張 良， 易建鋼， 方自強

（江漢大學智能制造學院， 湖北 武漢 430056）

引言

新興技術(shù)不斷推動著科技進步及產(chǎn)業(yè)升級，為了適應(yīng)變革，2017 年教育部召開高等教育發(fā)展研討會，提出了發(fā)展新工科專業(yè)。新工科是指針對新興產(chǎn)業(yè)，突出各個學科交叉融合的寬口徑工科專業(yè)，是相對傳統(tǒng)意義上的工科專業(yè)，主要目的是培養(yǎng)創(chuàng)新型、復合型的工程技術(shù)人員[1]。

《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門核心課程，在專業(yè)課程體系中具有重要地位。其內(nèi)容涉及金屬切削工藝、加工方法、刀具、加工設(shè)備、加工工藝規(guī)程、機床夾具等，知識覆蓋面廣，是一門理論與實踐相結(jié)合的綜合課程。其對于學生掌握機械制造的基本知識和技能，培養(yǎng)分析和處理產(chǎn)品或者零部件在機械加工過程中出現(xiàn)問題的能力，都具有重要的支撐作用。

隨著新工科的發(fā)展，《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程的教學模式已難以滿足機械專業(yè)發(fā)展、企業(yè)需求，以及學生能力發(fā)展的需要，急需對課程教學模式進行改進。國內(nèi)有不少學者從多個角度對課程改革進行了研究。郝興安等人采用啟發(fā)式和理實一體化的教學方式，對課程改革進行了研究，增強了學生的學習效果[2]。程瑞采用項目教學的方式，讓學生在實踐中與理論相互融合，通過項目的方式促進學生掌握理論知識[3]。于劍鋒采用創(chuàng)造性教學方式，在理論課程學習中，融入實踐環(huán)節(jié)，針對性安排學生進行實踐操作，培養(yǎng)學生機械制造操作能力[4]。張衛(wèi)芬等人采用項目化教學方式，將學生分成若干組，每組負責一個以課程內(nèi)容為載體的項目，并對項目的引入、過程檢查，以及最后評定都作了深入研究，并以一級減速器為例進行了說明[5]。陳義厚等人對強化課程實踐進行了研究，圍繞實踐環(huán)節(jié)，重新構(gòu)建課程教學體系及考核體制，促進學生實踐能力的提升[6]。鐘相強等人對課程教學手段進行了研究，利用三維建模和多媒體等現(xiàn)代化技術(shù)與教學內(nèi)容相結(jié)合，使學生更容易接受知識點，并以線上的方式滿足學生學習多樣性的需求[7]。葛小樂等人以機械加工工藝為主線重新組織教學內(nèi)容，理順課程知識點，建設(shè)教學素材庫，并通過動畫或者視頻以學生更容易接受的方式進行教學[8]。江小輝等人基于工程案例的教學改革進行了研究，將渦輪發(fā)動機、汽車、大飛機等領(lǐng)域所牽涉的工藝、刀具、誤差、尺寸鏈等優(yōu)化控制案例引入教學過程中，實現(xiàn)理論學習更加具體，使學生更容易接受知識點[9]。

很多課程研究主要是針對教學形式，以及理論與實踐相結(jié)合方面，而在新工科建設(shè)的背景下，融合新興技術(shù)，對《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程的教學內(nèi)容和教學方法進行研究的不多。本文在總結(jié)課程現(xiàn)階段存在問題的基礎(chǔ)上，闡述了在新工科建設(shè)背景下，課程融合式改革的思路和方法，以促進課程能適應(yīng)現(xiàn)代高校教育發(fā)展的需要，以及社會對機械類工程人才的需求。

1 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程建設(shè)存在的主要問題

《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程是機械類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，以往課程教學是以“老師講授理論知識，學生課堂聽講，課后提交作業(yè)”為主要形式。這種課程教學模式現(xiàn)在已無法滿足新工科建設(shè)背景下機械類專業(yè)發(fā)展的需要，存在以下幾個問題：

1）由于教學內(nèi)容較抽象，以傳統(tǒng)教學方式授課，學生難以理解如刀具的基準面和六個角度之間的定義，以及兩者之間的關(guān)系等相關(guān)知識點。按照傳動填鴨式教學方式授課，有些學生難以建立刀具三維空間模型，很難理解此知識點。在課程中，諸如抽象的概念，按傳統(tǒng)教學方式，學生難以理解，達不到教學目的。

2）課程內(nèi)容相對落后于新興技術(shù)的發(fā)展，內(nèi)容陳舊，學生對課程內(nèi)容產(chǎn)生不了濃厚的興趣，造成課程上學生不愿意聽講，課堂氛圍不活躍，教與學沒有互動。如刀具角度知識點，只針對傳統(tǒng)刀具而言，這要求教師擴展，引入新興刀具進行講解，將這個知識點遷移到新興刀具中，增強課程的新穎性，吸引學生注意力，同時以便學生能適應(yīng)以后的工作崗位要求。因此，迫切需要立足新工科建設(shè)的背景，將機械制造新技術(shù)、新知識與課程進行融合，使課程更能適應(yīng)社會的發(fā)展。

