面向“卓越計劃”的“先進制造技術(shù)”教學(xué)改革探索

摘要：培養(yǎng)具有工程實踐能力和工程創(chuàng)新能力的高質(zhì)量工程人才，是卓越工程培養(yǎng)計劃的目的所在，也是以工科為特色的專業(yè)進行課程改革的方向。“先進制造技術(shù)”課程作為機械工程專業(yè)卓越工程培養(yǎng)計劃中的專業(yè)課程，其改革十分必要，主要闡述了面向卓越工程師培養(yǎng)的先進制造技術(shù)課程教改思想以及改革實施的途徑，以期通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進教學(xué)方法、加強實踐環(huán)節(jié)和完善考核體系等方面提高先進制造技術(shù)的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：先進制造技術(shù)；卓越工程師；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）21-0031-02

“先進制造技術(shù)”是機械設(shè)計制造其自動化專業(yè)的一門專業(yè)課，課程是在傳統(tǒng)制造技術(shù)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，介紹先進制造技術(shù)的各項關(guān)鍵技術(shù)的內(nèi)涵、基本理論以及先進的制造管理理念。該課程旨在使學(xué)生總體上了解和掌握各類先進制造技術(shù)的新思想、新方法、新技術(shù)，從而拓寬學(xué)生的知識面，加強各學(xué)科相關(guān)知識的聯(lián)系和綜合應(yīng)用，并能在今后的工作中盡快適應(yīng)現(xiàn)代設(shè)計思想和制造方式，滿足現(xiàn)代制造企業(yè)在轉(zhuǎn)型發(fā)展中對高質(zhì)量工程人才的需要，這也正是教育部啟動實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的目的所在。那么，如何通過調(diào)整“先進制造技術(shù)”課程內(nèi)容和教學(xué)方法，使之與機械專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)要求相適應(yīng)，將成為該課程的授課老師必須面對的課題。

一、課程改革的背景及必要性

“先進制造技術(shù)”課程教學(xué)改革是解決卓越工程師培養(yǎng)與日顯滯后的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法之間沖突的必然選擇。

一方面，“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”）培養(yǎng)目標(biāo)是：面向工業(yè)界、面向世界、面向未來，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為實現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化奠定堅實的人力資源優(yōu)勢，增強我國的核心競爭力和綜合國力。[1]作為我校卓越計劃試點專業(yè)-機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)將通過加強專業(yè)課程體系改革、構(gòu)建校企聯(lián)動的實踐平臺等方式為培養(yǎng)機械工程領(lǐng)域具有優(yōu)秀實踐能力、創(chuàng)新精神和國際視野的卓越人才提供支持，相關(guān)課程教學(xué)活動也應(yīng)在此目標(biāo)下進行改革和創(chuàng)新。

另一方面，隨著我國制造業(yè)的迅速發(fā)展，先進制造技術(shù)和現(xiàn)代管理方法在制造企業(yè)中的應(yīng)用越來越多，日益顯示出該課程內(nèi)容的重要性。但目前由于先進制造技術(shù)在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用還不十分普遍，學(xué)生的感性認(rèn)識欠缺，導(dǎo)致教學(xué)效果不太理想，同時也面對課程內(nèi)容多、學(xué)時少的矛盾，因此對先進制造技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進行改革顯得十分必要。

二、面向卓越工程師培養(yǎng)的“先進制造技術(shù)”課程教學(xué)改革措施探索

相關(guān)學(xué)者認(rèn)為未來的卓越工程師應(yīng)具有如下品質(zhì)特征：[1]很強的工程實踐能力、工程創(chuàng)新能力，良好的溝通能力和團隊協(xié)作能力、終身學(xué)習(xí)能力以及商務(wù)與管理技能等。如何培養(yǎng)上述品質(zhì)，在“先進制造技術(shù)”課程教學(xué)當(dāng)中，筆者進行了以下幾個方面的探索：

1.革新教學(xué)理念

在面向卓越工程師培養(yǎng)的“先進制造技術(shù)”課程教學(xué)改革中，首先要提升教學(xué)目標(biāo)，要把原來單純以傳授知識點為主的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變到以工程實踐能力和綜合性創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為主的目標(biāo)上來；其次，要摒棄傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方式，樹立學(xué)生為主體，教師為引導(dǎo)的新教學(xué)觀，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，推廣啟發(fā)式、討論式和研究式等教學(xué)方法，提高學(xué)生提出新問題、發(fā)現(xiàn)新知識及解決問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生從繼承性學(xué)習(xí)走向探究發(fā)現(xiàn)性學(xué)習(xí)。[2]革新教學(xué)理念最關(guān)鍵的問題是如何將新的教學(xué)思想貫徹到整個教學(xué)活動當(dāng)中。

2.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

“先進制造技術(shù)”實際上是一門整合優(yōu)化的課程，它包括了多門機械專業(yè)課程內(nèi)容如激光加工技術(shù)、特種加工技術(shù)、虛擬制造和并行工程等，此外二級學(xué)院將根據(jù)專業(yè)課程體系改革需要，將先前開設(shè)的“網(wǎng)絡(luò)化制造”課程并入到先進制造技術(shù)教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中，以進一步優(yōu)化專業(yè)課程設(shè)置，為了不影響學(xué)生對“先進制造技術(shù)”課程基本知識和基本內(nèi)容的掌握，將適時增加學(xué)時，如將目前的課堂教學(xué)30學(xué)時，實驗6學(xué)時，調(diào)整為課堂學(xué)時36學(xué)時，實驗學(xué)時9學(xué)時。此外，將適當(dāng)縮減成形工藝技術(shù)內(nèi)容，而適當(dāng)增加物流裝備現(xiàn)代設(shè)計方法等學(xué)時，以突出專業(yè)特色并使課程內(nèi)容基本滿足現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的要求。

