基于工程教育認(rèn)證的機(jī)械制造裝備技術(shù)課程教學(xué)方法改革

摘" 要：智能制造是“中國制造2025”的主攻點(diǎn)之一，機(jī)械制造裝備技術(shù)課程是培養(yǎng)智能制造人才的有效途徑之一。在工程教育認(rèn)證背景下，介紹國內(nèi)各高校在機(jī)械制造裝備技術(shù)課程改革過程中采用的教學(xué)模式和方法及取得的研究成果。從當(dāng)前學(xué)情入手，闡述機(jī)械制造裝備技術(shù)課程教學(xué)中存在的實(shí)際問題，從課程教學(xué)策略、“學(xué)思賽悟用”聯(lián)合實(shí)踐和課程考核評(píng)價(jià)三方面探討教改路徑，形成以學(xué)生為中心、符合工程教育專業(yè)認(rèn)證理念的教學(xué)方法。經(jīng)驗(yàn)證，教學(xué)方法改革顯著提高了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，增強(qiáng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證；機(jī)械制造裝備技術(shù)；智能制造

文章編號(hào)：1671-489X（2025）04-00-03

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.04.0

0" 引言

近年來，我國各高校遵循三大基本原則“成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)”[1]，積極推進(jìn)工程教育專業(yè)認(rèn)證工作。廣闊的就業(yè)前景和激烈的競爭對(duì)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)應(yīng)用能力提出了更高的要求。為適應(yīng)就業(yè)市場需求，唐山學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)辦學(xué)秉承認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，積極參與工程教育專業(yè)認(rèn)證工作，以“中國制造2025”和地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展需求為導(dǎo)向，以學(xué)生能力培養(yǎng)為中心，不斷改進(jìn)專業(yè)人才培養(yǎng)模式，力爭全面提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

“中國制造2025”的主攻點(diǎn)之一是智能制造，與之相應(yīng)的機(jī)械裝備制造和智能化產(chǎn)業(yè)是高端裝備制造業(yè)的發(fā)展方向，也是世界各國工業(yè)實(shí)力競爭的關(guān)鍵方向。圍繞裝備技術(shù)開設(shè)的機(jī)械制造裝備技術(shù)課程是培養(yǎng)智能制造人才的途徑之一。作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的專業(yè)選修課之一，圍繞工程教育專業(yè)認(rèn)證，在理論教學(xué)策略、聯(lián)合實(shí)踐教學(xué)、考核評(píng)價(jià)機(jī)制、課程思政元素有效融入課堂等方面進(jìn)行改革探索，在學(xué)生能力培養(yǎng)方面發(fā)揮了重要作用。

目前，針對(duì)機(jī)械制造裝備技術(shù)課程的教學(xué)改革，學(xué)者提出多種模式和方法。如胡清明等[2]提出基于CDIO的教學(xué)改革；王智明等[3]研究基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式改革；劉敏等[4]探討基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的教學(xué)模式改革；樊榮等[5]、楊繼榮等[6]、呂玲[7]對(duì)理論與實(shí)踐一體化教學(xué)、案例式教學(xué)方法和比較教學(xué)法應(yīng)用等進(jìn)行了研究；舒盛榮等[8]提出在新工科背景下加強(qiáng)專題和實(shí)例教學(xué)、建設(shè)教學(xué)平臺(tái)、加強(qiáng)校企合作；馬可等[9]結(jié)合“中國制造2025”的發(fā)展，針對(duì)制造裝備人才的需求，提出以學(xué)生為中心，適時(shí)更新教材內(nèi)容，積極改進(jìn)教學(xué)方法。關(guān)于各種模式和方法的研究促進(jìn)了機(jī)械制造裝備技術(shù)課程的發(fā)展。

