郭 強 崔曉斌 閆艷燕 焦 鋒 姜 燕

（河南理工大學機械與動力工程學院，河南 焦作454000）

0 引言

2017年2月20日，教育部發(fā)布《關于開展新指出研究與實踐的通知》（教高司函〔2017〕6號）。通知指出“國家推動創(chuàng)新驅動發(fā)展，實施“一帶一路”“中國制造2025”“互聯(lián)網+”等重大部署，以新技術、新業(yè)態(tài)、新模式、新產業(yè)為代表的新經濟蓬勃發(fā)展，對工程科技人才提出了更高要求，迫切需要加快工程教育改革創(chuàng)新”[1]。中國工程院院士李培根教授在一次報告中指出“‘新工科’的目的當然是為了培養(yǎng)能夠適應、甚至引領未來工程需求的人才”，那么新工科教育需要“新素養(yǎng)、新結構、新方法”、教育首先要教授學生想象的能力以及新工科不在于增加新興專業(yè)[2]。因此，機械設計制造及其自動化作為傳統(tǒng)專業(yè)，應該面向國家重大需求，以“新工科”要求為牽引，積極和其他專業(yè)交叉，面對新環(huán)境，開拓新局面。徐樂等[3]以“新工科”為背景，提出了基于“五大理念三大融合”制訂創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案。其中，五大理念為：市場需求為導向、認證為指導、分類分型培養(yǎng)、專業(yè)指導與個性發(fā)展相結合、第一課堂與第二課堂并舉；三大融合指的是：科教融合、產教融合、創(chuàng)教融合。羅曉蘭與王文明[4]以機械設計為教學平臺，在“新工科”背景下，以多學科融合為條件，使同學們掌握機械設計基本理論和初步解決工程問題的能力。馬廉潔等[5]以東北大學秦皇島分校機械工程專業(yè)為例，提出了“一脊兩翼”的培養(yǎng)模式，“一脊”是指遵循專業(yè)培養(yǎng)方案，“兩翼”包括工程翼和學術翼。

上述研究提出了新工科背景下建設專業(yè)、課程的一些新想法，為推動機械學科適應新工科的發(fā)展起到了積極的推動作用。作為機械設計制造及其自動化專業(yè)的核心課程，機械制造技術基礎更應體現(xiàn)“新工科”內涵。因此，本文在上述研究的基礎上，提出了“研究式”教學方法，以適應對機械制造專業(yè)綜合性、實踐性和社會性的要求[6，7]。

1 以“研究式”的教學方式培養(yǎng)學生統(tǒng)籌能力

傳統(tǒng)的教育方式過分注意細節(jié)的教育，將學生釘在“流水線”上的某個“工位”上，導致學生僅僅專在某個狹小的專業(yè)方向，缺乏整體觀。其次，傳統(tǒng)上機械制作技術基礎的教學一般以教師講解為中心，教師教什么，學生學什么，缺乏主動性。然而，新工科要求面向新對象，適應新情況。因此，作為教師，以做“研究”的態(tài)度為同學引路。教師的作用是了解國家發(fā)展前沿，以國家重大需求為背景，提出具體項目，以項目的名義分享給同學，讓同學以“項目”為牽引，從項目的調研、概念階段、開發(fā)階段、實施階段等。首先，從項目的調研和概念的形成階段開始，培養(yǎng)同學們的總體規(guī)劃能力，讓同學們站在項目“總負責人”的位置審視項目，提出合理的整體方案。該過程中不注重方案是否是最優(yōu)，只注重同學們的參與性，老師不是以“裁判”或者“中心”的身份與同學們互動，在此團隊中，教師可以是“顧問”，同樣可以是參與者。

在統(tǒng)籌項目的過程中，要求同學站的位置要高，了解項目的具體需求，得出除機械制造外，其他所需學科的相關信息，做到從超越機械設計制造及其自動化專業(yè)的角度考慮該項目，站在社會和科技的角度思考該項目的重要性，用系統(tǒng)的觀念思考項目所涉及的學科，凝練問題，形成解決該項目的問題矩陣，激發(fā)同學們的多學科交叉意識，養(yǎng)成“上帝視角”思考問題的能力。

以航空發(fā)動機為例，教師以機械制造技術為背景，假設教師提出“航空發(fā)動機葉片的設計、加工原理與技術”項目，教師作為參與者參與項目，項目由同學們負責實施，不設置項目負責人，僅僅提供基本信息。此時，同學們都應該整體思考該項目如何實施。作為一個項目，由構思到實踐都要總體規(guī)劃。那么，針對該項目，同學們沒有第一手資料，但是，同學們要考慮為什么要設計葉片，設計葉片對社會有什么好處。另外，查閱資料分析要做出一個葉片，首先要求用什么材料（材料）、設計成什么外形最合適（空氣動力學與機械設計）、如何加工出來（機械制造）、車或銑加工路徑如何設置（數學）、如何實現(xiàn)規(guī)劃的路徑（計算機編程）等，讓同學們學會項目的統(tǒng)籌。

2 以“研究式”的教學方式培養(yǎng)學生解決具體問題的能力

在同學們解決了項目的整體統(tǒng)籌后，將“項目”從總體上進行分解后，針對某一個具體任務，結合機械制造專業(yè)，面向項目具體任務的所做的具體實施過程。一般情況下，一個任務的下達，對于同學們來說都是新鮮的。因此，對與新的事物，以“研究”的態(tài)度對待該具體任務是一種可行的思路。

從微觀上講，“研究”是為了解決某個具體未知任務是所采取的手段和方法從而得到想要結果的過程。因此，為了解決項目中某個具體的任務，學習所需學科的基礎知識，然后根據具體情況，完成任務。

以上述項目中的“如何實現(xiàn)規(guī)劃的路徑”為具體任務例，說明上述原理。在該任務中，首先要選擇工藝參數，而工藝參數的選擇和機械制造技術基礎課程相關知識密切相關，所以，同學們就需要了解切削過程的基本原理與參數選擇方面的知識；其次，為了實現(xiàn)路徑規(guī)劃，必須使用計算機編程方面的知識，要求同學們學會使用一門編程語言并進行實踐，如MATLAB和C++；在此基礎上，還需要驗證所規(guī)劃的路徑是否合理，所以需要關于機床數控機床方面的知識；在完成這個過程后，同學們對任務的具體執(zhí)行過程有一個比較詳細的認識，實現(xiàn)“新工科”對課程的基本要求。

3 結語

作為傳統(tǒng)專業(yè)機械設計制造及其自動化的專業(yè)基礎課機械制造技術基礎，為了適應“新工科”的發(fā)展，該課程應該進行適當的教學改革。本文提出以發(fā)展的眼光看待這門傳統(tǒng)的專業(yè)基礎課，以“研究式”教學方法激活同學們的全局視野，使同學們從“傳統(tǒng)狹小”的專業(yè)方向走出來。當同學們遇到實際問題時，能夠從多學科的角度考慮問題。并且根據任務需求選擇合適的手段和方法解決實際問題，使傳統(tǒng)課程與時俱進，為中國制造2025添磚加瓦。