孫業(yè)榮，張春雨

（安徽科技學院機械工程學院，安徽鳳陽233100）

應用型人才培養(yǎng)模式下先進制造技術課程教學探討

孫業(yè)榮，張春雨

（安徽科技學院機械工程學院，安徽鳳陽233100）

先進制造技術課程不僅綜述性較強，而且具有較強的理論性。結合先進制造技術的特征及應用型本科人才培養(yǎng)的目標，分析先進制造技術課程在地方應用型本科機械自動化專業(yè)教學過程中存在的不足之處，對該課程在課程體系、教學內容、教學方法和考核方式等方面的改革進行了探討，提出了教學改革的新思路和新觀點，激發(fā)了學生的興趣，提高了學生的綜合能力，從而提高了教學質量。

應用型；先進制造技術；教學改革

引言

在整個產品制造的過程中，不管是在其研發(fā)階段，還是在其生產制造或是生產管理階段，都能充分和綜合利用先進制造技術中各個方面的先進技術。先進制造技術已成為制造業(yè)立于不敗之地并求得迅速發(fā)展的關鍵因素，是傳統制造技術吸收最新的科學技術成果而發(fā)展的必然趨勢。近年來，發(fā)展先進制造技術已成為提高世界各國綜合競爭能力的重要策略。為此，我校機械設計制造及其自動化專業(yè)開設了先進制造技術課程。

近年來，隨著社會經濟發(fā)展對人才的多樣化需要，出現了地方本科院校培養(yǎng)應用型人才為核心的高校新型教育模式，它是國家對人才培養(yǎng)模式調整的戰(zhàn)略舉措，也是地方本科高校面向地方經濟發(fā)展需求培養(yǎng)人才的有效措施，既強調實踐能力，又強調創(chuàng)新能力。先進制造技術作為機械設計制造及其自動化專業(yè)的重要方向課，地方應用型本科特色如何被體現？高素養(yǎng)的地方應用型人才又如何被培養(yǎng)？綜合起來主要體現在兩個方面：一是知識素養(yǎng)，即其專業(yè)方面的知識面要寬、專業(yè)方面的知識深度要適度、一些公式和定理的推導、證明要適當，一些重要結論的應用應被重視；二是能力素養(yǎng)，即其實踐操作動手技能和規(guī)范要強、其綜合素質能力要高。因此，在地方應用型本科院校里，先進制造技術課程的教學，一方面應突出應用特色，另一方面更要注重實踐動手能力，同時要從地方經濟的實際發(fā)展需要出發(fā)，以突出應用型特色作為教改的前提，以提高教學質量作為教改的目標①張曉菊，王海霞，王維娜：《應用型人才培養(yǎng)目標下電力系統分析課程教學改革與實踐》，《教育教學論壇》2016年第3期，第68-69頁。。但是由于先進制造技術涉及到的學科多、范圍廣、內容前沿，這就對先進制造技術課程提出了與其它課程所不同的高要求，而本課程現有的課程體系、教學內容、教學方法和考核方式等都已難以滿足現代制造企業(yè)對人才的要求，更不能體現地方應用型高校的人才培養(yǎng)模式。

一、先進制造技術課程特征及教學中存在不足之處

先進制造技術是在傳統制造技術基礎上不斷采用先進設計方法、先進的制造工藝、先進自動化技術、先進管理技術及制造模式，其內容主要包含現代設計技術、先進制造工藝技術、制造自動化技術、現代生產管理技術和先進生產制造模式①王隆太：《先進制造技術》，北京：機械工業(yè)出版社，2015年。。

