洛特林根大學機械制造專業課程設置的借鑒與反思

董友耕+胥光申+商玉林+楊承濤

摘要：文章通過介紹德國洛特林根大學機械制造專業課程設置，對比國內機械制造專業教學計劃的不足，得出要使學生獲得機械制造工程師所具有的職業素質，應當在課程內容上的專業性、課程設置的針對性及合理性幾方面進行改進，培養目標緊貼產業發展、生產和創新環節，按照模塊化來設置課程，并將模塊課程和相應的實踐教學環節結合。

關鍵詞：洛特林根大學；機械制造工程；專業課程；借鑒

中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）51-0221-02

一、課程安排上盡早切入專業知識

洛特林根大學的機械制造專業在第一學期除開設傳統的基礎課如“數學”、“物理”外，還開設了“機械制造基礎”教學模塊，其中包含了“機械制造工藝”、“工程制圖”、“產品形狀特征基礎”三門課程。通過本課程的教學使學生初步了解和掌握現代化制造設備的基本結構，從單個的機械零部件的結構深入到成套的制造設備。學生了解到現代化控制系統和質量保證系統的基本信息。學生除了學習和了解基本結構的設計圖紙外，還掌握和運用目前現有標準的代號、工藝性、制造成本，并能夠對工程圖紙進行加工。同時了解最重要的GPS標準，特別重要的是尺寸、形狀、位置公差及表面粗糙度等知識。“機械制造工藝”課程主要講授：現代化制造設備，新型切削加工工藝方法，現代化控制技術，質量和可靠性。“工程制圖”課程同國內同專業的基本一樣，主要講授工程制圖基礎、視圖表達和三維數學模型的組建，剖面類型和剖面的表達、熱處理標注說明、標注尺寸的求解等。“產品形狀特征基礎”課程主要講授：GPS-標準系統；工差的基本概念及應用條件；尺寸和尺寸公差，兩點尺寸；配合的選擇和配合的計算；一般公差；幾何形狀公差（形狀和位置公差）；相貫和相貫系統；形狀和位置的一概公差；表面粗糙度和表面特征，測量技術，分割法；數字化產品定義方法。這門課基本相當于國內的“互換性與技術測量”課程，但其內容有所擴展。這樣做可使學生一開始就對所學專業及以后從事的工作有所了解，培養對本專業的學習興趣，發揮學生學習的主觀能動性。如不喜歡本專業也可盡早轉換專業。這樣的安排與國內相關專業課設置有明顯不同，國內“機械制造工藝”一般安排在第七學期，“互換性與技術測量”一般安排在第六學期。另外，洛特林根大學的機械制造專業第一學期還開設有“工程信息”課程，主要講授MATLAB編程，學生可以一開始就學習用計算機解決一些工程問題。

二、專業課設置有很強的針對性

德國的聯邦國家體制，使其教育體制都帶有各聯邦州的不同特點和烙印。洛特林根大學所屬的州有著名的生產汽車為主的戴姆勒（即奔馳汽車生產商）、生產動力機械為主的羅伯特.博世有限公司、世界著名的機床生產廠商吉特邁集團等。因此，它的機械制造專業的專業課設置有很強的針對性。其在第四學期開設“動力機械”課程模塊，通過本課程的教學使大學生掌握和了解渦輪機和活塞發動機兩部分的內容。大學生對不同結構形式的發動機流體力學和熱動力學的工作原理和工作方式有所了解，通過大量的示例使大學生能利用計算公式對機器的特征參量進行計算并能分析其工作特性。為了更好地學習這個模塊，在第三學期開有“流體力學”課程模塊，其中包括：“流體力學”和“工程熱動力學”兩門課程。在第六學期開設了“金屬切削機床”課程模塊，主要講授先進的各類機床及其各部件的工作原理和構造。德國的制造業對產品品質的極高要求是舉世公認的，因此培養的機械工程師也要求有很強的質量觀念。洛特林根大學的機械制造專業第四學期開設了“質量管理系統”課程模塊，主要講授：生產技術統計學概念、數量特征-質量特征、統計特征參量、圖表達方式、概率分布、機器和生產設備的能力測試、質量調節技術、標準系列-質量管理手冊-法規、注冊、一致性、汽車工業質量管理系統規定、質量管理的方法和工具、生產過程測量技術的方法、測量工具、坐標測量技術等。而我國的機械制造專業的課程設置基本趨同，沒有各個學校自己的特色。學生的培養方向也不是十分明確，基本都是朝研究型人才方向培養，課程設置偏理論輕實用，學生一旦走上工作崗位，很難迅速進入工程師的工作狀態。