另一方面，先進制造技術(shù)一個相對的、動態(tài)的概念，它需要不斷吸收其它學(xué)科的新技術(shù)以確保其先進性，其教學(xué)內(nèi)容與重點會隨著相關(guān)支撐技術(shù)的進步而發(fā)展。[3]如在教學(xué)中補充3D打印制造技術(shù)、面向可持續(xù)發(fā)展的再制造技術(shù)等內(nèi)容，以適應(yīng)時代發(fā)展的需要。

3.改進授課方法

授課方法的變革主要圍繞提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及提升學(xué)生工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的目標(biāo)展開：

首先，課堂授課環(huán)節(jié)當(dāng)中，開展探究型、啟發(fā)式教學(xué)，如采用案例分析法，可以引入工業(yè)生產(chǎn)中的典型案例或科技新產(chǎn)品或科幻電影片段，讓學(xué)生思考背后的先進制造技術(shù)的前沿應(yīng)用與發(fā)展趨勢，在此基礎(chǔ)上對相關(guān)制造技術(shù)的基本原理、特征及應(yīng)用進行詳細(xì)講解。例如，通過介紹iphone手機全球之旅，讓學(xué)生了解全球化制造的特點，并通過比較分析我國制造業(yè)大而不強的現(xiàn)實，增強學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)的動力。

其次，摒棄以傳播知識為主的灌輸填鴨式教學(xué)法，營造學(xué)生參與其中的自主式學(xué)習(xí)課堂。如開展課堂專題討論，設(shè)置不同的討論題目，讓學(xué)生根據(jù)興趣自行選擇，2～3人分成不同組，每次上課安排一組作15分鐘的報告，并回答老師和其他同學(xué)的提問。借助于此環(huán)節(jié)，促使學(xué)生自主參與學(xué)習(xí)的過程，同時可以培養(yǎng)文獻搜集與整理能力、團隊協(xié)作能力和語言表達能力等。

最后，師生互動，教學(xué)相長。講課過程中，結(jié)合所講內(nèi)容，將自己已經(jīng)做過或正在從事的科研成果介紹給學(xué)生，既可以幫助學(xué)生了解先進制造技術(shù)學(xué)科前沿，也打破了本科學(xué)生對科研活動的神秘感，幫助他們樹立對科研活動的正確認(rèn)識，提高他們對科研創(chuàng)新的興趣。

4.重視實踐教學(xué)

實踐教學(xué)是鞏固理論知識和加深對理論認(rèn)識的有效途徑，是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的高素質(zhì)工程技術(shù)人員的重要環(huán)節(jié)，主要采取的措施包括：第一，充分利用學(xué)校實驗室、校企實驗基地開展現(xiàn)場教學(xué)，加深學(xué)生對先進制造技術(shù)的感性認(rèn)識，深刻理解先進制造技術(shù)對現(xiàn)代制造企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的意義。例如參觀某汽車制造企業(yè)現(xiàn)場，可以直接了解自動焊接機器人、自動化裝配生產(chǎn)線的應(yīng)用等；第二，開設(shè)CAD/CAM/CAE上機實驗課，使學(xué)生能夠運用相應(yīng)的軟件解決工程中的實際問題，如三維造型、仿真加工或有限元分析，提高學(xué)生分析問題和解決問題的工程實踐能力；第三，鼓勵學(xué)生積極參與科技創(chuàng)新活動，并在今后的畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中積極運用所學(xué)知識，包括現(xiàn)代設(shè)計方法或現(xiàn)代加工仿真方法開展畢業(yè)設(shè)計。

5.完善考核評價體系

考慮到學(xué)生會在評價體系引導(dǎo)下尋求“佳績”，要培養(yǎng)面向未來的合格的卓越工程師，必須超越目前以掌握“知識點”為本的評價體系，形成以素質(zhì)提升為本、適應(yīng)新時期制造企業(yè)需求的評價體系并使之滲入到整個培養(yǎng)過程。[4]為此，本課程將改革以“期末一張卷”的傳統(tǒng)考試方式，注重以工程實踐能力培養(yǎng)為核心的全面素質(zhì)考核，具體來說，改革后本課程考核評價體系分為三個部分：一是專題報告，包括課堂報告效果及課堂討論的主動參與程度，形成平時成績；二是實踐環(huán)節(jié)，包括現(xiàn)場參觀報告與上機操作練習(xí)作業(yè)；三是期末考試，采用開卷考試形式。

三、結(jié)束語

“先進制造技術(shù)”課程改革以實施卓越工程師計劃培養(yǎng)為契機，立足本課程的特點，結(jié)合制造企業(yè)及社會對高質(zhì)量工程人才的需求，并以工程素質(zhì)的培養(yǎng)為主線，以培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、工程創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力為最終目的，對相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式進行有針對性的改進，以適應(yīng)機械工程專業(yè)“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的要求。

參考文獻：

[1]李旭，沈嵐，姚春龍，等.以“卓越工程師計劃”為契機探索工程人才培養(yǎng)模式改革[J].計算機工程與科學(xué)，2011，33（A1）：109-111.

[2]林健.“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”專業(yè)培養(yǎng)方案研究[J].清華大學(xué)教育研究，2011，32（2）：47-55.

[3]黃中華，謝雅.先進制造技術(shù)課程教學(xué)改革[J].湖南工程學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2011，21（4）：112-115.

[4]龔克.關(guān)于“卓越工程師”培養(yǎng)的思考與探索[J].中國大學(xué)教學(xué)，

2010，（8）：4-5.

（責(zé)任編輯：王意琴）