应用型本科“机械制造装备设计”课程教学创新探究——以宿州学院为例

杨 权 何 康 张秀香 蔡 斌 梁 芹

（1.宿州学院机械与电子工程学院 安徽·宿州 234000；2.安徽车桥有限公司 安徽·宿州 234000）

一、课程目标及地位

“机械制造装备设计”作为机械类专业必修的一门专业核心课，一般在本科第六学期开设，开设时间上晚于“机械制图”“工程材料及成型技术”“理论力学”“材料力学”“机械原理”“机械设计”等机械专业基础课，此门课程的教学实践要求学生具备一定的机械素养和学科积累。 课程内容涉及面广，知识点多，实践性强，针对性实用性突出。 宿州学院作为以培养应用型人才为目标的本科院校，更加注重教学过程中对学生自主学习能力、解决实际问题能力的培养以及工程意识的强化。 因此，“机械制造装备设计”课程的教学体系与教学模式需要进一步加强改革研究与实践[1-3]。

二、课程内容及存在问题

本课程在内容上主要介绍机械制造过程中装备的种类作用、工作原理、设计方案、评价优化。 课程设置的目的在于培养能够灵活利用理论、解决实际问题的符合学校“应用型、地方型”办学定位的复合型人才。

在实际的教学过程中，发现存在以下几方面的问题：

1.课程学时较少。 课程安排只有32 学时，相对来说较少，在有限的时间内，青年教师一味求快赶进度，讲述综合理论性质较强的此门课程，切断了与其它课程的关联性，容易造成知识结块，不同的课程内容之间联系达不到融会贯通，学生理解课程理论、解决实际问题乃至应用的能力随之下降。

2.教学形式单一。 教学中主要采用多媒体PPT授课，虽然图片清晰，但形式上更多的是一点而过，学生来不及思考，造成学生过于关注图片的不良教学效果。 因教学时间的限制，无法对课程内容、课程联系进行深入探讨，缺少与实际工厂生产实践的结合，上课枯燥无味，学生借看PPT 之机会，行思维跑偏之路。

3.课程考核形式单一。 本门课程考核组成为考勤+考试。 学生自己心里也有小算盘，考勤全勤，考试前死记硬背，课程轻松通过。 课程学习变得仅仅是一门考试，学生通过死记知识点，降低了学习兴趣，考完也就把知识完全返还给老师，远离了培养方案中关于学生创新能力培养的目标[4]。

三、课程教学体系创新

（一）研究对象

本课程研究对象是机械制造装备，主要分为加工装备、工艺装备、仓储传送装备和辅助装备四种类型。课程内容上以这四大板块组成，围绕“基本原理—结构组成—设计方法—反馈评价”这一主线展开，讲述的过程中特别强调理论与实践的结合[5]。

（二）理论模块

1.课程内涵上，优化课程内容。课程内容紧紧围绕培养方案，在章节的选择上，遵循主次分明的原则，重点讲述机械制造装备的发展历程、趋势，金属切削机床设计，典型零部件的设计，物流系统及装备生产线的设计，而与其它课程重复的夹具部分则一带而过。 详略得当的教学内容安排使学生容易接受消化，从而提高学生课程学习效率。

2.教学模式实现多元化。PPT 教学结构清晰，内容丰富， 但单纯利用PPT 容易使学生产生疲惫感，知识的目不暇接令他们不知所措；部分公式、机床结构结合板书，一笔一画间培养学生认知、引导学生思维；同时多采用课堂小组讨论，师生互动的方法对学生进行启发性教学。

3.课程外延上，拓展课程知识面。在讲述基础理论的同时，适时地补充课外知识。 不局限于课堂上，线上QQ 群也应该积极活跃。 通过引用杨叔子院士对机械装备领域的“精、极、数、自、智、网、集、绿”八字方针，结合国内外先进制造装备的视频、图库、动画等调动学生学习积极性。 线上线下共同发力，不仅弥补了课时不足的缺陷， 同时开阔了学生的视野，扩大了学生的见识[6-7]。

