机械制造专业课程教学改革探索与应用

袁 敏

（河钢集团宣钢公司，河北 张家口 075100）

1 目前机械制造基础课程教学过程中存在的问题

1.1 教材内容设置不合理

目前高职院校所使用的《机械制造基础》教材可以说是本科院校教学内容的“压缩饼干”，将本科科目机械工程材料、金属工艺学、金属切削原理与刀具、金属切削机床、机床夹具等内容进行删减压缩组合而成。这样的组合就导致了该门课程的内容繁杂抽象而连贯性不强，同时使学生不易掌握本门课程的重难点，学习时难度增大[1]。

1.2 课程覆盖面广，单个教师很难胜任

高职院校的《机械制造基础》课程涵盖了机械工程材料、金属工艺学、金属切削原理与刀具、金属切削机床、机床夹具等内容，覆盖面广，即要求任课教师具有材料专业方面知识，又要求教师具有焊接、铸造、机床夹具、切削加工等相关知识，对任课教师的要求特别高，任课教师很难各方面都精通。目前任课教师在任教本门课的过程中，往往重点讲解自己所精通的那一部分内容，而淡化自己所不擅长的方面，这在一定程度上不利于学生对本门课程的掌握，也不利于学生的后期发展。

1.3 理论—实训相分开的模式教学

大多数高职院校对于本门课程的教学依然采用理论—实训相分开的教学模式，并且理论课和实训课由不同的教师任教，这将严重导致理论实践不能结合的现象。一方面理论课老师在教学过程当中涉及实训环节的时候不能及时带学生进行实训，另一方面实训课老师进行实训教学时无法使学生及时获得相关理论知识。这不仅使本门课程的教学难度增大，也不利于学生对课程内容的理解与掌握。

1.4 “填鸭式”的教学方法

由于本门课程内容繁杂、理论性抽象性较强，该门课程的教学大多数老师依然采用传统、老套的“填鸭式”教学方法，虽然这种教学方法能够使学生快速高效的获得大量知识，但长期接受这些枯燥乏味的理论知识也会使学生很快对本门课程失去兴趣。据统计，学习本门课程的后期会有1/4～1/3的学生出现厌学情绪，尤其对于基础较差的同学，甚至导致不想、不愿继续学习本门课程的现象，进而导致本门课的教学不能顺利完成教学目标。

1.5 未考虑生源的差别

为响应国家、教育部相关规定，自主招生、三二分段等招生模式应运而生。统考、自主招生、三二分段不同招生模式生源不同，学生的知识储备、学习能力、素质素养亦差别很大。然而，目前高职院校在课程体系设置上并未考虑到这一点。以机械制造基础为例，大多数高职院校并未针对不同的生源设置不同的教学大纲、教学目标等，而是采用“一视同仁”的做法，这就导致一部分学生由于能力、基础差而无法完成本门课的正常学习。

2 智能制造对机械专业课程体系的影响

（1）跨学科的知识体系。智能制造使得大量的智能设备得以应用，而智能设备的重要特征是机、电、液、信息技术等的高度复合，在此背景下，机械工程师不仅需要具备传统的机械学科知识与专业技能，同时还应掌握现代设计制造理论，了解数字化网络制造、信息技术、自动化技术等跨学科的相关知识，重视产品全生命周期生产流程的相关知识，具备多学科交叉思考问题的能力。因此，在课程体系中要打破原有的传统专业知识界限，重视跨学科的知识体系的设置，构建课程群，使学生具备较宽的知识基础和复合化的运用知识的能力[4,5]。

（2）数字化软件知识智能制造时代，信息技术可使得现实产品与现实产品的数字化镜像之间通过数据交互实现深度融合，数字化镜像是在虚拟环境中进行模拟仿真产品在现实世界中的制造、运行等状态，以便发现问题、解决问题，将设计错误纠正在产品设计制造和实用之前，大大降低了生产制造成本，压缩制造工期。因此培养学生具备在产品数据管理环境下，熟练运用数字化软件从事产品设计制造等技术工作是机械专业新工科课程体系的重点之一。

（3）行业背景知识课程的设置需要具备行业背景知识。随着企业的用人标准和需求在不断变化，学校和老师应深入企业生产一线进行调研，了解当前技术人员需要掌握的知识技能，在教学过程中及时补充和调整课程体系，进一步充实专业课程内容，并及时选择、归纳、整理与之相对应的教学案例，尽量让课程内容与工程实践挂钩，以跟上企业和社会的发展，满足其用人需求。

3 机械制造专业教学改革思路

3.1 理念改革

在机械制造专业的人才培养方面，要以学生的工程实践能力和创新思维能力为主要目标，在此基础上坚持理论、实操、素质等多方面协调发展，并要注重课内与课外相结合、理论教学与实践教学相结合的教学模式。将“低重心、重实践、精内容、宽适应”作为机械专业课程活动开展的指导思想，以此为基础构建出符合时代需求的应用型机械专业人才课程教学体系[2]。

