卓越工程師培養(yǎng)模式的機(jī)械制造裝備教學(xué)改革探索

齊繼陽 劉菲菲 孟洋

摘要：針對《機(jī)械制造裝備》課程的特點(diǎn)，以強(qiáng)化學(xué)生工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計能力與工程創(chuàng)新能力為目標(biāo)，從更新課程教學(xué)內(nèi)容，建立跨越時空的學(xué)生自主學(xué)習(xí)平臺，創(chuàng)立高校與行業(yè)企業(yè)聯(lián)合教學(xué)的新機(jī)制，改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和考核方式五個方面探討了《機(jī)械制造裝備》教學(xué)方法改革，以達(dá)到提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的目的。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造裝備；卓越工程師；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）09-0109-02

一、引言

機(jī)械制造裝備課程是機(jī)械類專業(yè)的核心專業(yè)課之一。該課程的實(shí)踐性和綜合性都很強(qiáng)，它以機(jī)械制造過程中所需要的加工裝備、工藝裝備、倉儲傳送裝備和輔助裝備為對象，研究其工作原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)，通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將掌握機(jī)械制造裝備方面的基本專業(yè)知識，以及機(jī)械制造裝備的設(shè)計方法，提升學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識分析和解決實(shí)際問題的能力。現(xiàn)行教學(xué)體系古板、單一，教師滿堂灌，而“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”強(qiáng)調(diào)對學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力、思維開創(chuàng)性以及創(chuàng)新性的培養(yǎng)，顯然這種教學(xué)體系無法滿足“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的要求。基于此，探討機(jī)械制造裝備的課程教學(xué)改革，以此強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計能力與工程創(chuàng)新能力顯得尤為重要。本文借助于卓越工程師培養(yǎng)模式改革的東風(fēng)，以培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力為目標(biāo)，調(diào)整了機(jī)械制造裝備教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化了機(jī)械制造裝備課程體系，以此進(jìn)一步完善學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

二、教學(xué)改革的基本思路

（一）更新教學(xué)內(nèi)容，突出實(shí)用性

隨著人類社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械制造裝備也發(fā)生著巨大的變化，機(jī)械制造裝備課程內(nèi)容必須跟上時代的步伐，不斷更新變化。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得電子元件正在逐步取代機(jī)械部件，新型機(jī)械制造裝備其機(jī)械結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)機(jī)械制造裝備更加簡單。我們以“重基礎(chǔ)、精內(nèi)容、寬適應(yīng)”為指導(dǎo)思想，對機(jī)械制造裝備中部分機(jī)械結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了簡化，而對新型機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了強(qiáng)化。例如，我們知道目前機(jī)床主傳動系統(tǒng)存在機(jī)械傳動、機(jī)電結(jié)合傳動和零傳動三種傳動形式，而目前機(jī)械傳動形式在高端機(jī)床上應(yīng)用較少，在講授機(jī)床主運(yùn)動傳動系統(tǒng)這節(jié)教學(xué)內(nèi)容時，對機(jī)械傳動形式只做簡單介紹，而重點(diǎn)講授機(jī)電結(jié)合傳動和零傳動這兩種傳動形式。科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展導(dǎo)致機(jī)械制造裝備日新月異，機(jī)械制造裝備的教材很難及時反映機(jī)械制造裝備的最新發(fā)展?fàn)顩r，為了不讓教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)情況出現(xiàn)脫節(jié)，教師應(yīng)在教學(xué)過程中，將教材中來不及反映的最新發(fā)展動態(tài)補(bǔ)充到教學(xué)內(nèi)容中，使學(xué)生掌握的專業(yè)知識基本與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用情況保持同步。為此，在教學(xué)過程中增加了可重構(gòu)機(jī)床的構(gòu)造、新材料刀具、高效模塊化夾具、可重構(gòu)的工業(yè)機(jī)器人、自動分揀機(jī)、自動引導(dǎo)搬運(yùn)車、立體倉庫等反映裝備技術(shù)前沿的內(nèi)容。

