要想保持競爭優(yōu)勢,必須要求技術(shù)人員加強繼續(xù)教育、更新知識結(jié)構(gòu)、進行科技創(chuàng)新以適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)競爭環(huán)境。因此,現(xiàn)代制造技術(shù)課程教學(xué)的內(nèi)容也應(yīng)順應(yīng)這種形勢,不斷更新、充實和發(fā)展,始終保持教學(xué)內(nèi)容的先進性、前沿性和動態(tài)發(fā)展性,使學(xué)生對現(xiàn)代制造技術(shù)有更全面、更深入的了解,并培養(yǎng)其對新技術(shù)的敏銳度和獲取新知識的能力,為今后更好、更快地適應(yīng)現(xiàn)代制造企業(yè)要求、服務(wù)社會打下良好的基礎(chǔ)。
現(xiàn)代制造技術(shù)是一門集成系統(tǒng)性技術(shù),它吸收了信息技術(shù)、自動化技術(shù)、新材料技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)等多學(xué)科的最新成果,并與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合,滲透到產(chǎn)品的設(shè)計、制造、生產(chǎn)管理、市場營銷等各個環(huán)節(jié)。在這個系統(tǒng)內(nèi),多學(xué)科、多技術(shù)交叉、融合并集成優(yōu)化,這也決定了現(xiàn)代制造技術(shù)是一門系統(tǒng)化和集成化的新型交叉課程。這不僅要求授課教師具有較全面的知識體系結(jié)構(gòu),而且要求其授課過程中要突出學(xué)科間的交叉和知識的融合,培養(yǎng)學(xué)生全面分析問題的能力和綜合應(yīng)用所學(xué)知識進行工程實踐的能力。
根據(jù)現(xiàn)代制造技術(shù)的課程特點和教學(xué)要求,授課教師應(yīng)不斷進行教學(xué)措施探討和教學(xué)方法改進,以提高課程教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。
教材是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的重要載體,是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要資料,也是教師備課并組織實施教學(xué)的重要依據(jù)。教材的選用是否合適,直接影響到學(xué)習(xí)的效果?,F(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展迅速,教材版本很多,但大部分教材內(nèi)容比較陳舊,沒有及時更新反映先進制造技術(shù)發(fā)展的動態(tài),致使學(xué)生學(xué)到的知識不先進,學(xué)習(xí)效果不理想。因此,要根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)要求和學(xué)科教學(xué)特點,精選一本緊跟技術(shù)進步、反映學(xué)科發(fā)展的教材。在精選教材外,還可向?qū)W生推薦一些相關(guān)的課外讀物和參考資料,開闊學(xué)生思維,拓展知識面。同時,由于現(xiàn)代制造技術(shù)涉及內(nèi)容廣泛,而課時有限,為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,還應(yīng)根據(jù)教學(xué)大綱對教學(xué)內(nèi)容進行精心組織和合理安排。對于有些在其他課程已講解過的內(nèi)容,應(yīng)適當(dāng)精簡少講,例如計算機輔助設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、電火花加工技術(shù)等在先前的教學(xué)課程或金工實習(xí)中已有所涉及,因而在現(xiàn)代制造技術(shù)教學(xué)中可進行簡化或不講。而對那些以前沒有涉及的內(nèi)容,如快速成型技術(shù)、柔性制造技術(shù)、微細加工技術(shù)等,應(yīng)根據(jù)課程特點加以補充和重點講解,既保證教學(xué)要求,又可以傳授給學(xué)生必要的知識內(nèi)容,做到合理取舍,使教學(xué)內(nèi)容更具針對性。同時,現(xiàn)代制造工藝技術(shù)是一種動態(tài)發(fā)展的技術(shù),但大部分教材的教學(xué)內(nèi)容在編排上很難做到面面俱到和反映最新進展。因此,授課教師應(yīng)緊密關(guān)注現(xiàn)代制造技術(shù)的最近發(fā)展,及時跟蹤國內(nèi)外現(xiàn)代制造技術(shù)前沿,將最新研究成果融入教學(xué)過程中,以體現(xiàn)課程內(nèi)容的先進性和前沿性[5]。使學(xué)生的視野得到開闊,知識面得以拓展,有利于提高其探索精神和求知欲望。
高等教育應(yīng)以造就新型工業(yè)化需要的基礎(chǔ)寬、能力強、素質(zhì)高的復(fù)合型人才為目標(biāo)。從培養(yǎng)復(fù)合創(chuàng)新型人才出發(fā),不僅要注重對知識的傳授,還要加強對各種新的理念教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng),使學(xué)生提高對現(xiàn)代制造企業(yè)的適應(yīng)能力。針對現(xiàn)代制造技術(shù)課程的先進性、動態(tài)性、交叉性的特點,應(yīng)不斷優(yōu)化教學(xué)方法,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)質(zhì)量。這可從如下幾方面開展:(1)充分利用多媒體教學(xué)資料進行教學(xué)。多媒體教學(xué)課件能很好地將文字、圖像、聲音等信息集于一體,給學(xué)生提供一個生動逼真、內(nèi)容豐富、交互性好的教學(xué)平臺,使學(xué)生能在有限的教學(xué)課時中接受大量的教學(xué)信息和專業(yè)知識。