本課程的特征是：

（1）多學科交叉與集成、涵蓋信息量大，已發(fā)展成為集機械制造技術、電子技術、信息技術、自動化技術、材料科學技術和現代管理技術為一體的新型交叉融合學科。

（2）內容具有廣泛性且前沿，除了涉及到現代設計技術、先進制造工藝技術及自動化技術外，還包含了現代管理技術、先進生產制造模式等。

（3）動態(tài)性強，它是一種動態(tài)技術，不斷吸收各種最新的技術成果，隨著新科技、新理念的不斷出現而不斷更新、充實和發(fā)展。

在當前教學中存在以下問題：

（1）學生學習興趣不高。先進制造技術課程所涉及到的其它學科內容較多，如現代管理學科、電子學科、材料學科、信息網絡學科等；涵蓋的內容范圍廣，部分內容的基本理論和原理理論強、系統性強；同時這門課學時少（先前只有20課時），致使學生學習興趣不高，教學效果不佳。

（2）教學內容滯后于先進制造業(yè)技術的發(fā)展。先進制造行業(yè)技術發(fā)展迅猛，盡管被使用的教材版本不斷地升級，但無法充分體現近幾年來先進制造技術的最新發(fā)展動態(tài)。

（3）教學模式單一。由于本課程具有系統性、廣泛性、集成性、動態(tài)性和實用性等特征，目前基本采用多媒體的教學手段和“灌輸式”的教學方法，教學模式即單一又死板，盡管授課教師借助多媒體講授理論知識，但由于缺少必要實驗環(huán)節(jié)，在理論課堂教學過程中，學生缺乏能動性，不符合應用型本科人才培養(yǎng)的模式。

（4）教學大綱中缺少實驗教學內容。地方應用型本科人才培養(yǎng)應側重于學生的實踐應用能力，可是目前《先進制造技術》課程教學內容偏重于課堂理論知識的傳授，缺乏技術應用能力的鍛煉與培養(yǎng)。

二、先進制造技術課程改革的思路和方法

（一）教學思維方式的變革

在教學思維方式上，必須充分地體現“理論知識的實際應用水平高，實踐的動手能力強，課堂的教學效果好”的教學目標。結合地方應用型本科教育的培養(yǎng)模式，擺脫單一且死板式的模式，實施產學研一體化的教學思維方式，充分利用學院工程訓練中心、學院的合作企業(yè)與科研單位的教學研究成果及相關教學資源，把課堂上的教學主要內容與從實踐直接獲取經驗和能力有機結合起來的教育形式，全面地培養(yǎng)學生在工程實踐應用方面的能力。同時，鑒于該課程的動態(tài)性強和前沿性特征，所以教師要通過最新的科研將最前沿的學術成果不斷充實到理論課堂上，從而使本學科的一些前沿知識能夠較快地、及時地被學生所熟知。

（二）教學內容的整合與優(yōu)化

為了適應地方應用型本科人才培養(yǎng)模式，結合本校的辦學特色，學生應具備的知識和能力素質應該在先進制造技術課程教學改革中體現出來。為此，本課程的大部分教學內容應作大量的整合和優(yōu)化，同時相應的教學要求也應該被提出，具體如下：

首先，調整課程體系，增加理論學時。一方面，為了確保學生學習效果和達到應用型人才培養(yǎng)要求，要求學生在學習本課程之前，必須修完金工實習、機械設計、機械原理、機械工程材料、材料成形技術基礎、機械工程控制基礎、計算機輔助設計、機械制造技術、數控技術等相關課程。這就要求在制定機械設計制造及其自動化專業(yè)的教學大綱時要合理安排本專業(yè)的課程體系，以確保本課程的教學效果；另一方面，本課程涵蓋內容多，而先前的學時又少。所以，在修訂教學大綱過程中，適當增加理論學時，由原來20學時增加到36學時，以確保本課程教學有效且有序地完成，學時具體分配見表1所示。

