浅谈优化《先进制造技术》课程教学方法

王磊+魏敏+张巍+王贤斐

摘要：结合《先进制造技术》课程教学内容和机械类专业的培养目标，剖析授课对象特点，提出自主式教学课堂和应用“案例+启发式”相结合的教学方法，激发学生自主学习兴趣，对提高教学质量，提升学生的工程素养、工程实践能力和创新创业意识具有积极的推动作用。

关键词：先进制造技术；自主式教学课堂；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）22-0175-02

我校2013版人才培养方案中，《先进制造技术》课程是针对机械类专业开设的专业必修选修课程，目的在于通过该课程的学习，使学生了解先进制造技术的基本内容和国内外先进制造水平；掌握先进制造技术中关键技术的新思想、新方法、新技术和其内涵。培养和提升学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，工程素养能力和创新思维。

一、课程特点

1.教学内容[1]和培养目标特点。《先进制造技术》主要介绍的是一种大制造概念，阐述了目前制造行业的发展新方向。课程涉及现代设计技术、先进制造工艺技术、制造自动化技术、现代生产管理技术及其他先进制造技术。融合机械、材料、电子、信息、生物和管理等多学科，具有多学科的交叉性，更具有动态性和前沿性，其教学内容庞杂，更新速度较快。在完成教学内容的同时，以培养学生工程素养、工程实践和综合应用能力为目标，提升学生的创新思维和创新创业意识。

2.授课对象的特点。我校2013级人才培养方案中，该课程主要针对我院机械设计制造及其自动化专业和工业工程专业开设，目的在于通过该课程的学习，使学生了解和掌握先进制造技术的关键技术。根据课程体系需求，该课程安排在整个课程体系最后，在大四第一个学期授课。此阶段的学生忙于考研，公务员考试，各类招聘面试、考试等各项事务，对于专业选修课仅仅认为拿到学分即可，这有悖于开设该课程的初衷。因此，如何通过短短的32的课时学习，激发学生的学习兴趣，主动学习该课程知识，并且达到预期教学目标，是任课教师应该重点思考的问题。

二、改进教学方式

教学方式的多样性，是为了激发学生学习兴趣，促进教学顺利开展，提高教学效果，达到预期的教学目标。在课堂教学中以教师为主导，学生为主体，转变学生角色，使学生由被动接收变主动自学，由被动学习变主动理解，积极参与到课堂教学中来。

1.建设自主式学习课堂[2]。针对该课程概念多，内容前沿和更新速度快等特点，提出自主式课堂教学。课堂中，教师引导全体学生主动参与教学，充分调动学生学习兴趣，使得学生参与教学，激发学生在学习的过程中主动获取、主动发展的动力，改变被动地灌输与接受。首先，教师应上好第一堂课。根据课程所涉及的内容结合当前制造行业的热点问题提炼出相关话题，例如纳米加工、高速切削、高精密加工、工业机器人、3D打印等；其次，转变学生角色，将学生按3—4人分组，小组学生应根据问题从具体应用入手结合知识点完成PPT、动画的制作；再次，完成10—15分钟的学生授课，并回答任课教师和其他学生提出的问题。最后，教师对该组学生的讲课内容进行讲评，并完成该组学生授课内容的知识拓展。在这个过程中，小组组长根据各成员优势进行任务协调，主动完成查阅资料，动画制作、PPT制作和课堂讲授。机制2013级学生授课过程中，讲述的“3D打印先进制造技术在工业领域的应用”，学生针对该问题，以“3D打印一体成形自行车”为例，从设计、材料选取、工艺、制造、装配和库存的整个制造工艺过程。通过该环节，帮助学生更好地理解该课程中涉及到的各个学科的知识。学生通过查阅大量资料，完成该项工作，在这种自主学习的过程中，培养学生的自主学习能力和阅读文献、整理文献的能力和语言表达能力，同时也培养学生的团队协作精神，为后续的毕业设计做好前期准备。

