新工科背景下的机械制造技术课程改革研究

邵兵 胡晓莉 汪慧群

摘要：本文基于新工科人才培养模式，针对机械制造技术课程存在的部分教学内容、教学方式、课程实践和课程考核等方面存在的问题，提出了机械制造技术课程改革新思路，包括重新提炼人才培养目标，更新部分陈旧的教学内容，进一步完善以学生为中心的教育教学方式和课程考核方法，将课堂教学和课程实践融为一体，积极探索新工科背景下课程建设的有效途径，不断提升教育教学质量，培养新工科高素质创新人才。

Abstract： This article is based on a new engineering personnel training mode， aiming at the existing part of mechanical manufacturing technology course teaching content， teaching methods， curriculum practice and problems existing in the aspects such as courses examination， mechanical manufacturing technology curriculum reform put forward the new way of thinking， including the talents training goal of refined and updated part of the old teaching content， to further improve the education of student-centered teaching method and curriculum appraisal method， classroom teaching and course practice， actively explore new engineering under the background of curriculum construction， the effective ways to improve education quality of teaching， cultivate new engineering innovative talents with high quality.

關键词：新工科;机械制造技术;课程改革;课程实践

Key words： new engineering;machinery manufacturing technology;curriculum reform;course practice

中图分类号：G642.3;TH16-4                         文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）01-0226-02

0  引言

当前，国家推动实施“中国制造2025”、“智能制造”等重大战略，以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济受到广泛关注并得到快速发展，新形势与新战略对我国传统的工程人才培养提出了挑战，迫切需要大量的工程实践能力强、创新能力强、具有国际竞争力并能适应未来发展的高素质复合型的“新工科”人才[1-2]。新时代对创新型工程人才的更高要求，使得原有的课程体系、课程内容需要改革与更新，同时人才的综合素质如团队精神、可持续发展意识、终身学习意识也需要培养[3-5]。

结合上海电机学院机械设计制造及其自动化专业“国家级一流本科专业建设点”的建设工作，对接专业工程教育认证的各项要求和质量标准，同时借鉴新工科人才培养理念，充分体现学校 “技术立校、应用为本”的办学方略，推进产教深度融合。机械制造技术课程作为一门机械设计制造及其自动化专业的主干核心课程，必须能够充分体现上述各项要求。

1  机械制造技术课程现状

上海电机学院机械制造技术课程由原专业课程机械制造装备、金属切削原理与刀具、机械制造工艺学、夹具设计四门课程整合，课程内容范围较广、课程难度较高、实践性较强，目前主要存在以下问题：

1.1 教学内容急需更新

当前机械制造技术发展较快，而原教材内容与现代机械制造技术脱节，很难体现实际生产中的技术应用。

1.2 未能充分贯彻以学生为中心

该课程根据专业制定的培养目标和毕业要求指标点，修改了课程目标，制定了以目标为导向的课程内容，但是课堂组织和教学环节的设计未能充分体现以学生为中心。

1.3 课程实践需进一步落实

该课程中设置的一些实践环节包括课程实验和课程项目，其内容相对枯燥，缺乏对学生工程意识和解决实际问题能力的培养，需主讲教师深入企业调研，选取既具有一定技术含量，又贴近企业生产实际的实践环节，充分体现课程实践的意义。

2  课程改革方案探索

2.1 课程改革总体思路

机械制造技术课程根据培养目标和毕业要求指标点，确定课程目标，创新改革教学内容，建立以学生为中心的教学方式，注重学生实践能力的培养，不断从课程评价报告中完善课程培养体系，提高学生能力培养质量（如图1所示）。

