新工科背景下應用型本科高校機械制造技術基礎課程教學改革研究

文章編號：1671-489X（2025）06-0097-05DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.06.097

0 引言

黨的二十大報告指出：要完善我國人才戰略布局，堅持各方面人才一起抓，建設規模宏大、結構合理、素質優良的人才隊伍，加快建設國家戰略人才力量，努力培養造就更多大師、戰略科學家、一流科技領軍人才和創新團隊、青年科技人才、卓越工程師、大國工匠、高技能人才[]。當前，我國正由制造大國向制造強國邁進，急需大批卓越工程師和技能工匠。為培養更多卓越工程師和大國工匠，我國應該加大對工程教育的投入，提高教育質量和水平。同時要加強校企合作、校地合作，共同推動學科建設和科技創新[2]。

1對教學目標的新要求

在新工科、產教融合等時代背景下，機械行業、地方產業發展對高素質機械類應用型人才的需求越來越迫切，然而傳統的教學方式和教學內容已經無法適應經濟社會發展對應用性崗位的需求，專業基礎課改革勢在必行。機械制造技術基礎是一門機械類本科專業的必修基礎課，其課程目標是通過學習，使學生具備機械工程師的基本素養，掌握機械加工制造的專業理論，初步具備機械制造加工工藝設計，夾具設計等工程能力。但長久以來，課程理論教學存在內容復雜抽象，實驗教學模式單一，授課教師綜合實踐能力欠缺，學生基礎薄弱、實踐動手能力差等痛點，導致課程嚴重脫離生產實際，無法滿足應用型本科新工科的發展要求。基于此，本文對新工科背景下應用型本科高校機械制造技術基礎教學改革進行了較為系統的研究與分析[3]，并提出切實可行的改革方法。在產教融合的背景下，課程的教學目標不應局限于讓學生掌握金屬切削的基本理論和基本知識，掌握機械加工工藝過程等，而應更加注重學生實踐和綜合應用能力的提升，旨在培養具備實際操作能力、問題解決能力、跨學科綜合能力和自主學習能力的高素質機械制造人才。教學目標從知道、理解、應用、分析、創新等方面提出新要求：知道課程的核心基礎知識，授課的重難點和行業現階段應用情況；理解刀具角度，零件制造的一般步驟;應用所學知識操作一般機床進行機械加工，繪制工藝流程卡片；分析機械零件的加工要求、材料特性、熱處理要求等方面的信息，制定合理的加工工藝；結合新材料、新工藝、新技術，創新加工方法。課程教學目標金字塔模型如圖1所示。

2對教學內容的新要求

在信息技術高度發達的今天，只需一臺聯網設備就可隨時獲取課程理論學習知識，如果授課教師僅僅“搬運”理論知識，顯然已不符合時代的要求，更無法完成高校立德樹人的根本任務。新工科背景下，授課教師需要對課程進行深度的產教融合，引導學生探索課程內外知識，把部分知識轉變為問題，化“教”為“問”，并及時解決學生探索過程中遇到的各種疑惑，讓學生在發現、討論、解決、迭代問題的過程中掌握知識，獲得成長。同時，教師需要改革教學內容，緊密聯系當下工程生產實際中面臨的困難，引導學生主動探索。具體體現在以下幾個方面。

2.1理論教學內容新要求

機械制造技術基礎課程面向機械工程系全部專業開設，但不同專業的人才培養方案、教學大綱不同，對應的教學計劃、教學時長、教學章節也大相徑庭，因此本課程的理論教學務必從各自專業背景出發，以機械制造技術基礎課程要點為主要內容，將各自專業的學術研究、科技發展前沿成果引入課程。例如，學校機械電子工程專業除對書本中金屬切削、刀具角度、加工工藝等基礎知識的講解外，還需引入智能制造、人工智能、大數據、加工中心和數字孿生等新技術新工藝，幫助學生加深對高層次、寬領域、多系統融合的復雜智能制造專業的理解、學習，從而構建適應智能制造專業發展的獨特課程知識體系。

教學內容應注重整合機械設計、機械原理、金屬材料熱加工、互換性技術等課程的知識點，形成完整的知識體系。同時需要不斷更新講義、教案、課件等教學資料，積極編寫申報省級國家級教材，整合教材重復部分，替換過時內容，增加行業領域新知識。例如，筆者所在教學團隊的韓變枝教授編寫的新版《機械制造技術基礎》已出版并應用于學校的課程教學。