三、專業課程設置安排比較合理

洛特林根大學的機械制造專業的專業課開設次序上也與我國不同。我國一般是機制工藝與機床設計同時開課，這樣做會使得學生在沒有制造工藝知識的情況下學習設計知識，使得設計出的產品很難制造出來，在工藝上有很多不合理的地方。而洛特林根大學在這方面做的就比較好。洛特林根大學在第三學期開有“生產過程”課程模塊，其內容基本相當于國內的“機械制造工藝學”，通過本課程的學習使學生對重要的制造設備和生產過程有概括的了解，通過實例和課程，學生能夠了解和掌握制造過程中的設備，能夠針對一定的生產任務選擇合理的加工方法并能夠將各個生產環節的設備進行組合以滿足該生產任務的要求。通過這個模塊的學習，使學生對于制造工藝及方法有了一定掌握，為學習和理解設計打下了基礎，使設計更為合理，這樣設計出的產品更加便于制造。接下來，在第四學期開有“機械設計1”教學模塊，通過課程的教學使學生能夠了解和掌握各種不同的創新技術用于解決機械設計領域中的設計方案，能夠對所提設計方案進行評價，選擇并能夠正確應用3D計算機輔助設計軟件。其中包含了“M-CAE”課程（主要教授計算機繪圖）和“設計方法學”課程（主要教授計劃、設計方案、造型和細化設計，系統性構思，產品形成過程，產品的要求和特殊性，問題的抽象化，功能分析，方案的開發，物理學作用原理、評價判據的給定，不同設計方案的評價、形態箱體、仿生學設計原理、持續性產品開發等）。另外，在第四學期還開有“機械設計2”課程模塊，此模塊相當于國內的“機械原理與機械零件”，通過本課程的學習使大學生能夠綜合應用所學過的靜力學、材料力學、材料工程方面的理論知識進行機械零部件的強度計算。學生能夠掌握從零件接件材料的強度特征值出發對不同類型負載和幾何形狀必要的強度值。大學生應完成一定的設計任務。有了基本的機械制造和設計的知識鋪墊，第五學期去企業實習，通過在企業各個部門工作學習，了解認識企業的實際工作情況、企業的經濟運作以及企業的人文、社會情況等。通過基礎課和一些基本的專業課程學習，再在企業中經過一個學期的實習，接下來就可以進一步深入學習專業課程，包括“機械設計3”、“機械設計4”、“機床”等課程模塊。

四、注重實踐環節

工程教育是以培養工程師為目標的。洛特林根大學在機械制造專業的課程設置上主要體現在，實行教育與訓練一體化教學模式，理論聯系實際的課程安排。它的課程模塊，除數學、英文外基本都安排有實驗環節。實驗課程有獨立的學分。除實驗外，還開有“電力驅動實訓”、“電工學實訓”課程，進一步加強學生的動手能力訓練。再有就是在第五學期，用一個學期的時間到企業實習，要求實習必須專業對口，進行專業領域內的專業實踐。這樣一方面可以將學生學習的理論知識和專業知識用于生產實際，提高學生的專業技術技能；另一方面，實習企業也非常歡迎專業對口的學生到企業實習。因為通過實習期間的溝通，企業和學生可以進行有效的融合，為企業選拔人才提供依據，也為接下來深入學習專業課程做好鋪墊。除此之外，他們還對機械制造專業的學生提供了一個洛特林根大學模式的雙元制方式，即在該模塊中第一學期的課程可以分散到第二學期，從而延長了中間考試和畢業考試的時間，大約為一個學期。這樣為學生自主實習創造了條件。

五、結論

從德國洛特林根大學機械制造專業的教學計劃可以看出，德國的應用技術類大學的培養目標緊貼產業發展、生產和創新幾個環節，課程的開發源于對企業現狀、技術與產品未來發展趨勢的分析，有針對性地設置課程。將基礎理論知識與專業知識有效融合，注重工程科技與實踐能力的培養。按照模塊化來設置課程，每一個模塊都由核心課程和相應的實踐教學環節組成，極好地把理論與實踐教學融為一體。比較我國現階段一些本科院校專業課設置，在人才培養上呈現趨同性，與社會的產業發展、生產和創新實踐脫節。課程內容注重理論教育，紙上談兵，實踐例證嚴重不足。因此，德國這類應用技術大學的辦學模式和課程設置是非常值得我國相關專業借鑒的。

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Abstract：This paper introduces the curriculum design of manufacturing mechanical engineering in University of G？觟ttingen，Germany. It compares the shortcomings of the curriculum design of China's domestic manufacturing mechanical engineering courses. It is concluded that in order for students to obtain the professional quality of a manufacturing mechanical engineer，the curriculum of China's domestic manufacturing mechanical engineering courses need to be improved in the areas of content specialization，relevance and rationalization. It also ensures training objectives to be connected with the industrial development，production and innovation. It is suggested that the improved curriculum design to be modular and the modules to be corresponded closely to practical teaching units.

Key words：University of G？觟ttingen；manufacturing mechanical engineering；professional course；reference.