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與時俱進優(yōu)化課程體系和教學內容，適應學科最新發(fā)展

科學技術的迅猛發(fā)展不斷促進制造技術的發(fā)展，新材料新技術不斷涌現(xiàn)。要實現(xiàn)與工業(yè)企業(yè)的無縫連接，教師需密切關注學科發(fā)展，與時俱進優(yōu)化課程體系和教學內容，協(xié)調傳統(tǒng)內容與先進性。課程的內容圍繞產(chǎn)品的加工制造，以機械加工工藝為主線，以優(yōu)質、高效、低成本、節(jié)能減排為宗旨，將涉及到的機床設備、金屬切削原理與刀具、工藝裝備等有關內容有機結合起來，并根據(jù)這條主線的需求作為取舍的原則，強調以產(chǎn)品質量、生產(chǎn)率、經(jīng)濟性、可持續(xù)發(fā)展為中心融入節(jié)約能源和綠色制造的理念。從培養(yǎng)學生的綜合工程素質出發(fā)，使學生熟悉和掌握基本理論和專業(yè)知識，具有能夠在理論上進行分析、在實踐上具有解決一般技術問題能力。補充新知識，增加現(xiàn)代工業(yè)領域采用的新刀具材料、新加工方法、數(shù)控機床的基本介紹、數(shù)控加工工藝的特點、計算機輔助工藝設計、綠色制造等內容，使教學內容能夠充分反映現(xiàn)代制造技術的發(fā)展。目前，“機械制造技術基礎”教學內容多課時少，在教學內容的講授上既要加強基礎，又要拓寬知識面；既要保持經(jīng)典，又要體現(xiàn)先進制造技術的發(fā)展；既要掌握基本理論，又要加強工程實踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在教學內容上以少、精、寬、新為原則，對教學內容進行必要的調整，如減少車床進給和螺紋加工運動傳動鏈的講授，而將這部分內容放在實驗課中，學生在現(xiàn)場對著實物進行感性觀察，學得更快、記得更牢。對于機械加工工藝擬定、加工精度部分等重點內容仍進行重點講解，但是更加注重對實際工程問題的分析和理解，強化學生在實際工程中應用所學知識解決問題的能力。高水平教材的建設是課程建設的基本，本課程選用韓秋實和王紅軍主編《機械制造技術基礎（第3版）》作為教材。該教材是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材和北京市精品教材立項，該教材還獲得中國機械工業(yè)科技進步三等獎。編寫出版與之配套的《機械制造技術基礎習題集》，分為學習指導和習題（包括填空題、選擇題、判斷題、簡答題、分析題、計算題和參考答案）。編寫《機械制造技術基礎實驗指導書》和實驗報告，用于實驗教學。編寫《綜合實驗周大綱》和《綜合實驗周指導書》用于指導學生完成綜合實驗周的學習。建設了“機械制造技術基礎”的課程教學網(wǎng)絡化平臺。制作了網(wǎng)絡課件、編寫了多媒體教案，網(wǎng)上提供教學大綱、教案、電子講義等資料，實現(xiàn)教學資源的共享。開設網(wǎng)上答疑和交流通道。學生利用網(wǎng)絡資源鞏固課本知識的同時，進一步拓寬知識面，增強理論學習的深入性，使課堂教學得到擴展。