1" "學(xué)情分析

作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)制造方向的專業(yè)選修課，機(jī)械制造裝備技術(shù)課程一般開設(shè)在第七學(xué)期，總共32學(xué)時(shí)，包括理論授課28學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)。先修專業(yè)課程包括機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和智能加工技術(shù)，后續(xù)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。該課程教學(xué)內(nèi)容包括金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)、典型部件設(shè)計(jì)、工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械加工生產(chǎn)線和注射模具設(shè)計(jì)五部分。按照教學(xué)大綱要求，金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)和相關(guān)典型部件設(shè)計(jì)部分內(nèi)容學(xué)時(shí)占比較大；工業(yè)機(jī)器人和機(jī)械加工生產(chǎn)線等智能裝備制造設(shè)計(jì)內(nèi)容雖然被列入“中國制造2025”發(fā)展的重點(diǎn)方向之一，但學(xué)時(shí)占比較小，智能裝備實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足，課程結(jié)束后缺乏課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，造成學(xué)生實(shí)踐能力不足。雖然機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)相關(guān)課程線上教學(xué)資源日益豐富，但是機(jī)械制造裝備技術(shù)課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源相對(duì)匱乏，有待深層次開發(fā)。機(jī)械制造裝備技術(shù)課程一般采用“考試成績+平時(shí)成績”的考核方式，考試重點(diǎn)為金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的理論知識(shí)。由于課程偏重理論知識(shí)、內(nèi)容尚不豐富，學(xué)生參與課程學(xué)習(xí)的積極性不高。部分教師缺乏智能制造裝備設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于具備一定機(jī)械類相關(guān)知識(shí)的大四學(xué)生來說，課程不能滿足他們提高實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和動(dòng)手能力的要求，導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計(jì)和應(yīng)聘求職受到影響。

2" 課程教學(xué)策略探索

機(jī)械制造裝備技術(shù)課程應(yīng)強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐結(jié)合、學(xué)校與企業(yè)銜接過渡。按照工程教育認(rèn)證的要求，在教學(xué)過程中以學(xué)生為主，在互動(dòng)中學(xué)習(xí)機(jī)械制造裝備技術(shù)課程知識(shí)，達(dá)到多學(xué)科融合運(yùn)用的效果。

2.1" 調(diào)整教學(xué)安排和課時(shí)比例，優(yōu)化重難點(diǎn)教學(xué)

在教學(xué)內(nèi)容安排方面，針對(duì)各章節(jié)制作思維導(dǎo)圖，突出重點(diǎn)和難點(diǎn)。減少金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)課時(shí)占比，增加工業(yè)機(jī)器人智能裝備的課時(shí)比例。利用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法，提前安排學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生自主完成一定比例的學(xué)習(xí)內(nèi)容，教師授課過程中進(jìn)行檢測指導(dǎo)。

課堂教學(xué)過程中，以學(xué)生為中心，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，拓寬學(xué)生的行業(yè)視野。首先，采取應(yīng)用式教學(xué)，將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合。通過實(shí)際案例和實(shí)踐，將知識(shí)點(diǎn)變成靈活運(yùn)用的技能，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和解決實(shí)際問題的能力。如講解“機(jī)械制造裝備創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法”章節(jié)時(shí)，以設(shè)備類畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為切入點(diǎn)，以完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告的撰寫為目標(biāo)。教師從市場調(diào)研、設(shè)計(jì)任務(wù)確定、初步方案設(shè)計(jì)到評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行逐步講解，在講授理論知識(shí)的過程中加入實(shí)際應(yīng)用能力的訓(xùn)練。學(xué)生帶著畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)學(xué)習(xí)，根據(jù)課題方向?qū)で蠼處熤笇?dǎo)，讓授課過程變得生動(dòng)、實(shí)用。其次，采取項(xiàng)目式教學(xué)，將自主學(xué)習(xí)與知識(shí)講解相結(jié)合。讓學(xué)生在課前掌握部分學(xué)習(xí)內(nèi)容，教師在課上檢測學(xué)生知識(shí)掌握的程度和深度，再對(duì)重點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行講解。如金屬切削機(jī)床主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)，要求采取不同的主參數(shù)設(shè)計(jì)一臺(tái)典型機(jī)床。學(xué)生以此為目標(biāo)按組選擇不同參數(shù)或者相似的項(xiàng)目任務(wù)展開自主學(xué)習(xí)，教師逐步推進(jìn)項(xiàng)目講解，引導(dǎo)學(xué)生理解領(lǐng)悟知識(shí)點(diǎn)，分階段完成項(xiàng)目任務(wù)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，項(xiàng)目對(duì)象明確，組內(nèi)組間學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作，靈活運(yùn)用理論知識(shí)，過程具體清晰。最后，采取延展式教學(xué)，達(dá)到舉一反三的效果。如學(xué)習(xí)金屬切削機(jī)床的主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)中的離合器知識(shí)時(shí)，由于很多學(xué)生對(duì)汽車結(jié)構(gòu)有一定了解，教師將金屬切削機(jī)床中的離合器知識(shí)延展到汽車的離合器設(shè)計(jì)，增強(qiáng)學(xué)生興趣。教師在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提煉知識(shí)點(diǎn)，講授本課程教學(xué)內(nèi)容難點(diǎn)——數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)原理。授課過程難易結(jié)合，以學(xué)生為中心，關(guān)注學(xué)生興趣，循序漸進(jìn)開展教學(xué)。