3）課程考核主要是以試卷的形式進行，對于學生對課程掌握的情況進行考核，這種方式具有一定的偶然性，會造成學生應(yīng)試復習，不重視平時的課堂學習，無法反映學生真實的應(yīng)用能力和教學效果。

為了解決目前遇到的教學問題，急需對課程進行改革，立足新工科建設(shè)大背景，改變教學方法，改革教學內(nèi)容，建立順暢的教學反饋途徑，從內(nèi)容、形式等方面進行改革。

2 《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程改革的思路與方法

2.1 改革思路

基于新工科建設(shè)背景，將智能制造、人工智能和大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)融入《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程的教學內(nèi)容中，并采取問題融入法對教學方法進行改進，將新興技術(shù)在應(yīng)用過程中遇到的問題融入課程知識體系中，作為課堂問題提供給學生，用問題吸引學生，激發(fā)學生的學習熱情，使學生帶著疑問進入課堂教學環(huán)節(jié)。結(jié)合課程內(nèi)容，課堂教案融入新興技術(shù)，使教學內(nèi)容具有新穎性。這既讓學生掌握了課程知識，又了解了新興技術(shù)的發(fā)展，達到了課程教學目的。

2.2 改革方法

通過對教學模式的改革，改變傳統(tǒng)課堂教師按教材內(nèi)容直鋪式的教學方法，采用引導-講解-解答的教學方法。將新興技術(shù)知識融入課程內(nèi)容中，并以多種教學反饋的形式了解課程改革實施效果。整個過程以學生學習為中心，通過不斷完善，促進學習達到課程目標要求。課程改革路線，如圖1 所示。

圖1 課程改革路線

教學方法上，采用問題融合式，即“問題引入-課程講解-問題討論”的方式進行課堂教學。利用現(xiàn)在如涉及智能制造、人工智能及大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)應(yīng)用中遇到的問題，結(jié)合課程內(nèi)容，將問題引入課堂，使學生學會思考，然后將問題與課程的知識并聯(lián)在一起分析和講解，使課堂有起伏、有呼應(yīng)，吸引學生的注意力，提高課堂教學質(zhì)量。

為了培養(yǎng)學生適應(yīng)社會發(fā)展的能力，結(jié)合新興技術(shù)，對課程內(nèi)容進行教學內(nèi)容的融合，重新構(gòu)建課程知識板塊?！稒C械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程教學內(nèi)容分為緒論、機械金屬切削、機械加工方法裝備、機械加工質(zhì)量控制、機械加工工藝規(guī)程及機械夾具設(shè)計六個板塊。根據(jù)六個板塊的內(nèi)容，結(jié)合新興技術(shù)的發(fā)展成果，將智能制造、人工智能及大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域，涉及機械制造技術(shù)的最新研究成果與課程內(nèi)容相融合，形成緊跟新興技術(shù)發(fā)展，又不脫離課程基本內(nèi)容的融合教學內(nèi)容。課程教學內(nèi)容融合板塊，如圖2 所示。

圖2 課程教學內(nèi)容融合板塊

及時跟蹤教學改革效果，課后作業(yè)是了解和跟蹤課程教學改革效果的有效途徑。在平時課后作業(yè)中，除了少量部分為課程所規(guī)定的內(nèi)容以外，其余作業(yè)為開放式的大作業(yè)。開放式作業(yè)沒有唯一答案，要求學生查閱相關(guān)文獻，并仔細閱讀后形成自己的理解。每次作業(yè)設(shè)置一個主題，涉及一個或者多個課程知識點，并將課程內(nèi)容與新興技術(shù)內(nèi)容融合在一起，讓學生闡述對課程內(nèi)容的理解，以及新興技術(shù)在機械制造技術(shù)上應(yīng)用的看法，并提出新興技術(shù)發(fā)展趨勢和方向。通過對作業(yè)的檢查，可以判斷學生是否掌握課程內(nèi)容，以及對新興技術(shù)與傳統(tǒng)機械制造技術(shù)融合發(fā)展的理解等，是教學改革效果反饋的有效途徑。課程考試是對課程改革效果的進一步檢驗，從理論上判斷學生對課程的掌握情況，也為課程改革提供了優(yōu)化方向。

3 結(jié)語

科技不斷發(fā)展，社會對機械類人才技能的需求也不斷提高。在新工科背景下，機械專業(yè)人才培養(yǎng)模式必須改革，以適應(yīng)社會的發(fā)展。針對《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程改革，本文提出了一種基于新工科建設(shè)背景下的課程改革路線，并在教學方法、教學內(nèi)容、教學反饋等方面進行了詳細闡述，為傳統(tǒng)機械課程改革提供了思路。