特別是目前現(xiàn)代制造技術(shù)在生產(chǎn)實際中應(yīng)用還不是很普遍,學(xué)生感性認識欠缺,常常感到枯燥難懂,注意力難以持久,因此在教學(xué)過程中可充分利用多媒體教學(xué)資源進行教學(xué),這除了使教師從繁重的板面書寫中解脫出來,還可使講解過程更生動,增加學(xué)生的感性認識,使學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容有更直觀深入的理解,有效提高學(xué)習(xí)興趣和熱情。(2)優(yōu)化教學(xué)方法,提高教學(xué)效果。教學(xué)過程應(yīng)從以教師為中心的教學(xué)觀念向以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體的思想轉(zhuǎn)變,注重素質(zhì)教育和創(chuàng)新思想的培養(yǎng)[6]。除采用傳統(tǒng)的講授式教學(xué)外,還可采取啟發(fā)式、討論式、案例分析等開放式教學(xué)模式以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。教師可在課堂上提出問題或布置課后作業(yè),啟發(fā)學(xué)生去思考并分組討論,教師再進行歸納總結(jié)和點評,這樣會使學(xué)生的思維活躍起來,能充分挖掘知識,培養(yǎng)創(chuàng)造性思維,同時改變了單一的課堂教學(xué)模式,達到學(xué)生主動思考,提高學(xué)習(xí)興趣的目的。同時,教師可結(jié)合自己的親身經(jīng)歷和研究方向,介紹現(xiàn)代制造工藝技術(shù)的相關(guān)理論,會使學(xué)生產(chǎn)生身臨其境的感覺,接受知識更容易,印象更深刻。(3)改變傳統(tǒng)考核方式,注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)。傳統(tǒng)的考試方式固定標(biāo)準(zhǔn)答案和規(guī)范格式,束縛了學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力[7]。因此,根據(jù)現(xiàn)代制造技術(shù)課程的開放式和動態(tài)性的特點,改變傳統(tǒng)的考核方式和評價標(biāo)準(zhǔn),變考知識為考能力,避免一張考卷定成績,注重學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。課程成績應(yīng)該由考試成績和平時成績來構(gòu)成,試卷應(yīng)根據(jù)教學(xué)大綱要求設(shè)計具有創(chuàng)造因素的開放式題目,重點考察學(xué)生分析問題、解決問題的能力。平時成績可從學(xué)生查閱文獻資料情況、課程參與情況、實踐與實驗參與情況等方面綜合考核,鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生拓展知識面、增強創(chuàng)新能力。
現(xiàn)代制造技術(shù)課程教學(xué)在跟蹤制造技術(shù)前沿的同時,需要強調(diào)理論聯(lián)系實際,學(xué)以致用,這可從如下2個方面考慮:(1)構(gòu)建完善的實驗教學(xué)體系,加強學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。實驗教學(xué)是機械專業(yè)課程體系中十分重要的培養(yǎng)環(huán)節(jié),它能有效促進學(xué)生理論聯(lián)系實際、學(xué)以致用[8]。因此在現(xiàn)代制造技術(shù)課程教學(xué)過程中,可以有針對性地開設(shè)綜合性和創(chuàng)新性的實驗項目,注重實驗教學(xué)質(zhì)量,將理論教學(xué)與實驗教學(xué)有機融合,充分調(diào)動學(xué)生的自主性,使學(xué)生可以更加充分、深入了解相關(guān)現(xiàn)代制造工藝技術(shù)的加工原理、加工特點及應(yīng)用等,培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力和運用所學(xué)知識解決實際問題的能力[8]。(2)以參觀及學(xué)術(shù)講座的形式,促使學(xué)生對現(xiàn)代制造工藝技術(shù)有更深入的了解。教師可組織學(xué)生到一些當(dāng)?shù)氐拇笮同F(xiàn)代化制造企業(yè)、研究所或其他高校實驗室參觀先進的設(shè)備和制造工藝,提高現(xiàn)代制造技術(shù)的直觀印象和對工程實際應(yīng)用的感性認識,開闊視野。同時,內(nèi)容豐富、形式多樣的學(xué)術(shù)講座有利于培養(yǎng)大學(xué)生科學(xué)的思維能力、創(chuàng)新意識以及復(fù)合型知識結(jié)構(gòu)。因此,有必要定期開設(shè)學(xué)術(shù)講座以拓展學(xué)生知識面和開闊視野。特別對于機械類專業(yè)學(xué)生來說,由于現(xiàn)代制造技術(shù)的快速發(fā)展,各種先進加工技術(shù)和方法得到了迅猛發(fā)展且在生產(chǎn)中應(yīng)用日益廣泛。通過專家學(xué)者的學(xué)術(shù)講座,學(xué)生可以及時了解學(xué)科發(fā)展動態(tài)和技術(shù)前沿,充分激發(fā)和調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣,滿足不同層次學(xué)生的要求,這對拓展視野、增長知識面,培養(yǎng)其創(chuàng)新能力也是很有幫助的。
現(xiàn)代制造技術(shù)課程是一門實用性強、內(nèi)容發(fā)展快速的課程,其具有先進性、前沿性、交叉性的特點。在教學(xué)過程中,應(yīng)根據(jù)其課程特點和教學(xué)要求,合理安排教學(xué)內(nèi)容,改進教學(xué)手段和方法,注重實踐教學(xué),不斷提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量,從而培養(yǎng)出具有現(xiàn)代制造技術(shù)工程實踐能力和創(chuàng)新能力的復(fù)合性工程人才。
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