2.2" 利用技術(shù)環(huán)境資源，加入思政元素

充分利用各種技術(shù)環(huán)境資源，如用博思白板制作思維導(dǎo)圖、用PPT制作動(dòng)漫課件、用剪映軟件剪輯影視資料、用喀秋莎軟件編輯學(xué)生作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)裝備技術(shù)知識(shí)的過程中，深刻體會(huì)自己肩負(fù)的責(zé)任。如制作沈陽工業(yè)博物館的影視資料，讓學(xué)生直觀了解我國裝備制造業(yè)自力更生發(fā)展的艱辛歷程；講解我國高端制造領(lǐng)域的成果，如北車高鐵、滬東中華LNG液化天然氣運(yùn)輸船、徐州重工新型裝載機(jī)、北一機(jī)床數(shù)控機(jī)床、大型水輪機(jī)葉片加工、工業(yè)機(jī)器人等，在課件中加入思政元素，讓學(xué)生體會(huì)裝備制造業(yè)和生活息息相關(guān)，學(xué)習(xí)前輩的進(jìn)取精神和工匠精神，激發(fā)追趕先進(jìn)、探索未來、創(chuàng)新科技的責(zé)任感和使命感，理解終身學(xué)習(xí)的重要性。

2.3" 線上線下教學(xué)結(jié)合，拓寬學(xué)習(xí)深度和廣度

充分利用線上教學(xué)軟件和平臺(tái)，線上線下教學(xué)共同推進(jìn)，讓學(xué)生在課外利用現(xiàn)代化教學(xué)手段學(xué)習(xí)部分課程內(nèi)容，課上在教師協(xié)助下完成相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)習(xí)深度和廣度。如依托超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，搭建課程網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)環(huán)境，制作微課、慕課[10]。機(jī)械制造裝備技術(shù)課程網(wǎng)上教學(xué)資源較為匱乏，學(xué)校依托網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)自主開發(fā)和建設(shè)相關(guān)課程教學(xué)資源，內(nèi)容涵蓋各章節(jié)的重要知識(shí)點(diǎn)、項(xiàng)目建設(shè)、課件、預(yù)習(xí)作業(yè)、章節(jié)測試題和試題庫等。同時(shí)，建立認(rèn)知拓展庫，涵蓋國內(nèi)外先進(jìn)的智能制造裝備的視頻、動(dòng)畫、圖片等，作為學(xué)生課后的知識(shí)補(bǔ)充。以視頻、文獻(xiàn)、圖片、報(bào)道等形式實(shí)時(shí)更新學(xué)科、行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，拓寬學(xué)生視野，提升對(duì)裝備制造業(yè)的興趣。線上平臺(tái)教學(xué)中可以進(jìn)行師生互動(dòng)、常見問題解答等，根據(jù)平臺(tái)提供的學(xué)情統(tǒng)計(jì)結(jié)果，教師可以及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，督促、指導(dǎo)學(xué)生完成課程任務(wù)。