課程內容還需結合學院、屬地特色專業和優勢行業，推動學科交叉、學科融合，大力促進課程建設。針對學校煤炭特色專業和山西省陽泉市煤機裝備特色領域，在金屬切削過程的基本規律等章節的講解中積極引入煤機裝備刀具的知識，如采煤機、掘進機的鎬型截齒，讓學生認識煤礦特種刀具類型，了解截齒的磨損機理、磨損過程；結合機械制造技術基礎課堂教學中對刀具切削規律的講解，引導學生思考如何解決工程中遇到的截齒易磨損等問題，促進多學科專業融合，培養礦山機械類高素質復合型人才。緊扣學校辦學定位，服務地方，面向全國。培養學生的科研意識和科研能力，進而充分體現課程價值，使學生學有所思，學有所得，切實促進專業教學內容與人才培養相吻合，與生產實際相契合，與創新創業相融合，為畢業設計和畢業就業夯實基礎。理論教學內容框架如圖2所示。

2.2實驗實踐教學新要求

工程實踐教學能力是工科教師專業素養的重要組成部分，在新工科背景下，對教師實踐教學能力的要求已不再局限于按照教學大綱要求進行工程實踐教學的實施，更要求教師能夠提前開展實踐教學設計，完成實踐教學開發，做好工程實踐教學管理，創新實踐教學反思與學生評價［4]。教師應從多方面提升工程實踐教學能力，做好、學好、講好應用型實踐課程。例如，車刀幾何角度的測量實驗，傳統實驗流程是：課前教師布置預習，實驗課堂上，教師快速講解演示后，學生模仿照搬，整個過程中學生極少表現出對實驗方法的疑惑；課后學生完成的實驗報告也只是對實驗目的、實驗過程和結果的記錄，缺少對實驗結果的討論與分析以及對不符合理論的實驗現象的進一步探索。這種填充式學習方式不僅使學生喪失了訓練寫作能力的機會，也無法促進學生獨立思考。因此，在機械制造技術基礎教學中要改革實踐教學內容，解釋理論，拋出疑問，留給學生足夠的時間獨立思考，分組實驗，研討設計實驗及評價方法，分析利弊，以學生為中心，培養學生的學習能力，激發他們的探索熱情，創新實驗報告格式，增加格式的靈活性，增設實驗準備部分和實驗設計心得部分。通過每次實驗將教學與理論知識結合起來，做到理論來源于書本，實踐服務于生產。此外，針對不同專業增加如數控仿真、智能制造與虛擬仿真等實踐環節，讓學生在高質量的虛擬仿真環境中得到學習與鍛煉，實驗實踐環節創新如圖3所示。

2.3思政教學內容新要求

以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，認真落實《高等學校課程思政建設指導綱要》的要求，為課程思政注入新活力，將立德樹人理念貫穿教學全過程，實現機械制造技術基礎課程知識傳授和價值塑造的雙重功能[5]。課程部分思政內容如表1所示。

課程思政教學的目標是培養學生良好的思想道德品質，激發學生的專業認同感和自豪感，弘揚愛國精神，引導學生踐行社會主義核心價值觀。同時將工匠精神的深刻內涵貫穿整個思政教學過程，建立專業知識能力與政治素養之間的聯系，從而實現培養理念先進、技術過硬的高級應用型技術人才的新目標。

課程教學團隊還需積極申報課程思政相關課題，在教科研中創新探索思政內容，在實踐中不斷應用，使思政教育更加貼近學生、更加生動有趣，不斷提高教師團隊的課程思政意識和能力。

3對教學方式的新要求

摒棄“滿堂灌”的課堂教學模式，創新教學方式，充分預留思考與討論的時間，確保每個學時不少于15分鐘的互動時間，以大力激發學生的學習積極性和創造性，培養創新思維能力。機械制造技術基礎課程具有鮮明的專業實踐特征，在課堂教學過程中以切削刀具為教具，讓學生“看得見、摸得著、有的想”，同時使用數字化建模仿真軟件如UG，仿真演示小到一根軸，一個齒輪，大到復雜設備的制造過程，靈活運用情境模擬、項目模擬等多種教學方法[，激發學生的求知欲，調動其學習積極性，幫助學生更好地理解知識。教學環節圍繞學生展開，充分利用學習通、愛課程、智慧樹等線上學習平臺，上傳機械制造生產實際過程，充實線上機械制造技術基礎課程的內容；充分利用課程教學團隊，豐富教學資源，完成機械制造技術基礎課程教學視頻錄制，大力推進金課建設，實現學生課前預習資料方便找，課后內容復習隨時看。豐富課堂教學內容，發揮學生的主體作用，調動學生學習的積極性和主動性，培養學生終身學習的能力。

4對教學評價的新要求

課程傳統考核方式比較單一，缺少實踐性和過程性考核評價內容，考核指標忽略學生綜合應用能力。因此要進行考評機制改革（圖4）。

4.1 作業模式

減少記憶性作業，充分利用線上平臺，增加分析性、設計性和實踐性作業。可以采用信息化手段記錄作業管理過程。加強校企合作，與企業共同設計與實際生產相關的作業任務。例如，利用工程訓練中心的現有設備，讓學生完成某零件的加工任務，使其了解企業的生產流程和工藝要求，參與實際生產過程，從而培養學生的工程師素養和實踐能力。

