“现代制造技术”课程开放式教学方法改革探析

田劼 李一锦

摘  要：文章对“现代制造技术”课程教学资源的建设、开放式案例研讨、模块化实践、实训基地及校企联合培养强化等方面进行了探索，强调要充分发挥学生的主体作用，从而提高教学质量，突出学校培养的教学导向。

关键词：教学资源建设;开放式案例研讨;模块实践

作者简介：田劼，中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院副教授，工学博士，研究方向为故障诊断;李一锦，中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院讲师，工学博士，研究方向为传感器与检测技术。（北京 100083）

基金项目：本文系中国矿业大学（北京）校级教改项目“现代制造技术开放式案例研讨教学与实践”（项目编号：J180418）的研究成果。

中图分类号：G642.4      文献标识码：A      文章编号：1671-0568（2019）12-0010-02

一、研究背景

国家的制造技术水平是衡量国力强弱及经济水平发展的重要指标。随着产品模式的不断创新，快速原型技术、虚拟制造、人工智能等先进技术的发展，全球融合、制造的服务化模式日益显著。这些新技术都需要相匹配的人才去创新推进。因此，相应课程应紧随发展的步伐，不断教学探索与实践，更好地培养学生适应新时代发展的要求。[1][2]

“现代制造技术”是一门专业性、实践性非常强的课程，课程开设的目的和任务是使学生开阔视野，了解机械制造的比较完整的过程，生产过程的组织、装备及工艺规程，了解先进制造技术、培养先进的企业发展理念、提高专业知识面奠定基础，使学生初步具备对制造系统、制造模式选择决策的能力。目前该门课程的授课方式为课堂面授，但这种传统的教学模式已不能满足现阶段教学要求，课程教学内容亟须与时俱进，追赶先进的制造技术发展热点和趋势。

二、教学探索与实践

“现代制造技术”是测控技术与仪器专业基础课程，教学目的是使学生对机械制造技术有一个总体的、全貌的了解与把握，并且能了解当今先进制造技术的发展。“现代制造技术”课程各章节相对独立，各知识板块信息量巨大，几乎每章节都涉及一门学科的发展。但该门课程学时相对有限，单纯依赖课堂教学，学生理解有一定困难。针对此问题，拟将：①课程中的部分知识点制作成微课件，借助网络不受时间、地点限制的特点，通过教师引导学生在课外完成基础理论的学习，而在课上有效指导学生进行碎片化知识的梳理及细化以及对重点及难点的精讲;②该门课程教学模块化特点突显，可将学生进行分组，有针对性地进行案例研讨;③在课下学生可分组进行实物加工制造，这样不仅能加强学生的自主学习能力，提升其对课程学习的兴趣，也为学生专业综合设计的开展以及未来的择业和深造奠定基础。

1.教学资源建设。教学内容包括课前教学设计、课内教学设计、课后案例辅导。教学资源的建设具体包括课程信息资源建设、教学文本资源建设以及教学活动资源建设。

教研组尝试精选部分章节进行教学探索。例如快速原型制造章节，将已有的教学资源（教学电子课件、教学案例等）与学生进行共享。学生在正式上课之前就对快速原型制造的原理、成型的工艺方法、快速模具技术等相关课程内容有了一定了解。所以在课堂上可以重点深入地学习快速原型的设计思路，对于共识性的基础知识无须重复讲解。再根据学生课堂的学习效果制作课程难点微课程，课下帮助学生对知识点进行巩固消化。最大限度地利用有限的课时，帮助学生进高效学习。此外，为更好地引导学生理解先进制造技术的理念，以及与传统的机械加工的关联性。教研组成员专门赴煤矿加工机械厂，录制了相关制造视频。这些宝贵的资源有效地提高了课堂授课质量，提升了学生对于现场加工制造的理解。