3" “學(xué)思賽悟用”聯(lián)合實(shí)踐

3.1" 學(xué)：夯實(shí)基礎(chǔ)，理性與感性結(jié)合

引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)校工程實(shí)訓(xùn)中心學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)各種機(jī)械裝備，如剪切機(jī)、臥式磨床、搖臂鉆床和線切割機(jī)床等；熟練操控部分機(jī)械裝備，如CA6140，牛頭刨床；拆卸機(jī)械裝備，理論與實(shí)踐結(jié)合，掌握一定內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)，如拆解CA6140車床、認(rèn)知車床傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、獲得傳動(dòng)零部件、測量和重組傳動(dòng)關(guān)系、配合要完成的分組項(xiàng)目計(jì)算相應(yīng)的傳動(dòng)比分配、繪制車床主軸箱傳動(dòng)轉(zhuǎn)速圖；走進(jìn)先進(jìn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)室認(rèn)知先進(jìn)智能裝備，如示教機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人等。

3.2" 思：勤思所學(xué)，敢于實(shí)踐探討

讓學(xué)生走進(jìn)校企合作的工廠，參觀了解先進(jìn)機(jī)床設(shè)備、智能裝備、自動(dòng)生產(chǎn)線、車間空間布局和物流分配等。在機(jī)器人工業(yè)園區(qū)，讓學(xué)生親自體驗(yàn)機(jī)器人裝配調(diào)試過程。針對(duì)現(xiàn)有的車間布局和自動(dòng)線上料方法等，引導(dǎo)學(xué)生思考，并提出自己的理解和建設(shè)性意見并繪制簡圖，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

3.3" 賽：以點(diǎn)帶面，傳承實(shí)踐精神

國家大力提倡開展種類、形式、級(jí)別多樣的學(xué)科競賽。機(jī)械制造裝備技術(shù)課程綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)，參加學(xué)科競賽是對(duì)學(xué)生最好的鍛煉。學(xué)生組成競賽小組，參與校級(jí)、省級(jí)、國家級(jí)的綜合性、開放性比賽項(xiàng)目，如河北省大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國大學(xué)生機(jī)械工程創(chuàng)新創(chuàng)意大賽等。以賽促練，傳承實(shí)踐精神，提升創(chuàng)新意識(shí)和解決實(shí)際問題的能力。

3.4" 悟：融匯貫通，細(xì)節(jié)參悟

教師講授的知識(shí)點(diǎn)大多縱向深入，學(xué)生要將橫向交叉學(xué)科的知識(shí)應(yīng)用到本課程中。如車床主軸設(shè)計(jì)、齒數(shù)選擇等內(nèi)容，需要學(xué)生查找與機(jī)械原理課程相關(guān)的資料，將兩者間的相關(guān)知識(shí)融會(huì)貫通，應(yīng)用到項(xiàng)目任務(wù)中。在學(xué)習(xí)物流設(shè)備等內(nèi)容時(shí)，要求學(xué)生查找相關(guān)設(shè)備資料領(lǐng)悟課程要點(diǎn)，并在實(shí)踐項(xiàng)目中綜合運(yùn)用知識(shí)，嘗試以多種方式解決問題，最終獲得最佳方案。

3.5" 用：潛心項(xiàng)目，夯實(shí)應(yīng)用

基于不同階段的學(xué)習(xí)內(nèi)容，將該課的目標(biāo)設(shè)計(jì)項(xiàng)目分解成若干小項(xiàng)目。學(xué)生分成若干組，自由選擇完成階段性課程設(shè)計(jì)小項(xiàng)目。教師注重細(xì)節(jié)，嚴(yán)格把關(guān)，根據(jù)學(xué)生完成效果及時(shí)調(diào)整項(xiàng)目方向。各項(xiàng)目小組有序配合，團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)合作共同完成最終任務(wù)。以學(xué)生為中心，持續(xù)改進(jìn)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目內(nèi)容，真正做到夯實(shí)基礎(chǔ)，注重綜合應(yīng)用，用實(shí)踐成果檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)。