（三）实验模块

1.适当增加实践环节。本门课程实践性、操作性强，针对这一特点，应当增加学生与机械装备接触的机会。 本门课程的实验场所有两处：其一为工程技术中心，其二为校企合作的工厂。 多引领学生走进实践场所， 让他们看到实际生产与装配过程，不仅开拓了学生的眼界，丰富了知识，同时引起了他们的兴趣，从而节约理论教学时间，提高课堂教学效率。

2.合理安排实验内容。 实验是对理论的验证与延伸，结合专业课程特点，紧扣学校学院“应用型”培养目标， 编写了机械制造装备设计实验指导书，书中设置以下六个实验内容：机床整体结构及传动系统的认知，工件表面的成型方法，机床几何精度的测量与计算，机床主轴部件关键尺寸参数的测量计算，车床主轴箱传动转速图的绘制，车间空间布局及物流分配。

3.开设综合性创新性实验。 对于理论性和实践性结合较强的课程，培养学生的创新实践能力尤为重要。 本门课程开设有综合创新型实验，实验过程中4～5 人组成一个小组，通过查询资料，相互讨论，教师指导， 解决实际问题。 例如通过拆解车床CA6140 整体结构，分解出不同传动零部件，分析它们的传动关系，计算相应的传动比分配，进而绘制出车床转速图。 又如通过实地走访调研，深入安徽车桥有限公司一线生产现场，针对现有的车间布局提出自己的理解和建设意见。

四、教学模式改革实施

（一）加强校企合作，深度培养学生能力

实践课程的上课场所不仅仅局限在工程技术中心，校企合作的安徽车桥厂车间也是课程内容的实践基地。 在讲授金属切削机床的设计过程这部分内容时，在冷加工车间，按照设计步骤一步步结合实体车床CA6140 介绍给学生们； 通过拆卸机床结构，达到熟悉基本理论，掌握设计流程和设计要求的目的，学生在拆装的过程中，培养学生们运用理论知识来解决实际问题的能力。

（二）实现翻转课堂，师生合作共赢

俗话说，台上一分钟，台下十年功。 不亲自走上讲台，学生体会不到教学过程的辛苦。 通过翻转课堂，让学生从前期选题引课、课程设计、课程内容的安排，到后面的课堂效果、课堂考核全面的参与进来。 例如在讲述自动化仓库这节课时，教师作为学生，学生反转成为老师，三年来，经过多次翻转实施，这门课都取得了较好的教学效果。 在物流设计环节，让自主创业的同学现身说法，结合他们的创业过程，与制造装备的设计过程相比较，在类比的过程中加深同学们对课程知识体系的认知。

（三）学科竞赛引导，部分以赛代课

由于“机械制造装备设计”是一门综合性、实践性比较强的课程，与学科竞赛对学生的要求有许多相通之处，也可以认为不谋而合。 安排有科研兴趣的同学按照自愿和优势互补的原则，4 至5 人组成一个科研小组，每个小组通过查询资料、求助教师，提出和课程相关的研究课题。 对于学习动手能力较强的学生课题组， 可以进一步引导其参与到省级、国家级的综合性、开放性比赛项目。 结合第八届机械创新大赛“智能停车设备”的制作过程，讲述仓储传送装备的特点；第六届全国机械工程训练大赛中无碳小车的设计与制作，也很好地促进了实践教学的开展。 以赛代课，以赛促练，学生有兴趣，有乐趣，不仅完成了课程内容，也提升了自身的创新意识和解决实际问题的能力。

结 语

“机械制造装备设计”课程综合性实践性强，通过构建教学体系、改革教学模式、优化教学内容、应用现代化教学手段和综合创新型实践教学方法，整合了多种教学要素，解决了传统教学模式中存在的问题。 构建后的课程体系，采用改革教学模式激发了学生学习的积极性和主动性，提高了学生分析问题和解决问题的能力，促进了学生创新意识和创新能力的发展，同时也丰富了课程教学内容，提升了教师的教学效果。