以工程能力培養(yǎng)為中心，構建層次式的實踐教學體系

實現(xiàn)理論教學和創(chuàng)新實踐活動的有機融合深入企業(yè)調研，分析整合和提煉典型生產(chǎn)流程所需的知識、技能、核心能力和態(tài)度，構建專業(yè)認知與實踐－金工實習－課程實驗教學－生產(chǎn)實習－課程設計-綜合實驗周－制造綜合能力-數(shù)控加工學科競賽“多元結合”的實踐教學體系。在實踐性教學體系構建的過程中，特別注重學生實踐能力的培養(yǎng)，努力實現(xiàn)從模擬型向實戰(zhàn)型轉變，由限制性向自主性轉變，由驗證性向綜合性轉變，由理論性向應用性轉變。注重讓學生建立起工程的系統(tǒng)概念，了解工藝設計、制造、檢驗等過程。從機械制造技術基礎—先進制造技術—數(shù)控編程—實際加工操作，注重層次化、從設計、仿真到實際零件加工的動手能力培養(yǎng)，體現(xiàn)漸進性教學方式。金工實習使學生了解基本的機械制造知識和方法；生產(chǎn)實習使之了解機械產(chǎn)品加工與裝配工藝過程和工藝裝備，將所學理論知識與生產(chǎn)實際緊密聯(lián)系起來；課程實驗教學將科研成果引入教學，教師運用現(xiàn)代實驗手段開出綜合性、設計性實驗，讓學生親自動手，提高了學生實驗技能和實際動手能力；課程設計選自實際生產(chǎn)課題，要求學生獨立完成，同時注意發(fā)揮團隊作用。重點培養(yǎng)學生制訂零件機械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力；綜合實驗課使學生受到一次接近實際的工程訓練，全面實踐和了解產(chǎn)品從設計、分析、制造、裝配的全過程，提高學生綜合分析能力、解決工程實際問題能力、協(xié)同工作能力和系統(tǒng)集成能力。制造綜合能力-數(shù)控加工學科競賽滿足學生進行創(chuàng)新的需求，進一步融合理論與實踐，使學生的工程能力得到進一步提升。在課程建設過程中，本校進一步強化和加強生產(chǎn)實習組織、指導教師隊伍的建設，設立長春一汽生產(chǎn)實習基地，使生產(chǎn)實習取得實效。綜合實驗周通過學生對產(chǎn)品的設計建模，進行工藝設計、數(shù)控編程和在機床上加工出產(chǎn)品，使學生綜合運用知識解決問題的能力大大提高。實驗指導教師在實驗中只講述實驗中的難點、應注意的事項，而實驗原理、儀器的工作原理和使用方法由學生自己在實驗預習中完成。另外，安排學生生產(chǎn)實習，使學生對機械制造工藝及設備有一個切身的感性認識，每年還鼓勵學生參加各種比賽和見習工程師考試，取得了較好的效果。在專業(yè)課程設計中融入現(xiàn)代計算機工程軟件的應用，實現(xiàn)與先進制造技術和信息技術的融合。從計算機輔助設計進行產(chǎn)品的建模分析，然后基于計算機輔助制造軟件進行零件的數(shù)控編程，通過DNC系統(tǒng)將程序傳到數(shù)控機床上進行加工，得到零件。通過實驗為學生建立起制造系統(tǒng)的概念。專業(yè)課程設計過程中教師的指導和討論環(huán)節(jié)規(guī)范化，使學生的課程設計真正取得實效。面向工程實際，為學生營造現(xiàn)代工業(yè)背景的工程大環(huán)境。利用北京市的相關資源為學生提供實踐機會。與機床協(xié)會密切合作，每年組織學生參觀機床展覽會并進行討論和研討。邀請相關企業(yè)的技術工程師到校講座、聯(lián)系北汽福田、現(xiàn)代等現(xiàn)代化企業(yè)組織學生進行參觀，為學生創(chuàng)造機會接觸了解先進制造技術的最新發(fā)展動向和行業(yè)發(fā)展趨勢，增加對現(xiàn)代化企業(yè)實際的感性認識。學校購置了各種教學模型、高檔加工中心、數(shù)控車床、FMS系統(tǒng)、機床靜剛度測試儀、主軸動態(tài)特性測試試驗臺等實驗設備，設有專門的制造實驗室，為學生構建了實際的工程環(huán)境，使從未接觸過工程實際的學生建立應用的整體概念，突出實驗的演示性、設計性和綜合性，追求實驗手段的先進性。為了適應應用型高級人才培養(yǎng)目標的實驗體系研究和實驗環(huán)節(jié)的建設，學校開設綜合性和設計性實驗，構建實驗平臺，編寫實驗指導書和任務書；編寫相關的課程設計指導書。開設綜合性和設計性實驗，初步設想設定加工某零件要求達到的精度目標，讓學生自主設計實驗項目和方案，并獨立完成實驗。利用綜合實驗周的時間開設計算機輔助工藝設計和先進制造技術實驗等。主要安排反映制造工程領域技術先進性和技術發(fā)展動向的實驗，包括數(shù)控機床加工操作、計算機輔助工藝設計、計算機輔助制造等實驗，使學生了解先進制造技術的研究發(fā)展和基本技術方法，建立現(xiàn)代制造工業(yè)先進技術的實際概念，完成先進技術設備實際操作的基礎訓練。