表1 先進制造技術課程理論教學學時分配表

其次，整合并優(yōu)化教學內容，形成新的教學模式。本課程是前期的專業(yè)知識在制造業(yè)的應用及拓展，主要圍繞先進制造的各主題，模塊化介紹各種先進制造技術的原理與裝備技術。結合制造業(yè)發(fā)展對本專業(yè)學生需求的趨勢及課程培養(yǎng)目標，整合并優(yōu)化先進制造技術課程教學內容如圖1所示。由于該課程是具有多學科交叉性、內容廣泛性及知識動態(tài)性等特點，決定了在各模塊教學的內容和模式上要及時調整，如先進制造技術概述部分，除了講授基本概念、發(fā)展現狀及趨勢，還增加了近幾年發(fā)展起來的來源于云計算技術的云制造系統、信息物理融合系統以及工業(yè)4.0等前沿知識；在先進制造工藝技術部分，增加了近幾年普及型3D打印技術、由微細制造技術改為微制造和納制造技術等，利用了其它學科的發(fā)展，提高了制造技術，使教學內容跟進科學技術的最新發(fā)展；在制造自動化技術部分，以先進企業(yè)車間層自動化為軸線講授制造自動化技術，使其內容更具有系統性和條理性；在現代企業(yè)信息管理部分，著重于企業(yè)資源計劃（EPR）、供應鏈管理（SCM）和客戶關系管理（CRM）、產品數據管理（PDM）以及制造執(zhí)行計劃（MES），使教學內容更適用當前企業(yè)的信息管理技術；在先進制造模式部分，增加了精益生產和敏捷制造技術內容，體現了教學內容的前沿性。

圖1 先進制造技術課程教學內容

同時，針對本課程部分與其它課程相交叉且易理解的內容，采取“課前布置-課堂討論-課后總結”的形式進行，如先進制造工藝技術中超精密和高速加工技術部分，以及先進制造自動化技術中機床數控技術部分等內容，涉及到了機械制造基礎技術、電子技術、自動化技術和材料科學技術，課前布置學生課下上網搜查其工作原理及當前最新發(fā)展動向，并提出自己看法，在課堂上全班學生一起討論，教師適時給予一些必要解釋與補充，課后要求學生進行總結。由于采用了課前布置-課堂討論-課后總結的三部曲教學模式，學生不但溫習了已學的專業(yè)知識，真正體會到了專業(yè)基礎知識的實際應用，還自主地了解到更多的相關前沿知識。從而提高了學生專業(yè)基礎知識水平，強化了學生對自己專業(yè)的理念，培養(yǎng)學生對先進制造技術的發(fā)散分析能力。學生的學習興趣被激發(fā)了，學習主動性明顯提高，顯著地改善了課堂學習氣氛和教學效果。

（三）改進教學方法與手段

先進制造技術是一門綜述性、理論性及動態(tài)性較強的課程。每章內容框架基本都是“定義-加工原理-加工過程-應用”。傳統的教學方法是多媒體講授型的教學即灌輸性教學，致使部分學生反映課堂內容抽象、枯燥乏味，難以理解和掌握。在應用型人才培養(yǎng)的模式下，教學方法主要從以下幾個方面改進：

第一，緊追最新技術的發(fā)展趨勢，及時更新課堂教學內容，滿足課程動態(tài)發(fā)展需要，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維。科學技術在不斷地發(fā)展，在每輪教學中都會刪減和補充一些內容，如上所述，將最新的先進制造技術引入到課堂教學中，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。

第二，理論與實踐相結合，利用科題組開發(fā)的成果，培養(yǎng)學生理論與實踐相結合的能力，提高學生解決問題的能力。例如：在講解到增材制造技術部分，在介紹完其工作原理及主要工藝方法后，利用本課程課題組開發(fā)的小型3D打印機，打印出各種實物模型（如圖2所示），在此過程中，將較強的理論性知識應用于實踐中，培養(yǎng)了學生設計創(chuàng)新思維能力和工程實踐能力。

