先进制造技术工程化项目教学运维方案设计研究

葛英飞 李光荣 贾丙辉 邱胜海 贾晓林

（南京工程学院<机械学院>，江苏 南京 211167）

0 引言

当前中国正处于全面创新的时代，对创新和创业的需求比以往任何时候都迫切。大学生是创新和创业的积极分子，但工程教育针对性不强、研究力量不够、教育模式存在单一等问题对当代大学生的教育质量形成严峻影响和威胁[1-4]。

先进制造技术的核心是先进制造方法和工艺[5-6]，以其高效率、高质量以及对市场变化的快速响应为特征。 新材料、新结构、新工艺策略层出不穷，在本科生能力和素质培养过程中将这些内容充实到其工程创新训练中，对于学生适应企业一线技术需求和若干年后他们的培养目标的实现具有重要意义[7-9]。

目前，关于先进制造或数控加工方面的工程训练方面的实践和研究众多，但在先进制造技术工程化项目教学运维方案设计方面的研究还鲜见报道。 鉴于此，本文提出融教产研于一体、覆盖本科生多维度理论和实践课程的多元化训练教学形式，从而适应各年级学生的选题和训练需要，研究建立和完善开放式教与学的互动机制。

1 工程化项目教学运维方案设计

1.1 管理体制

先进制造与数字化设计是南京工程学院校级一级项目训练平台，实行校、院（系）两级管理。学校和教务处负责建设规划、资产管理、教学任务安排；院系负责具体建设和教学任务的落实，日常运行维护和师生管理。

1.2 理论和实践教学

训练中心重点将CAD/CAM技术、数控技术、测试技术、高速切削技术、机械制造基础、机械制造工艺、金属切削原理和刀具、先进制造技术、有限元法及应用、金属切削试验技术、实验设计方法等理论教学内容，以及数控加工实习、CAD实训、机械制造工艺等课程设计和毕业设计列入训练中心的综合训练平台中，并逐步建立以先进制造技术专业知识为核心基础的多层次实践教学体系及完整的工程训练体系，形成适应先进制造技术发展要求的人才培养计划，逐步建立起实践/实训教学研究与理论教学研究相结合、 教学研究与科学研究相结合、 实践/实训教学与学生课外科技活动相结合、训练中心建设与科研服务相结合的“四结合”体系。 一方面，训练中心为学生提供一系列“设计性”“综合性”和“创新性”工程训练教学项目和科技创新环境，学生按照训练教程和训练指导书有目的、有步骤地进行训练过程。 另一方面，学生可通过“自主设计实验”“自主安排实验”和“自主完成实验”的“三自主”实验和科技创新活动，在现代设计技术、先进制造手段等方面，培养和训练学生的与企业生产现场零距离的实战工程素质及工程能力和超前的创新意识。 同时，采用多元化的训练形式和多元化的教学形式（见图1、图2），以适应不同年级学生的选题和训练需要（见图3）。

图1 多元化训练形式

图2 多元化训练教学形式

图3 工程训练项目化教学体系构成

训练中心每学期根据项目训练内容向企业和教师征集和发布与训练内容相关的训练课题，发布形式通过网络平台向全校发布，学生根据每个训练课题的训练内容和具体要求并根据自己的专业和兴趣选择其中某一课题， 训练中心组织面试并选拔合适的学生，学生可自行组成训练团队，也可由老师指定来组成团队。训练课题还可来自每年学校的大科创中申报的课题。

1.3 理论和实践实训教材

根据工程教育认证思想和大机自专业培养目标和毕业要求来编写教学大纲，并根据相关工程训练的要求和特点，实施教材建设。 教材建设包括理论教材和实践实训教材，理论教材主要把与工程训练核心相关的如高速切削技术、金属切削原理与刀具、金属切削实验技术、实验设计方法、材料工程基础、有限元法及应用、数据库及专家系统等综合起来编写适合工程训练的教材；实践实训教程主要指各个训练项目的训练教程，包括试验设计、仪器设备使用/操作介绍及训练、项目过程训练等。在教材的编写中，力求做到夯实基本实验技能，突出基本分析方法和实验技术，引入现代制造新技术、新器件、新方法，同时精选内容，着重创新。

1.4 教学/师资队伍

在建设过程中，聘用具有丰富实践经验的企业高级技术人才参与训练平台建设，通过开放创新训练实验室，鼓励教师进入创新训练实验室指导大学生进行科技创新活动； 进一步完善和改革实验室管理办法，按照课程体系以及学科建设的需要，努力构建专兼职相结合、职称结构、知识能力结构合理的训练中心师资队伍。 训练中心应积极聘请企业兼职教师，在项目训练教师团队中， 学科知识结构应包括机械工程、材料工程、自动化技术、测控技术与仪器等不同专业方向。学生可以利用寒暑假在企业进行各项训练或技能培训，部分训练内容或试验可以在学校没有而企业拥有的先进设备上完成，这样可综合利用高校的理论人才和科研力量优势以及企业的实践经验和先进设备优势。

1.5 开放管理

采用开放训练和非开放型训练相结合。柔性化的开放型训练极大地满足了实验教学、课程设计、教学实习、毕业论文、毕业设计的任务和课题研究的需求，学生可以自主安排时间进行实验，非开放型训练是指需要统一安排时间并需要指导教师亲自指导的训练，一般需要使用大型贵重实验仪器的实验。

为方便学生在选课前获取有关信息，拟建设并开通专用网站， 网站将全面介绍训练中心的开设课程、时间安排、教学大纲、仪器配备等信息。建立开放训练和管理平台，主要包括教学资源、网上虚拟训练、教学互动、开放预约等模块。

2 结语

在两年的实施过程中， 共计发布实训课题200余项，面向（或参与）的学生人数达300余人次，学生申报发明专利十余项，发表科研论文15篇。教师发表相关教研论文6篇，项目组成员获项目组成员获“江苏省教学成果二等奖”1项，“省社科应用研究精品工程奖”1项，新编教材《智能制造技术基础》获批江苏省“十三五”重点规划教材1项。今后，将进一步研究这种项目化教学的实践内容和形式， 进一步提高学生的参与度，在教学内容和教学运维方案方面进一步拓展思维。