2.开放式案例研讨。案例教学模式是指授课教师讲解基本概念，提出问题，学生课下查阅资料整合报告，课上学生分组汇报讨论，最后由教师综合完善讲评的过程，其目的是培养学生理论联系实际思考解决问题的能力。以本校测控专业本科生班为例（班级人数约30人），根据课程的性质和人数，开展课堂案例研讨。学生可依据兴趣点，4-5人自由组合，全班大致可分为6组。每组学生可选择一个具体的章节，课下查阅资料，汇总制作小组汇报PPT（图片、视频等多媒体资料）。课上先由授课教师大致讲解该章节的基本原理和组成，然后由分组代表给全班学生讲解本小组成员对该部分知识的理解，以及应用到本专业的具体案例，讲解中其他学生可随时提问及讨论。最后教师对讲解中的疏漏进行完善、补充，并根据讲评及研讨的效果给予平时成绩。

3.模块化实践。基于现有教学设备，优选部分教学内容，学生分组进行模块化实践。例如，在学习完快速原型、逆向工程、计算机虚拟制造等章节后，学生利用三维扫描仪扫描实体，通过逆向工程转换为数字信息，再利用三维制图软件进行修改创新，最后通过3D打印机进行实物打印。在此教学过程中学生主动性强，一方面学生通过亲身体验快速原型制造的整个流程，加深对三个章节的基本原理和技术应用的理解，另一方面学生在已有的数据信息基础上，团队协作，创新设计作品，培养了学生的团队精神，解决问题的能力，有效提升了教学质量。

4.实训基地及校企联合培养。在高等教育中，工程实践教学环节必不可缺。这是培养学生实践动手能力及科研创新精神的有效途径。[3]测控专业已建立了“校内实验平台、校外培养基地、参观专业技术展览”三位一体的实践教学平台。紧紧把握“厚基础、宽口径、强实践、重创新”的特色开展人才培养，与中煤张家口煤矿机械有限公司、中煤北京煤矿机械有限公司和冀中能源梧桐庄矿合作共建校外人才培养基地。此外，借由大型的国际机床展、中国国际煤炭采矿展等，教师组织学生前往参观。展会上的所有展品都会涉及“现代制造技术”相关章节内容。学生通过高效的预览，可以了解到最前沿，最新产品、先进制造技术和解决方案。以上实践教学平台都有效地促进了学生对于“现代制造技术”相关课程的全面学习和理解。

三、教学效果及结论

在理论教学过程中，教师注重综合性和实用性，强调具有较强实用价值的内容和训练，重点突出学生对先进制造技术知识应用过程和方法的掌握。教研组通过不断地研讨实践，让学生从知识的被动接收者转变为主动参与者和积极探索者，在发挥教师主导作用的同时充分发挥学生的主体作用，为学生的积极参与创造条件，引导学生去思考、探索、发现。教学实践效果及结论如下：

1.教学特点。课程突出“以机械认识为主线，以实际应用为目的”的教学特点，充分发挥学生的主体作用，使学生更深入地了解专业知识在煤炭行业的应用情况，提高学生学习积极性，同时突出本校培养矿业人才的教学导向。

2.教学资源建设。将教学大纲、教案、习题、参考资料、煤矿机械制造厂录制的教学视频等内容共享给学生，便于学生理解和自学。课堂学时集中讨论章节的重难点，引导学生深入理解先进制造技术及应用。相对传统教学方式，大幅度提高了课堂信息量，充分提升了授课效率，同时调动了学生的学习积极性，使学生在有限的时间内获取更多的知识。

3.开放式案例研讨教学。安排专题学生自學，由学生在课堂上向全班讲述，再小组讨论、分析和评价，使每位学生都有兴趣积极参与，活跃课堂气氛，培养自学的能力。

4.模块化实践。有效利用教学设备，引导学生开展部分章节的动手实践，打破学科的系统性，实现多学科内容的相对衔接、渗透和整合。

最后，通过测控专业建立的“校内实验平台、校外培养基地、参观专业技术展览”三位一体的实践教学平台。让学生开阔眼界，全方位了解现代制作技术发展的趋势和脉络。

参考文献：

[1] 刘威，王广勋，曹自洋.《现代制造技术》课程教学方法改革探索[J].高教学刊，2016，（13）：57-58.

[2] 陈冰，李时春.现代制造技术课程的实践教学探讨[J].当代教育理论与实践，2017，9（9）：51-54.

[3] 程俊廷，谢雪冬，吴维华.基于校企合作的“现代制造”工程中心建设探索[J].黑龙江教育（理论与实践），2014，（7）：55-56.

责任编辑  郝  婵