杜彥斌

重慶工商大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 重慶 400067

當(dāng)前，國家推動創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，實(shí)施“一帶一路”倡議以及“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”“人工智能”等重大戰(zhàn)略，以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)受到廣泛關(guān)注并得到快速發(fā)展，新形勢與新戰(zhàn)略對我國傳統(tǒng)的工程人才培養(yǎng)提出了挑戰(zhàn)，迫切需要大量的工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具有國際競爭力并能適應(yīng)未來發(fā)展的高素質(zhì)復(fù)合型的“新工科”人才[1,2]。新時代對創(chuàng)新型工程人才的更高要求，使得原有的課程體系、課程內(nèi)容需要改革與更新，而且需求迫切。

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)是機(jī)械設(shè)計制造及其自動化、機(jī)械電子工程等機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)核心課(或者為專業(yè)基礎(chǔ)課)，主要講授金屬切削原理、金屬切削加工的基本知識、典型金屬切削加工方法及刀具、金屬切削機(jī)床、機(jī)床常用夾具、機(jī)械加工過程與工藝規(guī)程、機(jī)械加工質(zhì)量分析、裝配工藝基礎(chǔ)以及先進(jìn)制造技術(shù)等基礎(chǔ)知識[3]。該門課程授課學(xué)時一般在48～80學(xué)時之間，知識涵蓋面廣，具有非常強(qiáng)的實(shí)踐性與綜合性，對于學(xué)生掌握機(jī)械制造的基本知識與技能，并具備分析與解決產(chǎn)品及零部件實(shí)際加工制造過程中的工程問題的基本能力，具有非常重要的支撐作用。但是，隨著增材制造(如3D打印)、智能制造、機(jī)器人、綠色制造等新技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程已不能適應(yīng)“新工科”人才的培養(yǎng)要求。

因此，在國家“深化工程教育改革，推進(jìn)‘新工科’的建設(shè)與發(fā)展”的戰(zhàn)略背景下，當(dāng)前機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容體系、教學(xué)模式、考核方式、實(shí)踐環(huán)節(jié)等迫切需要實(shí)施改革與建設(shè)，以促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的提高。

1 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程建設(shè)存在的主要問題

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程是由原金屬切削機(jī)床、金屬切削原理及刀具、機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)床夾具設(shè)計等4門課程的內(nèi)容進(jìn)行整合、改造，并融入了現(xiàn)代制造技術(shù)的部分內(nèi)容而形成的一門綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程[3,4]。經(jīng)過國內(nèi)各個高校近二十年來的教學(xué)與實(shí)踐，在課程建設(shè)、課程改革等方面進(jìn)行了多方位的探索與研究，積累了豐富的經(jīng)驗，取得了非常多的成果[5,6]。但是，由于該課程涉及面廣，而且不同層次高校的人才培養(yǎng)定位及目標(biāo)有所不同，該課程的建設(shè)在各個高校仍然存在一些問題。下面針對我校在機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程建設(shè)過程中存在的主要問題進(jìn)行分析。

1.1 課程內(nèi)容與工程實(shí)際聯(lián)系不緊密 知識體系有待更新

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程開設(shè)時間比較長，已出版的相關(guān)教材多而繁雜，但大多數(shù)教材的基本內(nèi)容及知識點(diǎn)具有相似性，只是在某些側(cè)重講授的內(nèi)容上存在部分差異。隨著增材制造、智能制造等先進(jìn)制造技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，機(jī)械制造過程已發(fā)生了革命性的變化，而機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的基本內(nèi)容多年未變，部分課程內(nèi)容、知識點(diǎn)與生產(chǎn)實(shí)際有所脫節(jié)。

1.2 課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性 實(shí)施效果有待提高

與本課程直接相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容主要包括認(rèn)識實(shí)習(xí)、金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)以及課內(nèi)實(shí)驗、課程設(shè)計等環(huán)節(jié)。通過相關(guān)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可增強(qiáng)學(xué)生對機(jī)械制造過程、金屬切削原理、金屬切削機(jī)床及刀具、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計、機(jī)器裝配工藝設(shè)計等相關(guān)內(nèi)容的理解與掌握。但是，目前各個實(shí)踐環(huán)節(jié)所包含的內(nèi)容以及對應(yīng)的學(xué)生培養(yǎng)要求存在重復(fù)與交叉，而且有些內(nèi)容無法與當(dāng)前最新技術(shù)發(fā)展對接，無法滿足“中國制造2025”國家戰(zhàn)略以及“新工科”建設(shè)對創(chuàng)新型、綜合型人才的要求。