（二）借助于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立機(jī)械制造裝備網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，構(gòu)建跨越時空的“外延式”教學(xué)模式，方便學(xué)生的自主學(xué)習(xí)

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實(shí)施后，機(jī)械制造裝備課程的實(shí)踐教學(xué)學(xué)時將會大幅度增加，這樣課堂理論教學(xué)學(xué)時就會有所減少。課堂理論教學(xué)學(xué)時的減少，學(xué)生對機(jī)械制造裝備有關(guān)理論知識的理解和掌握肯定會受到一定程度的影響，如果不采取有效的措施，很容易出現(xiàn)從“重理論、輕實(shí)踐”的極端走向“重實(shí)踐、輕理論”另一個極端。為了為緩解這一矛盾，我們借助于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建設(shè)基于校園網(wǎng)的機(jī)械制造裝備課程的資源平臺、教學(xué)平臺和管理平臺，為學(xué)生在課下自學(xué)機(jī)械制造裝備提供更好的資源。目前，《機(jī)械制造裝備》課堂教學(xué)中廣泛采用多媒體教學(xué)方式，相對于傳統(tǒng)的板書教學(xué)方法，其傳遞的信息量更大。學(xué)生很難在課堂上全部消化吸收這些教學(xué)內(nèi)容，很容易出現(xiàn)厭學(xué)心理。基于大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程（Massive Open Online Courses，簡稱MOOC）的理念，借助于其成功經(jīng)驗(yàn)，我們利用了學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺構(gòu)建了《機(jī)械制造裝備》網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了《機(jī)械制造裝備》課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，在課堂教學(xué)中，教師發(fā)揮其主導(dǎo)作用，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，學(xué)生發(fā)揮其自主作用。通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)輔助系統(tǒng)，將課堂教學(xué)從過去的課堂內(nèi)延伸到了課堂外，使《機(jī)械制造裝備》的教與學(xué)不再像過去那樣受到時間和地點(diǎn)的限制，學(xué)生可以在任何時間、任何地點(diǎn)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

（三）基于CDIO工程教育理念，高等學(xué)校與行業(yè)企業(yè)分工協(xié)作，構(gòu)建機(jī)械制造裝備課程的聯(lián)合教學(xué)新機(jī)制，將機(jī)械制造裝備的課堂從傳統(tǒng)的大學(xué)教室延伸至工廠生產(chǎn)車間

考慮到《機(jī)械制造裝備》課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，我們采用課堂教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場教學(xué)并行的方法，課堂上主要講理論部分，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容放到企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場教學(xué)中。在專業(yè)實(shí)習(xí)的過程，我們將邀請企業(yè)工程師就企業(yè)產(chǎn)品的典型機(jī)械結(jié)構(gòu)給學(xué)生舉行講座，另外在企業(yè)車間生產(chǎn)實(shí)習(xí)時，我們要求每位學(xué)生從生產(chǎn)現(xiàn)場選取一臺加工設(shè)備或物流設(shè)備對其工作原理、機(jī)械結(jié)構(gòu)、主要性能、常用故障及排除方法進(jìn)行系統(tǒng)深入地研究，然后在課堂上進(jìn)行匯報。通過將實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容安排在企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，使學(xué)生面對機(jī)床、夾具、物流設(shè)備等實(shí)物進(jìn)行授課，這樣，學(xué)生對機(jī)械制造裝備的機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)等有了更加深刻的理解，同時又對理論知識的理解起到促進(jìn)作用，這種通過實(shí)踐掌握理論知識，又以理論知識指導(dǎo)實(shí)踐的教學(xué)模式有利于學(xué)生對復(fù)雜問題的理解，可以起到理想的教學(xué)效果。