第三，在本課程教學過程中采取“講授式”與“啟發(fā)式”并舉的課程教學方式。在對本課程每章的內容仔細考慮、精心琢磨的基礎上，針對定義、加工原理及加工過程，利用多媒體課件，用影像、聲音、文字、動畫演示等手段，將難理解的原理內容生動形象地展現在學生眼前，并有針對性地提出問題，交給學生去討論問題、解決問題。而對應用、設計方法等則采取“啟發(fā)式”教學方法，部分內容在課前提前啟發(fā)式下達給學生，讓學生帶著問題課下搜查有關資料，有助于提高學生自主學習的能力，課中教師采取提問等交互方式，鼓勵學生大膽地表達自己對該問題的看法和觀點，適時變教師為中心為學生為主體，讓學生成為課堂的主角，從而使課堂氣氛活躍起來，教學效果較佳。

圖2 3D打印技術制造出的實物模型

（四）增加實踐教學環(huán)節(jié)

基于本課程的內容廣泛、原理復雜、多學科交叉等特點，結合本校機械設計制造及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案，在后期課程——現代制造技術綜合實訓課程中增加了先進制造有關的實訓環(huán)節(jié)模塊，充分利用本校工程訓練中心現有的實驗設備，讓學生直接操作數控機床、車銑復合加工中心、五軸加工中心、電火花線切割加工機床、柔性生產線等先進制造設備,使學生更直觀地了解先進制造技術，從而提高學生在先進制造方面的實踐動手能力，以滿足應用型人才培養(yǎng)目標的要求。

（五）改變考核方式

傳統的考核方式中總成績包括期末考試成績（占80%）和平時成績（占20%）兩部分，側重點在學生對知識的掌握程度，基本上是一張考卷定本課程的最終成績。然而，在當今應用型人才培養(yǎng)模式下，一個學生對該門課真正應該掌握的知識很難通過該考核方式真實地體現出來，往往出現考試得分高的學生還不如得分低的同學掌握的知識牢、廣及深；同時，先進制造技術是一門動態(tài)性、綜合性很強的課程。因此，要打破傳統的單一模式考核方式，建立一種多樣化課程考核與評價方式，一方面，加大平時成績比例，調整到50%，主要從學生出勤率、課下布置的討論型作業(yè)完成情況、課堂參與討論情況等方面綜合考核；另一方面，期末考試成績以小論文形式代替閉卷考試，論文要求學生緊緊圍繞先進制造技術撰寫一篇綜述性論文，側重于考核學生的文獻查閱能力、知識運用能力及創(chuàng)新能力等方面，以體現應用型人才培養(yǎng)模式。

三、總結

先進制造技術課程作為地方應用型高校機械設計制造及其自動化專業(yè)的一門重要的方向課程，分析其特征和當前教學中存在的不足之處，積極主動地從教學思維、教學內容、教學方法與手段、實踐教學環(huán)節(jié)、考核方式等方面進行教學改革，從本學期實施的結果來看：激發(fā)了學生的學習能動性，明顯地提高了課堂教學效果，從而更好地為地方經濟社會發(fā)展培養(yǎng)出“基礎知識扎實、實踐動手能力強、綜合素質強高”的應用型人才。

Teaching reform and research on the course of advanced manufacturing technology based on the mode of training of application-oriented talent

SUN Yerong,ZHANG Chunyu

Advanced manufacturing technology is not only more comprehensive,but also more theoretical.Combining features of advanced manufacturing technology and the train objective of applicationoriented talent,the authors analyzed the existing problems of teaching advanced manufacturing technology for local application-oriented undergraduate majoring in machine design and manufacturing and its automation.The course system,teaching content,teaching methods,and assessment methods were explored,the new thoughts and new ideas of teaching reform were put forward,which stimulated the students interest,improved their comprehensive ability,thus significantly boosted the teaching quality.

application-oriented;advanced manufacturing technology;teaching reform

G642

A

1009-9530（2017）05-0130-04

2017-07-12

安徽省工程實踐教育中心項目“安瑞科壓縮機有限公司工程實踐教育中心”（2013sjjd018）；安徽科技學院課程建設項目“金工實習優(yōu)質實踐課”（xj201454）

孫業(yè)榮(1976-)，女，安徽科技學院機械工程學院副教授，工學碩士，研究方向：機械設計制造技術、計算機數控技術及自動化技術。

（責任編輯：汪太文）