李瓊硯 路敦民

（北京林業(yè)大學(xué)工學(xué)院，北京 100083）

先進(jìn)制造技術(shù)將先進(jìn)的信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和先進(jìn)的管理科學(xué)應(yīng)用于制造業(yè)中，形成一個(gè)完整的集成系統(tǒng)性技術(shù)。它涉及產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、加工制造到生產(chǎn)管理等各方面的內(nèi)容。因此，它是集合多學(xué)科成果形成的新型交叉學(xué)科，是多種科學(xué)及方法的整合，具有精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、清潔化、集成化、全球化等特點(diǎn)［1］。

“先進(jìn)制造技術(shù)專論”課程是一門動(dòng)態(tài)發(fā)展的課程。由于先進(jìn)制造技術(shù)本身是在針對(duì)一定的應(yīng)用目標(biāo)，不斷地吸收各種高新技術(shù)逐漸形成、不斷發(fā)展的新技術(shù)，因而其內(nèi)涵不是絕對(duì)和一成不變的。具體反映在不同的時(shí)期，先進(jìn)制造技術(shù)有其自身階段性；反映在不同的應(yīng)用領(lǐng)域，先進(jìn)制造技術(shù)有其自身側(cè)重發(fā)展的目標(biāo)和內(nèi)容［2］。隨著新科技、新理念的不斷出現(xiàn)，“先進(jìn)制造技術(shù)專論”課程的內(nèi)容會(huì)不斷更新、充實(shí)和發(fā)展，因此本課程更加強(qiáng)調(diào)內(nèi)容的先進(jìn)性和前沿性。作為工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生課程，這門課程與本科生階段所學(xué)的課程必須有所區(qū)別，因此工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生階段開設(shè)的“先進(jìn)制造技術(shù)專論”必須針對(duì)工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生的知識(shí)特點(diǎn)，對(duì)本課程的教學(xué)體系進(jìn)行改革。

一、教學(xué)內(nèi)容的整合

針對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的先進(jìn)性、前沿性、國(guó)際化及動(dòng)態(tài)發(fā)展的特點(diǎn)，從培養(yǎng)工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生科研、創(chuàng)新和實(shí)踐能力出發(fā)，筆者將“先進(jìn)制造技術(shù)專論”課程的教學(xué)內(nèi)容整合為基礎(chǔ)篇、專題篇和實(shí)踐篇3部分，見圖1?；A(chǔ)篇的內(nèi)容是本課程的經(jīng)典內(nèi)容，主要包括先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)制造工藝和先進(jìn)制造系統(tǒng)。主講教師對(duì)課程的整個(gè)知識(shí)體系內(nèi)容進(jìn)行全面講解，使學(xué)生對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)所涉及的研究?jī)?nèi)容有一個(gè)全面系統(tǒng)的理解，目的是讓學(xué)生對(duì)本課程內(nèi)容從橫向?qū)用嫔嫌幸粋€(gè)初步了解。專題篇的內(nèi)容是當(dāng)前先進(jìn)制造技術(shù)研究的熱點(diǎn)，代表當(dāng)前最先進(jìn)的制造技術(shù)和發(fā)展動(dòng)態(tài)，其中圖1中列出了具有代表性的8個(gè)專題，目的是讓學(xué)生對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)從縱向?qū)用嫔嫌休^深刻的理解。實(shí)踐篇是根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備狀況，從硬件和軟件2個(gè)方面為學(xué)生提供實(shí)踐的機(jī)會(huì)。軟件層面上的實(shí)踐是讓學(xué)生掌握Delcam（CopyCAD，PowerInspect，PowerMill）和MasterCAM軟件的基本功能和操作技術(shù)；硬件層面上的實(shí)踐包括三維測(cè)量及快速成型加工、特種加工以及加工中心實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。通過實(shí)踐教學(xué)加深學(xué)生對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的直觀印象與了解，提高學(xué)生先進(jìn)制造技術(shù)的實(shí)踐能力。

圖1 “先進(jìn)制造技術(shù)專論”課程的教學(xué)內(nèi)容

二、師資隊(duì)伍的建設(shè)

先進(jìn)制造技術(shù)是一種動(dòng)態(tài)技術(shù)，它需要不斷吸收其他學(xué)科的新技術(shù)以確保其先進(jìn)性。因此，“先進(jìn)制造技術(shù)專論”課程是一門動(dòng)態(tài)的課程，其教學(xué)內(nèi)容與重點(diǎn)會(huì)隨著相關(guān)支撐技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展。有些高校開設(shè)的“先進(jìn)制造技術(shù)專論”課程的教學(xué)內(nèi)容還有許多是10年甚至是20年前的技術(shù)，致使學(xué)生學(xué)到的知識(shí)不先進(jìn)，與目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展的前沿脫節(jié)。筆者認(rèn)為導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是有些高校的“先進(jìn)制造技術(shù)專論”課程教師既沒有從事過先進(jìn)制造技術(shù)的科學(xué)研究，又沒有與相關(guān)企業(yè)開展過科研合作，自己對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)方面的知識(shí)掌握程度一知半解，這是其教學(xué)效果差的主要原因。在以往的課程教學(xué)中，多數(shù)情況是一名主講教師完成整個(gè)課程的教學(xué)工作，即使該主講教師是從事先進(jìn)制造技術(shù)研究的，但其研究領(lǐng)域或研究方向也具有一定的局限性。

