项目主线式实践教学平台的构建研究※——以机械专业为例

桂 伟 常 虹

（1、武汉商学院，湖北 武汉 430056；2、武昌工学院，湖北 武汉 430065）

随着我国社会经济的发展和生产水平的不断提高，制造业对机械专业人才的要求也逐渐提高，不仅要求应具有扎实的理论功底，而且还需要具备熟练的技术运用能力和较强的创新能力，因此实践教学是人才培养过程中的关键环节，是理论联系实际、培养学生工程实践能力、掌握职业技能和培养创新意识的重要平台，实践环节教学质量的高低直接影响专业培养目标的实现和人才培养的质量。

一、目前机制专业实践教学存在的问题

作为以培养应用型人才为目的的高等院校，实践教学是专业教学计划中的重要组成部分。目前，大多数高校的实践教学（含课程实验）大约占总教学量30%，虽然能够保证充足的实践教学时间，但是却存在较多问题，导致实践教学无法达到预期效果，所培养的人才无法满足企业的实际需求。

（一）实践教学内容与工程实践脱离，不能适应现代企业的发展要求

实践教学内容陈旧、单一，教学方法与手段落后，许多企业中常用的技术及方法未能融入实践教学中，从而导致教学内容与工程实际严重脱离。而且目前的实践教学多为演示性、验证性模式，学生进行实践仅仅只是按照指导书上的步骤按部就班地完成操作或设计步骤，这种方式很显然忽视了学生在认知过程中的主观能动性，不利于学生多向思维和工程应用能力的培养，不能较好地适应企业对专业技术人才的需求[1]。

（二）实践教学内容未形成体系

各个实践教学环节内容设置相对独立，内容之间缺乏必要的关联性与连续性，而且课程设计一般安排在理论教学完成后，在进行理论教学时，未与实训内容进行必要的联系，这些都不利于学生系统地掌握所学的专业知识和技能，难以保证实践教学的效果。因此，必须针对现有的实践教学体系，根据人才培养目标要求，结合技术发展和社会需求，重组实践教学内容，对现有实践教学体系进行整合，使相关实践内容相互联系、协调。

（三）实践教学环节重视程度不够，且缺乏有效的监管措施

长期以来，为了体现实践教学的重要性，高校在课程安排上，通常采用增加实践教学学时数的方式，盲目追求实践环节的多少，却不注重实践教学质量的提高，实践教学重视不够，大多实践环节流于形式，仅仅只作为理论教学的一个补充，缺乏有效的监管措施。整个实践过程不仅不能充分调动学生的积极性和创造性，而且缺少对学生创新意识、综合工程素质和团队协作能力等方面的培养，无法起到实践教学应有的效果[2]。

二、构建以项目为主线的实践教学平台

为适应企业和社会对人才的需求，培养具有工程实践能力的机械专业人才，必须针对目前实践教学环节存在的相关问题，结合企业对人才的需求，适时调整实践教学目标，重新设置教学内容，改变多年来传统的实践教学手段，对现有实践教学体系进行整合，从产品设计和零件加工两个方面，以企业实际生产项目设置关于机械设计和机械制造的两条主线，构建新的实践教学平台，所有与其相关课程的实践教学都可紧密围绕这两条主线进行，以提高学生学习的积极性和主动性，培养学生的专业技能、综合实践能力和创新意识。

（一）构建以产品设计为主线的机械设计实践教学体系

以典型产品设计作为主线，将《工程制图》、《机械原理》、《机械设计》、《工程力学》及《互换性》等相关课程的实验、实训环节有效串联。以实际生产中典型产品的设计为案例，综合利用所学课程，进行产品的运动设计、结构设计和精度设计。机械设计实践教学体系要求学生了解机械产品整个设计过程各阶段的工作要求及内容，具备机构及系统运动方案分析、设计的能力，掌握机械常用传动装置及结构设计的一般方法，通过学习互换性的基础理论，能够进行零部件精度设计，并利用工程制图的基本理论，使用手工制图和计算机绘图，表达设计思想。

机械设计实践教学体系，将现有的机械原理课程设计与机械设计课程设计合二为一，选择使用减速机构和四杆机构或多杆机构的产品作为设计项目，如糕点切片机、步进输送机等，并将该项目划分为多个任务阶段。所选择的设计项目要求贴近生产实际，涵盖《机械原理》与《机械设计》两门课程中的大部分内容，有利于帮助学生掌握通用零部件、机械传动装置和简单机械的设计方法。