2.启发式+案例式教学法[3]。针对机械设计制造专业学生在授课过程中重点讲述：现代设计、工业技术、制造自动化技术，这些章节中概念多，学生容易感觉到枯燥，所以在授课过程融合了启发式教学、案例式教学等多种教学手段。案例来自生产实例、第二课堂或先导课程《机制工艺学》的课程设计。教学过程中，教师应准备好案例和引导问题，从案例入手提出问题，经学生讨论，最终解决问题。教师做好引导，启发学生思考，提高学生学习兴趣，有效地提高教学效果。在讲授先进制造工艺技术内容时，以“全国大学生工程能力综合竞赛”中的阀芯和阀体设计制造及配合为例，从制造精度和配合精度等方面设计问题。对《机械制造基础》中的材料加工方法，《机械制造工艺学》中尺寸测量方法、精度检测和公差配合等进行回顾。通过此过程对课程体系进行串联，培养并提升学生思考问题，分析问题，解决问题的能力。

三、现场教学，理论联系实际

在制定2013级培养方案时，我院先进制造技术相关实验室并未建设，该课程为32理论学时，并未设置实验学时。但随着学校“一省一校”项目顺利推进，学院建设了数控加工实验室、柔性装配生产线（油泵）、3D打印实验室、数控网络协同制造实验室和精准测量实验室等一系列现代制造实验室。授课教师根据讲述知识点，将理论课堂讲解转到实验室讲解，授课教师可边演示边授课。例如：讲述现代设计方法中反求工程内容时，将课堂设在三坐标三维测量实验室，讲解机制工艺学中的形位误差、尺寸精度测量等概念，通过对零件的三维扫描，逆向反求零件三维实体模型。通过实践联合理论的方法，提高学生的分析问题和解决问题的能力，增強学生的实践动手能力，提升第二课堂实施效果和毕业设计质量。课程结束后，鼓励学生走进实验室，应用所学的理论知识解决实际问题。鼓励学生借助实验室的先进制造设备完成《机械制造工艺学》课程设计中涉及的轴类、盘套类零件加工，毕业设计虚拟样机的3D打印模型。鼓励学生参加学校的第二课堂，申报校级SRP项目、国家大学生创新创业项目、“互联网+”项目、创业创新项目等；参加“全国大学生工程能力综合竞赛”、“全国3D设计大赛”等全国重要大赛，学生在“全国大学生工程能力综合竞赛”中取得三等奖，“全国3D设计大赛”中荣获全国一等奖的好成绩，使学生的工程能力得以实现和提升。

先進制造技术是一门多交叉学科知识的汇总，授课过程中立足于先进制造技术课程的教学内容的特点，在教学内容、教学手段、教学方式等方面不断改进，激发学生的自主学习能力，提升学生的分析问题能力、解决问题能力、综合应用能力；增强学生工程素养、工程实践能力和创新创业意识，以适应机械工程专业的培养目标，并更好地适应今后工作需求。

参考文献：

[1]李文.先进制造技术[M].湖北：华中科技大学出版社，2014.

[2]张有强.先进制造技术课堂户主教学法探讨与实践[J].中国科教创新导刊，2012，（17）：32-33.

[3]李国伟.面向“卓越计划”的“先进制造技术”教学改革探索[J].中国电力教育，2014，（21）：31-32.

Elementary Discussion on the Optimizing Teaching Methods of "Advanced Manufacturing Technology"

WANG Lei，WEI Min，ZHANG Wei，WANG Xian-fei

（College of Machinery and Electricity Engineering，Shihezi University，Shihezi，Xinjiang 832000，China）

Abstract：With the combination of the content of the course of "Advanced Manufacturing Technology" and the training target of the major in Mechanical Engineering，and the dissection of the students characteristics，a teaching method which is combined with the autonomous teaching classroom and the application of "Case and Illumination" is proposed for the motivation of autonomous learning interest. The proposal has a positive reinforcement for the enhancement of the quality of teaching as well as the promotion of the engineering accomplishment，the engineering practice ability，and innovation and entrepreneurship awareness.

Key words："Advanced Manufacturing Technology"；autonomous teaching classroom，teaching method