4.2 課程考核

應結合期末考試、平時考核、實驗考核綜合評定學生成績，適當降低期末考試成績所占比重，增加過程性考核的比重。對在實驗分組學習討論中起引領帶頭作用，提供創新想法的學生，過程性成績應適當給予傾斜。總之，課程考核應由課本知識的獲得轉變為對知識的學習能力和綜合應用能力的考核，并以此進一步完善課程考評體系，使課程考核評價更好地滿足新工科背景下培養應用型人才的要求，更有利于提高學生的思維能力和解決復雜工程問題的能力。

4.3 評教方式

創新評教方式，除學生評教、同行評教、專家評教外，應更加注重過程評價，創新課程期中評教。例如：32學時的課程，在期中16學時結束時，增加學生評教，根據評教結果適時調整教學方法，提高學生的課堂參與度的同時，增強學習的主動性；采用線上問卷，電話回訪等方式開展畢業學生評教，利用反饋調節機制，全面了解教學質量，適時調整教學內容。多種評教方式相結合，多角度、全方位地評價教師的教學效果，提高評價的準確性和客觀性。

5對授課教師的新要求

高校工科教師作為高等工程教育的主體，肩負著工程人才培養的重任。為推動工程教育回歸本質屬性，將專業基礎課程教學改革落到實處[7]，應用型本科院校中工科教師既要具備教師的基本素養還應掌握工程師的關鍵技能[8]。工科教師的工程師技能屬性主要是指工科教師從事工程實踐活動、參與實踐項目所表現出來的能力，具體表現為：

1）具備扎實的機械理論知識，能對復雜工程問題進行分析和推理，針對不同需求，設計出綜合性解決方案；

2）具備系統思維，創新思維，評判性思維，綠色設計意識及強大的實踐操作能力，能夠對設計的方案和搭建的實驗平臺進行詳細分析、評估和改進，并對實驗數據進行論證歸納；

3）具備不斷探索，持續學習的能力，技術和工程領域發展迅速，工科教師要端正學習態度，積極參與學院、行業組織的相關培訓，不斷更新自己的知識和技能，以應對新的挑戰和機遇；

4）具備將機械制造產業與應用型人才培養融合的能力，教師要深入企業實踐調研，不僅要了解行業最新技術和市場需求，還要扎根研發生產一線，架起理論課程與工程應用之間的橋梁，開發相關的產教融合課程內容，帶領學生廣泛參與產教融合項目研究，實現教學相長。

6 對學生的新要求

學生作為教學改革的主體，應充分發揮主觀能動性，創新學習方法。學習使用線上平臺，AI人工智能工具，主動研究機械制造過程中的重點難點，探索數控復雜機床的操作方法。將理論內容，實驗實踐環節與雙創有機融合，積極鼓勵學生創新創業，參加“互聯網 + 大學生創新創業大賽”“全國大學生工程訓練綜合能力競賽”“全國大學生機械創新設計大賽”等比賽，以賽促學，以賽促就，以賽促創。培養持續學習和自我發展能力，充分利用工程訓練中心的機床設備，鼓勵學生參加車工、數控車工等機械制造相關職業技能等級證書考試，以考促學，以考促用。機械制造是個復雜、系統、多學科交叉融合的系統工程，僅掌握課堂的知識是遠遠不夠的，學生要積極參與實踐項目，掌握跨學科知識，持續關注機械制造行業的最新動態，不斷積累實踐經驗，以應對未來學習和工作中的各種挑戰。

7 結束語

新工科背景下，為使應用型本科教育回歸初心，課程改革應堅持多管齊下，以問題為導向，激活學生學習熱情，引導教學創新；以工程生產為導向，

8 參考文獻

[1]習近平.高舉中國特色社會主義偉大旗幟為全面建設社會主義現代化國家而團結奮斗：在中國共產黨第二十次全國代表大會上的報告[N].人民日報，2022-10-26（1）.

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[3]付含菲，楊紅荃．“新工科”與高職院校產教融合的機理耦合、現實困境與優化路徑［J].教育與職業，2020（6）：5-12.

[4]劉永，陳誠，王生懷，等．智能制造背景下“機械制造技術基礎”實驗更新探索[J].南方農機，2023，54（1）：164-166.

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[6]侯志偉，陳中．本科院校應用型機械專業人才培養模式探究[J].教育理論與實踐，2018，38（15）：12-14.

[7]董澤芳，牛君霞．回歸大學之道：對我國大學發展現狀的思考與建議[J].高等教育研究，2018，39（10）：9-14，20.

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