1.3 過于強(qiáng)調(diào)知識本身而忽略了知識的綜合運(yùn)用 不利于提高學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力

在講授過程中，部分教師側(cè)重于理論知識的講授與傳遞，并未結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際過程中遇到的機(jī)械制造工程問題來引導(dǎo)學(xué)生，這使得學(xué)生的學(xué)習(xí)過程缺乏獨(dú)立思考及自我主動性；考核方式比較單一，大多采用閉卷考試的考核方式，忽略了學(xué)生對知識的掌握以及綜合應(yīng)用能力的評價反饋，不利于提高學(xué)生解決工程問題的能力。

2 “新工科”建設(shè)背景下機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程改革的思路

2.1 課程改革的理念

緊密圍繞“新工科”工程教育改革的新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系，并主要面向區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要以及制造企業(yè)的人才需求，積極推動機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程改革，以支持我校機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)等傳統(tǒng)工科專業(yè)的改造與升級。

2.1.1 注重以學(xué)生為中心

通過課程教學(xué)方法、課程評價方式的變革，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主體的作用，從而實(shí)現(xiàn)由以“教”為中心向以“學(xué)”為中心的轉(zhuǎn)變、由“教師將知識傳授給學(xué)生”向“讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造知識”的轉(zhuǎn)變、由“傳授模式”向“學(xué)習(xí)模式”的轉(zhuǎn)變。

2.1.2 強(qiáng)調(diào)主動學(xué)習(xí)

改變過去“滿堂灌”的教學(xué)方式，改變過去過于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背、機(jī)械練習(xí)的現(xiàn)狀，倡導(dǎo)學(xué)生在“教與學(xué)”的過程中主動參與、樂于探究、勤于動手；通過工程案例式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)等模式培養(yǎng)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。

2.1.3 突出實(shí)踐能力的培養(yǎng)

針對該課程具有很強(qiáng)的工程性和實(shí)踐性以及“新工科”對工程人才實(shí)踐能力的強(qiáng)調(diào)與重視，課程學(xué)習(xí)過程中，教師不僅要向?qū)W生解釋機(jī)械制造的基礎(chǔ)理論與方法，而且要給予學(xué)生將理論知識與機(jī)械制造實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會，提高學(xué)生的實(shí)踐意識與工程意識。

2.2 課程改革的基本思路

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程改革的基本思路：面向“新工科”人才培養(yǎng)，以學(xué)生綜合能力提升為目標(biāo)，通過教學(xué)策略(教學(xué)模式改革)實(shí)施、教學(xué)內(nèi)容(理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué))重構(gòu)以及評價反饋(考試方式方法)改革等手段，圍繞“以學(xué)生為中心”的理念與宗旨，最終實(shí)現(xiàn)本課程在本科人才培養(yǎng)中所發(fā)揮的實(shí)際效用，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力。

圖1 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程改革的基本思路

2.2.1 課程內(nèi)容及課程資源建設(shè)

面向“新工科”人才工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力所匹配對應(yīng)的知識體系，梳理機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的知識點(diǎn)，圍繞“以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體”修訂教學(xué)大綱，在原有的傳統(tǒng)機(jī)械加工方法與工藝的基本知識的基礎(chǔ)上，融入最新的增材制造、智能制造等先進(jìn)制造技術(shù)，構(gòu)建面向“新工科”人才的機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程內(nèi)容體系，既體現(xiàn)基礎(chǔ)性，又體現(xiàn)先進(jìn)性。在課程資源方面，建立與課程內(nèi)容緊密相關(guān)、學(xué)生感興趣并且內(nèi)容較為豐富的工程案例庫，主要包括金屬切削機(jī)床實(shí)例庫、刀具實(shí)例庫、典型機(jī)床夾具實(shí)例庫、典型零件加工實(shí)例庫、產(chǎn)品裝配實(shí)例庫、先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用實(shí)例庫等。