2.2 课程目标

根据专业培养目标和毕业要求指标点，修订机械制造技术课程目标如表1所示。

2.3 课程内容改革

目前机械制造技术教材中涉及到的金属切削刀具、机床、工艺和夹具等部分内容陈旧，与现代制造企业实际制造技术脱节严重，难以激发学生学习兴趣。采取的改革内容主要有：减少刀具角度章节内容，增加常用机夹刀片刀杆内容;根据实际数控加工情况，修改金属切削原理章节内容;删减传统机械制造机床内容，保留加工方法内容，部分数控机床内容合并至数控技术课程;根据企业实际生产加工工艺，修改原工艺课程部分内容;夹具部分注重基本定位原理和夹紧方式的讲解，增加新式夹具如零点定位夹具内容;增加增材制造、智能制造和工业机器人等先进制造技术。这部分的改革需要课程团队教师积极主动与企业深度合作，将企业实际工程案例和制造技术融入到课程中。

2.4 教学方式改革

充分贯彻以学生为中心的教学方式改革，改变原有的满堂灌教学方法，探索以工程案例为核心的问题导向式、发现式、启发式、讨论式以及翻转课堂式教学。采用Sandvik刀具手册增设选刀实验和基于数控机床的工艺编制项目，致力于培养学生主动学习的能力，形成“以学生为主体，教师为主导”的教与学模式，提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力;依托应用型课程转型，探索项目驱动、任务导向、课堂与实践地点交互式等项目引领的教学模式，并充分利用虚拟仿真等现代教育技术与手段，创设虚拟与现实融合的教学情境，激发学生学习兴趣，提高课堂教学效率。

2.5 课程实践的能力培养

从表1中可以看出，课程目标3和4的能力要求较高，仅仅从课堂被动式的讲课很难激发学生学习的热情，较好的完成课程目标3和4的培养，所以在本课程中增加了机械制造工艺编制三级项目。该项目是教师通过对企业的实际生产工艺进行遴选，结合学生综合提出加工方案的能力和创新设计机械制造工艺流程能力的培养，选取典型的零件，完成其加工工艺编制的项目。项目实施过程以学生为主体，分小组实施，组内分工合作。安排一次讨论课，学生用PPT汇报其加工方案，讨论其合理性、经济性等工程要素。最终提交的机械加工工艺规程包括结构工艺分析、工艺路线和定位方案等内容。通过该课程实践环节的培养，不仅高效完成了课程目标3和课程目标4的能力培养要求，也为学生后续的项目综合实践课程和毕业设计打下基础。

课程目标5提出培养学生对实验数据处理，进行分析比较获得有效结论的能力，该能力的培养主要通过以下两个实践环节：模拟现场工艺设计人员，根据零件图和工序卡片中的工序内容，利用刀具手册选择合适的刀具，确定各个工序的刀具类型、刀片和刀杆货号;研究一批零件在加工过程中尺寸的变化规律，分析其误差的原因，运用计算机辅助误差测控试验平台进行误差数据的采集，运用直方图和质量控制图判断加工误差性质和稳定性。

3  总结

在新工科背景下，构建技术应用型的课程，必须与企业深度融合改革教学内容适应当代技术的发展，建立以学生为中心的成果导向教学方式激发学习主动学习的兴趣，使教师和學生的教学互动灵活多样，通过课程项目落实课程目标的能力培养帮助学生提高工程实践素养，充分体现新工科人才培养理念，提高人才培养质量。

参考文献：

[1]林健.新工科建设：强势打造“卓越计划”升级版[J].高等工程教育研究，2017（3）：7-14.

[2]李聪波，林利红，汤宝平，等.新工科建设背景下机械制造技术基础课程建设探索[J].高等建筑教育，2020，29（2）：23-28.

[3]李志义.解析工程教育专业认证的成果导向理念[J].中国高等教育，2014（17）：7-10.

[4]李娜娜，刘吉轩.应用型本科成果导向教育理念的探索与实践—以机械制造技术基础课程为例[J].教育教学论坛，2020，12（3）：180-182.

[5]何船，陶亮，王刚.基于CDIO理念的机械制造技术基础课程教学改革实践[J].中国现代教育装备，2020（329）：67-69.