3.2 施任务驱动教学，培养综合能力

教师要认识到职业教育的核心任务，注重学生在教育教学活动中获得与实际工作相关的内容与能力。而任务驱动式恰好能够兼顾理论与实训教学任务，教师可在围绕实际工作内容为任务教学中心，让学生在教师的指导下了解相关机械制造工艺理论与实际，充分体现学生在课堂中的主体性地位。在讲解机械制造工艺基础课程时，教师要引导学生了解与掌握多种学生加工方式方法，更要关注学生分析能力与动手能力的培养，使得学生能将理论知识与实际零件的加工与生产相联系，增强其动手能力。在开展任务驱动教学过程中，教师可将合作学习与任务驱动教学相结合，合理的划分2-4人学习小组，让学生数量能够与学校实验设备情况与零件加工任务数量相符合。例如，在进行轴套类加工教学中，教师要先根据现有的教学设备进行资源的合理分配，让每个小组的学生都能参与到理论与实践教学中，调动起学生的学习积极性。在讲解新知识时，教师要选择类似偏心轴、方箱体、导套等典型工件，让学生们以小组为单位，讨论这一典型工件所需要运用的加工方式，所用的机床类型有哪些等问题，通过布置讨论任务，学生在课堂中的注意力转移到表面加工方法的选择上。其后，教师要密切关注各个小组的讨论情况，帮助学生们了解各种加工方法的选择原理，掌握各种表面加工方法的相关加工特点。在此基础上，教师要围绕工件加工路线展开教学与指导，教会学生们结合工件的材料、结构、性能、余量和表面粗糙度，选择最佳的加工方式，使得学生们全面理解与掌握表面加工方法。

3.3 关注个体思维发展，增加互动交流环节

从传统教育思想来看，互动与交流可以在课堂中进行融合，以启发思维能力、调动学生主观能动性为出发点，发挥教师在教学过程中的引导作用，让学生能够合作交流、集思广益，在交流与讨论中深入了解制造工艺的方法与核心。在理论与实践课堂的指导环境中，教师要根据教学目标逐个设置问题，让学生们以学习小组为单位，在思考与讨论中交流与交换思考问题的角度，将学生们的课堂注意力集中到某一知识点或操作流程中，培养与发展学生的独立思考能力与合作意识。例如，在讲解教材中“铸造”这部分知识时，教师可以先向学生们呈现微课件、微视频，一边引导学生观看工厂实际铸造过程，一边询问学生生活中哪些产品需要铸造才能完成，并引导学生围绕提出的工业产品讨论其加工步骤，这时学生们更乐于在讨论这些问题的基础上，进行问题延伸，主动对照教学课件与视频内容思考如何在设计出带有复杂操作工序的铸件。在学生讨论中，教师要走近各个小组，观察学生的讨论情况，确保每一名学生都能联系生产实际提出自身的想法，保证学生交流讨论的有效性。在成果展示环节，教师要对整体形成的意见进行整合与梳理，让学生能够接受到系统化的制造工艺知识。这一方法的运用要求教师掌握创设多样化教学情境的能力，将整个“教”与“学”的过程转化为“思考”、“讨论”与“整合”的过程，给予学生们探究知识的时间，使得课堂形成生生互动、师生交流的学习氛围，更好地培养学生独立思考问题、处理问题的能力，促使其创造与实践能力得到发展。

3.4 机械专业课程体系信息化改造

（1）培养目标。随着信息技术和制造业的结合日趋紧密，为满足智能制造、数字化制造对高素质应用型人才的新要求，通过走访企业、问卷调查等方式深入调查智能制造对高素质应用型人才的需求，我校机械专业明确了本专业人才培养目标:本专业培养德、智、体、美、劳全面发展，具备扎实的机械产品设计制造基础理论、专业知识与专业技能，良好的信息技术素养，掌握数字化、智能化产品设计制造技术的原理与方法，具备产线设计、产品数据管理、生产管理等工作能力和创新意识的高素质应用型工程技术人才。为确保人才培养目标的实现，通过“产教融合、引企入教、校企共建”等新模式来培养具备良好信息化技术素养的高素质应用型工程技术人才。

（2）机械专业课程体系信息化改造。为实现高素质应用型工程技术人才的目标定位，依据制造业智能化、信息化的特征，本专业制定了培养方案，构建了信息化技术与机械专业教学内容有机融合的理论教学体系和实践实训体系。聚焦应用、面向工程，将信息技术融入多门课程中，培养自然科学知识、专业基础知识、工程实践能力及职业岗位适应能力相统一的，具有较强工程实践能力、专业素养和职业能力的高素质应用型人才[2]。

3.5 理—虚—实结合一体化的教学模式

建立一体化课堂，采用理—虚—实结合一体化的教学模式是上好本门课程的重要途径。结合本门课程的特点，教学过程将理论—虚拟仿真—实践结合在一起，同一模块由同一任课老师任教，理论与虚拟仿真结合，再融合在实践当中，用实践来验证理论，这样才能更好地激发学生学习兴趣，更好培养学生的创新能力。比如，在讲解夹具设计、刀具等内容的时候，单纯的理论讲解枯燥乏味，不易理解，这时可以结合P R O-E、SolidW orks、UG 等三维建模软件[3]，建立三维模型并进行仿真分析，若有实物再进行实践验证，整个过程—虚—实结合，可以大大提高学生的学习积极性。

4 结束语

综上所述，机械制造专业的改革是大势所趋，但改革并不是一蹴而就的事情。因此，院校需要做好政策及财力方面的支持，并保证教师的综合能力得到提升，进而推动教学改革高效进行。