實施工程意識培養(yǎng)和實踐能力提高的基于項目的教學改革

1.以建構主義理論為指導，以工程應用為主線，研究基于項目的教學模式，注重工程能力的培養(yǎng)針對目前普遍存在的教學與科研相脫節(jié)，課堂教學內容缺乏現(xiàn)實感，學生缺乏對先進制造技術的認識和專業(yè)學習積極性；課堂教學與企業(yè)的實踐操作彼此割裂，學生運用學科理論與方法解決工程實際問題的能力得不到培養(yǎng)和鍛煉；校園生活與工業(yè)實際彼此分離等問題，以建構主義理論為指導，在機械制造及其自動化專業(yè)方向實施基于項目的教學模式改革的實踐，整個過程貫穿學習—實踐—再學習—再實踐，以項目引領、任務驅動、教學做一體化課程教學模式設計和組織教學內容。從“機械制造技術基礎”課程的第一節(jié)課，提出基于項目研究的學習。給每個同學發(fā)一份項目研究任務書，一個“機械制造技術基礎課程”項目研究活動一覽表。學生自愿組合，1～3人為一個小組，以小組為單位開展研究。隨著教學內容的開展，基于項目的要求，在教師的指導下，學生通過課堂學習、下課到圖書館查閱相關資料，遇到問題請教教師，循序漸進地完成項目的研究。學生成為學習主體，充分調動學生的主觀能動性，將教師的教學與學生的學習活動融為一體。學生以小組為單位通過解決實際問題而學習，通過討論與小組其他成員進行積極的良性互動，相互交流想法、相互鼓勵和溝通，培養(yǎng)了學生的團隊合作意識和工程能力。實行新的教學模式后，學生的學習積極性和主動性提高，解決工程實際問題的能力得到了鍛煉和提高。2.課堂討論法在課程講授過程中常注意提出一些思考問題啟發(fā)學生積極主動思考。結合課程的重點、難點，設計課堂討論題目，通過討論、質疑和總結提高學生學習的興趣和課堂活力，使學生對知識易于理解和掌握。對于習題中的錯誤，教師設計題目，供同學們討論。比如對于機械加工關鍵工序的工序尺寸的擬訂，如何判斷封閉環(huán)是關鍵，教師給出一個實例，給同學們討論，然后通過正確和不正確方法的比較，和同學們一起總結出“尺寸鏈很重要，基準轉換用得著；先看封閉環(huán)，再判增和減，極值和概率法幫計算；多尺寸計算，圖表法最有效”等朗朗上口的口訣，便于學生記憶。注重結合生產(chǎn)實踐，講課過程中還經(jīng)常結合科研項目中的問題與學生進行課堂討論得出解決方案。3.案例教學法本課程主講教師近年承擔國家高檔數(shù)控機床科技重大專項、國家和北京市自然基金、北京市科技計劃等多項科研項目，得到科研經(jīng)費上千萬，獲得省部級科技獎勵7項。在高端數(shù)控裝備的研制和開發(fā)上取得多項科研成果。在教學過程中，將科研成果作為案例介紹給學生，從實際需求、方案的構思、方案的設計和實施方式，使學生較真實地接觸工程實際，將其中的科學規(guī)律與教學內容有機地結合起來，培養(yǎng)學生科學思考問題的工程能力。比如在講到提高生產(chǎn)效率的時候，將研制的復合機床作為實例，使學生深刻理解提高效率的各種不同途徑。在講到機床傳動鏈時，介紹傳動鏈的長短的優(yōu)點和不足。在介紹數(shù)控機床時，以研究的電主軸為例，提出電主軸概念的來源，在于縮短傳動鏈，揭示機械制造科學技術進步內在規(guī)律，開闊了學生的學術眼界。其次，鼓勵學生參與科研，積極拓展第二課堂，吸收學生參與教師科研項目，依托科研項目培養(yǎng)學生的綜合素質、實際解決問題的能力和創(chuàng)新能力。在“機械制造技術基礎”精品課程建設中，基于工程能力培養(yǎng)的精品課程的建設是一個長期的工作，需要不斷凝練課程特色、持續(xù)完善課程體系和優(yōu)化教學內容、在教學模式和教學方法的改革等方面不斷探索實踐改進，才能將“機械制造技術基礎”課程建設成真正意義上的精品課程。

本文作者：王紅軍張懷存鐘建琳劉國慶工作單位：北京信息科技大學機電工程學院