基于卓越計劃的機械制造裝備課程教學改革

宋樹權 王正剛 吳衛東

鹽城工學院機械學院 江蘇鹽城 224051

作者：宋樹權，鹽城工學院機械工程學院講師，主要從事機械制造裝備研究。

教育部“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”），是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。該計劃旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。它是我國高等工程教育改革，促進高等工程教育全面提升的重要舉措。“卓越工程師”要求教學過程中更加注重培養學生實踐應用能力和思維開創性、創新性等。

機械制造裝備課程是機械制造及其自動化專業的核心專業課程之一。通過該課程的學習，學生能了解現代機械制造裝備領域的最新發展，掌握機械制造裝備的工作原理及其正確使用和選用，掌握機床總體設計、傳動設計、結構設計的基本知識，掌握工藝裝備設計的基本知識并具備工藝裝備的設計能力。該課程實踐性和綜合性極強，現行傳統古板、單一的“說教”教學體系是很難培養出眾多“卓越工程師”的。因此，以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力為核心的課程教學改革顯得尤為重要。本文以卓越工程師培養模式改革為切入點，以培養學生工程實踐能力為目標，建立優化的機械制造裝備課程體系，完善學生的知識結構，提高學生的創新能力和實踐能力。

1 優化課程教學內容，突出實用性

機械制造裝備課程是由原來的金屬切削機床概論、金屬切削機床設計、機床夾具設計、金屬切削刀具4門專業課整合優化而成，課程涵蓋的知識面較廣，課程內容較多，在學時有限的前提下現行課程內容設置已經無法適應“卓越計劃”的教學需要，必須按照“卓越計劃”培養目標的要求，結合課程特點，立足本校實際進行改革。

1）教學內容優化過程中，以“重基礎、精內容、寬適應”為指導思想，以學生就業實際為導向，突出實用性，兼顧系統性。強化機床概論和機床夾具設計部分內容，重點講解常見普通機床的傳動過程及典型結構，充實機床夾具設計的基礎理論知識，詳細介紹典型夾具結構。對機床設計部分只介紹機床設計流程及傳動系統設計的基本步驟，不做過多的理論分析；對金屬切削刀具只介紹常用刀具的幾何角度、構造要素以及選用原則等內容，弱化刀具廓形設計等知識。

2）增加機床故障分析、排除及其修理內容，提高學生實際操作能力。同時為適應裝備制造技術發展趨勢，適當增加新型數控機床的構造、新材料刀具及高效、模塊化夾具等反映裝備技術前沿的內容，使學生畢業后能成為一名真正卓越的工程師。

2 豐富課堂教學手段，增強直觀性

機械制造裝備課程涉及大量機床、刀具、夾具的結構，該課程的一個顯著特點是圖形多且復雜。傳統的教學方式是教師只能依靠書上的圖或掛圖來講解，結構圖的特點是圖形復雜，而且有時為了少占用幅面、突出重點，只表示局部結構，更增加了學習的難度。學生要看懂機床上部件的工作原理、結構特點，就必須看懂復雜的機械結構圖，想象各零部件之間的運動關系。要在有限的課時內授予學生更多的知識，傳統的教學方法已不能適應教學的要求，必須采用現代化的教學手段。

在課程教學中采用計算機輔助教學，利用多媒體技術，改變傳統的教學方法和模式，將理論的、靜態的內容轉化為生動形象的知識，達到圖、文、聲并茂的效果，并進行動態設計，模擬部件的運動過程，邊講邊演示，生動活潑，形象直觀，從而加深學生的理解，激發學習興趣，提高主動性，達到傳統教學方式無法達到的教學效果。

比如在講解CA6140車床結構的時候，為了使學生更加直觀地了解機床結構，利用Flash技術制作CA6140車床結構動態演示軟件（圖1），既可以詳細表示各傳動鏈的傳動過程，又能形象展現典型結構。

圖1 CA6160車床結構動態演示

3 改革實踐教學環節，加強應用性

機械制造裝備是一門理論教學與實踐教學并重的課程，并且實踐教學對課程的學習掌握及運用能力的形成尤為重要，因此必須加強這方面的訓練。對于實踐教學的內容，應在滿足“卓越計劃”培養要求的基礎上，根據教學內容和實驗室現有的實驗條件，進行精心的設計和開發。設計既能綜合應用課程所學知識，同時又起到拓展學生創新思維的綜合實訓項目。通過具有實際工程背景的實踐項目，強化工程實踐能力培養。

比如在機床主運動機械變速傳動系統的結構設計過程中，在完成傳動和變速方案擬定、結構工藝分析、零件計算基礎上，針對目前數控化技術的發展趨勢、要求對普通機床進行數控化改造等，進一步提高項目的綜合性，加強能力鍛煉。同時在項目設計過程中，刻意強化計算機技術的運用，利用計算機輔助設計技術既提高設計效率，又強化學生的計算機技能。圖2為學生利用計算機三維技術設計的U形環車削夾具。

圖2 計算機輔助U形環車削夾具設計

4 結論

將“卓越計劃”理念應用于課程中，做到以學生的發展為主體，以社會需求為導向，以實際工程為背景，以工程技術為主線，探索新的教學模式和教學方法，優化教學內容。同時，做到以實際工程項目訓練為主導，增加項目研究在課程中的權重，擯棄過去“以教師為中心，以書本知識為中心，以課堂為中心”的傳統觀念，真正樹立“以學生為中心，以工程實際為中心，以課外為中心”的現代教育理念，并將其落實到如課程開發、課堂教學、教學評價的實際之中。通過“卓越計劃”下的教學改革和實踐，建立比較完整的機械制造裝備課程的教學內容及體系結構，開發具有綜合性和創新性的實驗和實踐環節，積累教學經驗，一定能夠解決過去教學內容不完整、實踐教學薄弱、課堂教學信息量不足等問題，為培養卓越工程師打下堅實的基礎。

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