因此，為了使學(xué)生在更深層次上掌握本門課程中每一個(gè)專題研究的先進(jìn)性和前沿性，筆者聘請(qǐng)若干相關(guān)專業(yè)的教師以講座的形式給學(xué)生作專題報(bào)告，所講內(nèi)容基本就是教師的研究領(lǐng)域，這樣本課程的教學(xué)工作就不是由一名主講教師完成，而是由一個(gè)教師團(tuán)隊(duì)完成。他們可以結(jié)合自己的科研經(jīng)歷和科研項(xiàng)目介紹與課程內(nèi)容相關(guān)的知識(shí)。比如有些教師是專門從事納米研究的，并主持國(guó)家自然科學(xué)基金等多個(gè)科研項(xiàng)目，聘請(qǐng)?jiān)摻處熃Y(jié)合自己的科研項(xiàng)目來給學(xué)生作納米加工技術(shù)的講座，教師通過理論聯(lián)系實(shí)際的演講，使學(xué)生既學(xué)到知識(shí)、開闊了視野，又領(lǐng)略了大師的風(fēng)采，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情高漲，提高了與教師討論問題的積極性，取得了非常好的教學(xué)效果。教學(xué)實(shí)踐表明，當(dāng)教師在結(jié)合自己的親身經(jīng)歷介紹課程的相關(guān)技術(shù)和理論時(shí)，學(xué)生容易產(chǎn)生身臨其境的感覺，不僅容易接受所學(xué)到的知識(shí)，還會(huì)留下深刻的印象，取得良好的教學(xué)效果。

三、教學(xué)方法的改革

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同，筆者采用傳統(tǒng)教學(xué)方法、項(xiàng)目導(dǎo)向式教學(xué)方法、討論式教學(xué)方法相結(jié)合的教學(xué)方式，并對(duì)部分教學(xué)內(nèi)容采用雙語式教學(xué)。基礎(chǔ)篇的教學(xué)以傳統(tǒng)教學(xué)方法為主，實(shí)踐篇?jiǎng)t采用項(xiàng)目導(dǎo)向式教學(xué)方法，專題篇采用討論式教學(xué)和雙語教學(xué)方法。

基礎(chǔ)篇內(nèi)容較多、信息量大，是對(duì)本課程整個(gè)知識(shí)體系的完整介紹，所以不適于采用項(xiàng)目式和討論式教學(xué)方法，而應(yīng)采用以講授為主的多媒體教學(xué)方法。

實(shí)踐篇涉及的先進(jìn)制造實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備都是單套設(shè)備，在以往的教學(xué)過程中采用示范性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，使學(xué)生印象不深。為提高教學(xué)質(zhì)量，筆者采用項(xiàng)目式教學(xué)方法開展教學(xué)活動(dòng)，并將實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容整合成如下3個(gè)項(xiàng)目。項(xiàng)目1：利用CAD軟件設(shè)計(jì)一個(gè)零件，使用MasterCAM進(jìn)行加工路徑規(guī)劃和加工仿真，生成可加工的后處理文件（G代碼），然后在加工中心用數(shù)控機(jī)床將零件加工出來。項(xiàng)目2：使用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x對(duì)現(xiàn)有的零件進(jìn)行三維掃描，應(yīng)用反求工程軟件對(duì)掃描結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、建模，生成STL文件，然后應(yīng)用快速成型軟件，生成后處理文件，最后利用快速成型機(jī)加工出三維實(shí)體模型。項(xiàng)目3：任選一種特種加工方法，經(jīng)過學(xué)生實(shí)際操作，加工出一個(gè)簡(jiǎn)單的零件。對(duì)于每一個(gè)項(xiàng)目，教師都要先做演示性實(shí)驗(yàn)，然后要求學(xué)生以組為單位親自完成每個(gè)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)實(shí)驗(yàn)室在規(guī)定的期限內(nèi)，對(duì)每位學(xué)生全天開放，學(xué)生根據(jù)自己的時(shí)間安排完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

在專題篇中，首先教師作專題報(bào)告，其次學(xué)生就本專題中感興趣的內(nèi)容進(jìn)行提問，最后教師針對(duì)學(xué)生提出的問題組織學(xué)生進(jìn)行討論。通過這種方式的教學(xué)，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣高漲、課堂氣氛活躍，教學(xué)實(shí)踐證明取得了良好的教學(xué)效果。