在教学过程中，教师根据进度要求，要求学生每个阶段完成项目其中一部分任务。在机械原理和机械设计课程教学前，将需要完成的项目内容及设计要求以任务书的形式告知学生，并向学生详细说明每个学习阶段需要完成的具体内容，以及要完成项目应该具备的知识和技能，以便学生在课程学习过程中具有明确的目的性，为后续完成项目打下坚实的基础。在进行项目相关课程实验教学时，所安排的实验内容除了有课程基础实验外，还涉及为完成项目奠定基础的实验，如机构搭接实验、轴系结构设计实验和减速器拆装实验等内容。机械原理课程结束后，要求学生根据设计要求做出多种能够实现该功能的方案，并比较每种方案各自的优缺点，确定最终的运动设计方案。对于学习能力较强的学生，可由教师指导结合使用所学软件进行机构的运动仿真。机械设计课程结束后，教师指导学生完成该产品的结构设计部分，并结合互换性课程的相关内容，进行精度设计。在执行过程中不仅仅只要求学生完成装配图及零件图的手工绘制，而是按照企业常用的设计方式：先建立三维模型再生成二维图纸的方式来完成设计任务。通过此方式不仅能预防干涉现象的产生，还能让学生了解当前企业采用的设计方法。

（二）构建以零件加工为主线的机械制造实践教学体系

以典型零件加工作为主线，将工程材料、机械制造、数控技术和CAD/CAM技术等相关课程的实验、实现环节有效串联。以实际生产中几个典型零件的加工为案例，综合利用所学课程，进行零件的加工工艺设计和进行加工。机械制造实践教学体系要求学生了解零件从图样分析、制定工艺规程、进行机加工到成品的整个生产过程，能够利用机械制造的有关理论，根据加工条件选择合适加工设备和刀具，拟定详细的机械加工工艺规程，并结合CAD/CAM课程有关内容，完成零件加工[3]。

机械制造实践教学体系，选择若干个典型零件加工为设计项目，如轴类、套类、箱体类、平面轮廓类、曲面轮廓类等，分别通过加工工艺课程设计、CAD/CAM实训和数控技术实训完成零件加工工艺设计、零件三维建模、模拟加工和实际加工。所选择的加工零件应能结合实际生产案例，反应机械行业常用典型零件，通过机械制造实践教学，使学生掌握这些零件的加工工艺方案和制造加工过程。

在进行CAD/CAM软件教学时，教师可以课堂练习或课后作业的形式让学生完成项目指定零件的三维建模。在进行加工工艺课程设计时，学生以分组的形式，每组完成其中一个零件的加工工艺分析，并拟定详细的工艺规程。在数控技术实训教学中，结合先前工艺设计拟定的工艺方案进行编程，并结合使用先修的CAD/CAM软件CAM模块和所建立的三维模型，完成零件的自动编程及仿真加工。在学校实践条件允许的情况下，教师还可在数控实训教学过程中，指导学生使用加工设备完成零件加工，并根据零件加工情况，分析加工过程中各种误差产生的原因，同时针对原因提出改进措施。通过此方式不仅能够让学生了解完整的零件加工过程，还可让学生通过实际加工检验所制定的加工工艺的正确性，改变目前工艺课程设计仅仅只是“纸上谈兵”的现状。

（三）项目主线式实践教学平台的实施

在实施过程中，学生采用自由组合的方式，3~5人分为一组，根据教学进度安排，两条主线同时展开进行。每条主线各有若干个项目，项目内容可教师指定，也可由学生根据兴趣爱好自行确定。在选题时，学生可根据不同的学习情况选择不同难度的题目，教师在成绩评定时酌情考虑选题的难度。

根据人才培养方案要求，每组学生需完成一项机械设计项目和一项零件加工项目，为防止相互抄袭，不同组的项目内容及要求不同。在项目实施前，每组学生需根据项目要求制定详细的实施计划，确定具体的实施步骤，并进行组员的任务分工。项目实施过程中，一方面学生根据分工各司其职，另一方面在遇到难题时，指导教师应先鼓励同组学生之间展开讨论，通过互助协作攻克难关，在无法解决的情况下，教师对学生进行启发引导，最终完成项目。项目完成后，每个小组先选派一名学生讲解项目内容、要求及完成的思路，再由小组每个成员论述自己在项目中所做的工作及详细的实施方式，最后由指导教师和其他小组成员提问，该组学生回答，教师根据项目完成情况及答辩情况对每个学生的实践成绩进行评定。

三、结论

通过实施项目主线式实践教学平台，将课程实验、课程设计与实训教学等实践环节重新整合为分别以机械设计与机械制造为主线的两个项目，使学生不仅能够具有明确的学习目的，激发学习兴趣，系统地掌握所学的理论知识与实践知识，而且提高了学生分析问题、解决问题的能力，培养了学生的团队合作意识。通过完成项目在学校内模拟企业工作环境，为学生今后就业及尽快适应岗位需求奠定基础。

[1]王瑾，张国海，宋春明，贾吉林，陈杰峰.机械基础课程群教学改革研究与实践 [J].安徽工业大学学报（社会科学版），2009(3)：124-125.

[2]卢学玉，刘利国.《机械设计》课程设计的教学研究[J].教育教学论坛，2013(27)：47-48.

[3]刘长荣，张小芹，肖念新.基于“大机械”教学理念的实践教学平台构建[J].河北科技师范学院学报，2008(4)：70-73.