4" 改革考核評(píng)價(jià)方法

改革課程考核評(píng)價(jià)方法，徹底改變輕實(shí)踐、重理論、“考勤+練習(xí)題作業(yè)+一套試卷”評(píng)定成績的考核方法。強(qiáng)調(diào)實(shí)踐動(dòng)手能力，注重師生互動(dòng)和生生互動(dòng)過程、探討競爭性的評(píng)價(jià)和考核體系。在教學(xué)過程中采用多種評(píng)價(jià)結(jié)合的多元化考核評(píng)價(jià)方法：“平時(shí)+期末”“線上+線下”“過程（50%）+

期中（10%）+期終（40%）”。其中，過程成績包括出勤、搶答互動(dòng)章節(jié)導(dǎo)學(xué)、測驗(yàn)、作業(yè)、線上學(xué)情、實(shí)踐項(xiàng)目等，有助于全面了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，督促學(xué)生自主學(xué)習(xí)，促進(jìn)多元能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

以學(xué)生為中心，讓學(xué)生積極參與成績?cè)u(píng)定。如采取實(shí)踐項(xiàng)目評(píng)價(jià)方式，讓學(xué)生分組完成機(jī)床主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)項(xiàng)目。項(xiàng)目進(jìn)行過程中，教師隨時(shí)檢查各組項(xiàng)目進(jìn)展情況、與學(xué)生互動(dòng)交流、解決學(xué)生疑問、夯實(shí)學(xué)生已學(xué)知識(shí)。項(xiàng)目結(jié)束后學(xué)生提交說明報(bào)告和相關(guān)的簡圖，參與答辯。實(shí)踐項(xiàng)目成績=過程表現(xiàn)（30%）+學(xué)生自評(píng)成績（30%）+答辯成績（20%）+

組間競比成績（10%）+教師評(píng)價(jià)（10%）。整個(gè)過程以學(xué)生為主體，教師引領(lǐng)學(xué)生完成任務(wù)，培養(yǎng)知識(shí)應(yīng)用能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)助能力、辯論能力、正確評(píng)價(jià)圖紙和報(bào)告的認(rèn)知能力。采取線上學(xué)情統(tǒng)計(jì)方式，將前期預(yù)習(xí)、PPT課件學(xué)習(xí)、線上互動(dòng)、線上小節(jié)測驗(yàn)（課前預(yù)習(xí)檢測）、線上章節(jié)測驗(yàn)（課后復(fù)習(xí)檢測）、課程視頻學(xué)習(xí)等納入評(píng)價(jià)體系。定期公布部分學(xué)生的線上成績，讓學(xué)生實(shí)時(shí)掌握自己的學(xué)習(xí)狀況，教師根據(jù)結(jié)果獎(jiǎng)勵(lì)優(yōu)秀學(xué)生，并逐一對(duì)后進(jìn)學(xué)生進(jìn)行幫助和指導(dǎo)。

5" 結(jié)束語

面對(duì)國際工程教育認(rèn)證的要求，改變傳統(tǒng)教育理念和方式，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改變重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容的教學(xué)策略，利用技術(shù)環(huán)境資源和“學(xué)思賽悟用”綜合型實(shí)踐教學(xué)方法成為機(jī)械制造裝備技術(shù)課程改革的重要途經(jīng)。引導(dǎo)學(xué)生、激勵(lì)學(xué)生、帶領(lǐng)學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，線上線下共同實(shí)施多樣化的教學(xué)活動(dòng)。唐山學(xué)院的機(jī)械制造裝備技術(shù)課程經(jīng)過連續(xù)三屆的教學(xué)改革實(shí)踐，顯著提升了教學(xué)效果，增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)和綜合素質(zhì)。

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*項(xiàng)目來源：唐山學(xué)院2020年教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JG1997）。

作者簡介：卜勻，副教授。