由于世界范圍內(nèi)先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，“先進(jìn)制造技術(shù)專論”課程內(nèi)容具有動(dòng)態(tài)、開放和國(guó)際化的特點(diǎn)。因此，在教學(xué)中采用雙語模式的教學(xué)，可使學(xué)生掌握大量有關(guān)先進(jìn)制造技術(shù)方面的英文術(shù)語和知識(shí)，并有利于學(xué)生查閱英文參考資料、跟蹤先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)［3］。工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生相對(duì)于本科生來說，具有更好的英語語言基礎(chǔ)，為本課程的雙語教學(xué)的實(shí)行提供了良好的條件。根據(jù)本課程課時(shí)的安排，如果全部?jī)?nèi)容都采用雙語教學(xué)，會(huì)影響教學(xué)的進(jìn)度，不僅不能很好地完成教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容，而且還會(huì)由于某些章節(jié)理論深度的限制，使得學(xué)生不能很好地理解課程的教學(xué)內(nèi)容，從而也會(huì)影響教學(xué)質(zhì)量。因此，筆者認(rèn)為本課程應(yīng)實(shí)行部分內(nèi)容的雙語教學(xué)，基礎(chǔ)篇和實(shí)踐篇的教學(xué)采用母語教學(xué)，專題篇的教學(xué)采用雙語教學(xué)。開展專題篇教學(xué)的教師多在國(guó)外期刊發(fā)表過英語學(xué)術(shù)論文，并多次參加過國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，具有良好的英語教學(xué)能力。另外，專題篇的教學(xué)內(nèi)容具有前沿性和國(guó)際化的特點(diǎn)，比較適于作為雙語教學(xué)的內(nèi)容。多年的教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生普遍反映良好，大大提高了學(xué)生的專業(yè)英語水平，為工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生參加國(guó)際學(xué)術(shù)交流會(huì)議奠定了專業(yè)英語基礎(chǔ)。

四、考核方式的改革

課程考核方式在很大程度上是學(xué)生學(xué)習(xí)方向和學(xué)習(xí)動(dòng)力的指揮棒。多數(shù)高校在“先進(jìn)制造技術(shù)專論”課程的考核方式上仍采用考卷式的考核方法。這種方法在一定程度上可以反映學(xué)生對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)相關(guān)概念和理論的了解與掌握程度，但是不能反映出學(xué)生運(yùn)用先進(jìn)制造技術(shù)知識(shí)分析和解決具體問題的能力，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性［4］。而成績(jī)?cè)u(píng)定是工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生教學(xué)過程中一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是檢驗(yàn)教師教學(xué)效果的重要手段。因此，筆者認(rèn)為工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生課程考核方式的改革，應(yīng)使考核方式靈活多樣，考核的重點(diǎn)是考核學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的領(lǐng)悟能力和應(yīng)用能力，考核的內(nèi)容包括以下4部分：書面論文、英文翻譯、專題演講和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

書面論文：要求學(xué)生結(jié)合自己的研究方向，寫1篇和先進(jìn)制造技術(shù)相關(guān)的科技論文。主要考核學(xué)生對(duì)本課程知識(shí)的理解與運(yùn)用先進(jìn)制造技術(shù)分析和解決具體問題的能力。

英文翻譯：要求將學(xué)生所寫論文翻譯成英文，考核學(xué)生的學(xué)術(shù)論文的英文寫作水平以及對(duì)課程中的專業(yè)英語詞匯的掌握情況。

專題演講：在課程教授過程中大部分學(xué)生已經(jīng)確定了研究方向，已經(jīng)進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的研究階段，并取得了初步的實(shí)驗(yàn)研究成果。因此，教師針對(duì)這種情況，讓學(xué)生結(jié)合本課程的研究?jī)?nèi)容，在課堂上對(duì)前期的研究工作作專題演講，目的是考察學(xué)生的交流能力。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：考核學(xué)生實(shí)際動(dòng)手和解決實(shí)際問題的能力。教師通過抽簽的方式，決定學(xué)生需要考核的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并根據(jù)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的情況給出學(xué)生的成績(jī)。這主要是考察學(xué)生運(yùn)用CAD／CAM軟件的能力和動(dòng)手操作的能力。

教學(xué)實(shí)踐表明，上述考核方式獲得了較好的教學(xué)效果，有利于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

綜上所述，本文對(duì)“先進(jìn)制造技術(shù)專論”課程體系進(jìn)行了改革，提高了課程的教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生普遍反應(yīng)，通過本門課程的學(xué)習(xí)，不僅學(xué)習(xí)了專業(yè)知識(shí)、領(lǐng)略了專題教師的風(fēng)采、更深入地了解了先進(jìn)制造技術(shù)，而且還提高了專業(yè)英語寫作和交流的能力以及實(shí)踐動(dòng)手能力。

［1］蘇純，周敏.“先進(jìn)制造技術(shù)”課程多媒體輔助雙語教學(xué)的實(shí)踐與探索［J］.常州工學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（4）：79-81.

［2］葛英飛.面向應(yīng)用型本科的“先進(jìn)制造技術(shù)”課程建設(shè)與教學(xué)改革實(shí)踐與探討［J］.科技信息，2008（26）：61-63.

［3］水恒華，李舒連，張亮.“先進(jìn)制造技術(shù)”實(shí)踐教學(xué)的幾點(diǎn)改進(jìn)［J］.中國(guó)電力教育，2009（14）：137-139.

［4］劉梅，鐘佩思，鄒蓉.“先進(jìn)制造技術(shù)”課程群實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法研究［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2008（10）：128-131.