2.2.2 實(shí)驗實(shí)踐教學(xué)改革

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。因此，應(yīng)該結(jié)合機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程內(nèi)容，并面向區(qū)域經(jīng)濟(jì)及制造業(yè)需求，加強(qiáng)本課程所對應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)的建設(shè)。(1)梳理本課程所對應(yīng)的各個實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的內(nèi)容及培養(yǎng)要求，建立包括課程實(shí)驗、課程設(shè)計、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等在內(nèi)的綜合實(shí)踐教學(xué)體系，并梳理各個環(huán)節(jié)之間的關(guān)系以及任務(wù)，完成各個實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)大綱。(2)梳理課程實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容，改革原有實(shí)驗方式、實(shí)驗內(nèi)容及教學(xué)方式，開設(shè)更多的培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的綜合性、設(shè)計性的實(shí)驗項目或?qū)嵱?xùn)項目。(3)充分采用虛擬現(xiàn)實(shí)、人機(jī)交互等信息化手段搭建機(jī)械制造類虛擬仿真實(shí)驗?zāi)K、實(shí)驗項目以及實(shí)驗平臺，提高學(xué)生對實(shí)驗課程的興趣和動力。(4)充分利用校外實(shí)踐教學(xué)資源，建立長期穩(wěn)定的校外實(shí)踐教學(xué)基地，為學(xué)生提供真實(shí)的工程環(huán)境，能夠滿足學(xué)生了解制造企業(yè)的文化、生產(chǎn)實(shí)際、體驗崗位技能的需求。

2.2.3 教學(xué)模式及教學(xué)策略改革

改變原有的滿堂灌教學(xué)方法，探索以工程案例為核心的問題導(dǎo)向式、發(fā)現(xiàn)式、啟發(fā)式、討論式以及翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)，講究教學(xué)方法，致力于培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力，形成“以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教與學(xué)模式，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；依托應(yīng)用型課程轉(zhuǎn)型，探索項目驅(qū)動、任務(wù)導(dǎo)向、課堂與實(shí)踐地點(diǎn)交互式等項目引領(lǐng)的教學(xué)模式，并充分利用虛擬仿真等現(xiàn)代教育技術(shù)與手段，創(chuàng)設(shè)虛擬與現(xiàn)實(shí)融合的教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效率。2.2.4 考核方式改革

根據(jù)課程的特點(diǎn)，突出學(xué)生自學(xué)能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)造能力的考核，在考核中加大形成性學(xué)習(xí)評價環(huán)節(jié)，提高課堂練習(xí)、課下作業(yè)、項目設(shè)計、實(shí)驗操作、實(shí)驗報告等作業(yè)練習(xí)所占比例，由考核知識轉(zhuǎn)變?yōu)榭己藢W(xué)生對知識的綜合運(yùn)用，形成一套完善的課程教學(xué)考核評價體系。同時，探索布置學(xué)生完成某項工程任務(wù)為考核目標(biāo)、突出工程過程的考核形式。課程講授過程中，給學(xué)生布置一系列機(jī)械制造類的工程問題，由學(xué)生去尋求解決方案，完成整個工程設(shè)計并形成解決方案，強(qiáng)調(diào)對學(xué)生分析、解決工程問題能力的培養(yǎng)。

3 結(jié)語

隨著新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)對“新工科”人才的需求激增，作為傳統(tǒng)工科專業(yè)的機(jī)械設(shè)計制造及其自動化等專業(yè)需要融入更多新的內(nèi)容、新的元素、新的理念、新的模式、新的體系。本文針對機(jī)械設(shè)計制造及其自動化等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課—機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)的課程改革與建設(shè)進(jìn)行探討，提出了“新工科”建設(shè)背景下機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程改革的理念和思路，并重點(diǎn)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)評價等方面開展課程改革與建設(shè)。

目前，我校機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程已被列為重慶市應(yīng)用型轉(zhuǎn)型建設(shè)課程，在課程內(nèi)容及課程資源等方面開展了一系列建設(shè)工作，逐步提高了學(xué)生對本專業(yè)以及本課程的興趣，使學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)有了更為深入的了解，取得了一定的效果。

在機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程改革的實(shí)施過程中，將進(jìn)一步細(xì)化本課程改革的思路并形成具體的實(shí)施措施，為地方高校傳統(tǒng)工科專業(yè)改造升級提供一定的經(jīng)驗借鑒。