（四）改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

由于受到客觀條件的限制，目前大多數(shù)高校開設(shè)的《機(jī)械制造裝備》課程實(shí)驗(yàn)仍以演示性實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生缺少自己動手和動腦思考的機(jī)會，很難促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。卓越工程師培養(yǎng)計劃的課程體系已發(fā)生了很大變化，專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了系統(tǒng)化改造，使其更加適合卓越工程師的培養(yǎng)。為此，我們調(diào)整了《機(jī)械制造裝備》的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加了設(shè)計開發(fā)型實(shí)驗(yàn)。通過開設(shè)設(shè)計開發(fā)型實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己參與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)，彌補(bǔ)理論教學(xué)內(nèi)容的欠缺，滿足研究型學(xué)生的需求。例如，對傳統(tǒng)的“機(jī)床性能指標(biāo)檢測實(shí)驗(yàn)”，我們重新設(shè)計了該實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己開發(fā)機(jī)床性能指標(biāo)檢測系統(tǒng)，這樣學(xué)生既要用到測試技術(shù)有關(guān)知識、又加深了對機(jī)床性能指標(biāo)的理解。

（五）改變考試方式，促使創(chuàng)新型人才的成長

1.考核方式方法改革。目前的考核在教室里進(jìn)行閉卷筆試。這種考核的方式，片面強(qiáng)調(diào)學(xué)生的死記硬背能力，忽視了知識應(yīng)用能力的考核，不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。《機(jī)械制造裝備》這類實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，考核的方式方法可以靈活多樣。可以在課堂上提問考核；可以在生產(chǎn)車間研究實(shí)際問題考核；可以理論與實(shí)踐結(jié)合自己提出問題并找出解決方案進(jìn)行考核；可以在學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)過程中，針對在企業(yè)中發(fā)現(xiàn)的問題，通過老師提出問題，學(xué)生解答問題的方式進(jìn)行考核；可以對具體工藝問題分析寫出研究論文考核等等。考核的方式多樣化后，考核的內(nèi)容就不再局限于過去的書本知識，這樣既能考核學(xué)生的理論知識，又能考核學(xué)生運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力，進(jìn)而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)的目的，考核的成績就能更客觀、更全面地反映出學(xué)生的真才實(shí)學(xué)情況。

2.考試在整個教學(xué)過程中的位置安排改革。目前《機(jī)械制造裝備》的考試都是安排在課堂理論教學(xué)結(jié)束之后，學(xué)生們在完成試卷時靠的都是死記硬背，往往對所答知識并不理解。把考核分成兩個階段進(jìn)行，理論知識在課堂理論教學(xué)結(jié)束之后進(jìn)行考核，與生產(chǎn)實(shí)踐密切結(jié)合的內(nèi)容安排在專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)之后進(jìn)行考核，效果應(yīng)該更好。

3.試題知識結(jié)構(gòu)構(gòu)成改革。目前，《機(jī)械制造裝備》考試試題知識結(jié)構(gòu)重課程理論，輕知識應(yīng)用、輕理論聯(lián)系實(shí)際。這種考核方式不僅影響學(xué)生將課程理論與生產(chǎn)實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，還不利于學(xué)生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)，更不符合卓越工程師計劃人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。試題知識結(jié)構(gòu)構(gòu)成要堅持理論知識與實(shí)踐知識并重的原則，不能忽視任一方面，在考核過程中，既要注重理論知識的考核，更要注重學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、運(yùn)用理論知識分析問題、最終解決問題能力的考核。

4.試題類型的改革。目前《機(jī)械制造裝備》閉卷考試的試題類型主要有：判斷題、填空題、選擇題、問答題、計算題等。這些題目一般通過死記硬背就能考出高分，不利于訓(xùn)練學(xué)生分析問題、解決問題的能力。考試中增加能理論聯(lián)系實(shí)際的分析題、結(jié)構(gòu)題、設(shè)計題。這些類型的題目可以更好地考核學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力，更好地引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，更加注重運(yùn)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力的培養(yǎng)。

三、結(jié)束語

《機(jī)械制造裝備》作為機(jī)械類專業(yè)本科生的主干專業(yè)課，對學(xué)生工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計能力與工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用，基于此，我們借助卓越工程師計劃實(shí)施的東風(fēng)，對《機(jī)械制造裝備》的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式進(jìn)行了一系列改革，通過幾屆學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行了分析，分析結(jié)構(gòu)表明學(xué)生對機(jī)械制造裝備的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)積極性和主動性有了大幅度的提高，運(yùn)用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力也有著顯著的提升。

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