新工科下的機(jī)械制造工程課程改革

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［摘要］為了主動適應(yīng)世界范圍內(nèi)的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革發(fā)展趨勢，服務(wù)“中國制造2025”，我國積極推進(jìn)新工科建設(shè)。高等工程教育是新工科建設(shè)的主戰(zhàn)場，其中普通高等院校機(jī)械設(shè)計制造及自動化專業(yè)是新工科建設(shè)的重要一環(huán)。機(jī)械制造工程作為機(jī)械專業(yè)主干專業(yè)課程應(yīng)及時進(jìn)行課程改革，以應(yīng)對技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)升級對人才培養(yǎng)的要求。分析機(jī)械制造工程課程特點，結(jié)合新工科建設(shè)特點指出現(xiàn)階段課程存在的問題，就課程改革的方向和具體措施進(jìn)行探討。

［關(guān)鍵詞］新工科；高校課程改革；機(jī)械制造工程

一、機(jī)械制造工程課程特點

機(jī)械制造工程課程是機(jī)械專業(yè)本科生的主干專業(yè)課。通過本門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握機(jī)械制造技術(shù)與工藝的基礎(chǔ)知識，理解金屬切削原理與機(jī)理，熟悉工藝系統(tǒng)各組成要素刀具、機(jī)床和夾具的工作原理和設(shè)計方法，初步具備制定工藝規(guī)程的能力?？梢哉f，熟練掌握這些內(nèi)容是機(jī)械相關(guān)領(lǐng)域從業(yè)者的“基本功”，要求學(xué)生既有一定的理論功底，又要有動手動腦的能力。

1.教學(xué)內(nèi)容自成系統(tǒng)，學(xué)時長。以機(jī)電專業(yè)為例，機(jī)械制造工程課程要在一個學(xué)期之內(nèi)學(xué)完整本教材，包括七章內(nèi)容，共80學(xué)時。這七章內(nèi)容前后關(guān)聯(lián)，缺一不可，課程體系完整。這樣設(shè)置教學(xué)內(nèi)容便于學(xué)生系統(tǒng)掌握機(jī)械制造領(lǐng)域的專業(yè)知識，但也會使教學(xué)內(nèi)容繁多，各個知識點都要涉及。在這種情況下，即使安排80學(xué)時，時間仍不富余，教學(xué)過程較快，未給學(xué)生留出足夠的“消化吸收”的時間。

2.與其他課程的關(guān)聯(lián)程度大。機(jī)械制造工程課程是大三開設(shè)的專業(yè)課程，要求學(xué)生具有機(jī)械設(shè)計、互換性與測量、機(jī)械制圖、工程材料等課程的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，并且要安排在金工實習(xí)之后，使學(xué)生接觸實物，同時具備一定的動手能力。有的專業(yè)并未開設(shè)系統(tǒng)的互換性與測量課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械制造工程課程時會遇到有些知識點不清楚的情況，有的學(xué)生對工程材料課程的知識點十分生疏，也會對機(jī)械制造工程課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生較大影響。

3.課程內(nèi)容較枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。機(jī)械制造工程課程的教學(xué)內(nèi)容不僅有抽象的理論知識，而且涉及與工廠生產(chǎn)緊密結(jié)合的實物和實踐經(jīng)驗。學(xué)生大多缺乏工廠實踐經(jīng)驗，也沒有見過實物，時常出現(xiàn)對某個概念完全不知的情況，嚴(yán)重挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

二、新工科背景下現(xiàn)行機(jī)械制造工程課程存在的問題

新工科建設(shè)是主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的行動。圍繞新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識”[1]“天大行動”[2]和“北京指南”[3]，奏響了工程教育的主旋律。教育部辦公廳《關(guān)于公布首批“新工科”研究與實踐項目的通知》指出，要把握好新工科建設(shè)的內(nèi)涵，統(tǒng)籌考慮“新的工科專業(yè)、工科的新要求”，加快培養(yǎng)新興領(lǐng)域工程科技人才，改造升級傳統(tǒng)工科專業(yè)，主動布局未來領(lǐng)域人才培養(yǎng)[4]。但現(xiàn)行的機(jī)械制造工程課程無法適應(yīng)新工科建設(shè)的新要求。

1.教學(xué)內(nèi)容與時代脫節(jié)。以機(jī)電專業(yè)為例，《機(jī)械制造工程》第2章為“金屬切削過程及切削參數(shù)優(yōu)化選擇”，授課過程中仍以最簡單的車削外圓為例，缺乏高速切削、精密與超精密切削等新型切削方式的相關(guān)內(nèi)容。誠然“車削外圓”工藝能夠體現(xiàn)基本的金屬切削原理，但已經(jīng)與一些新型切削方式相脫節(jié)。再如第3章“機(jī)床、刀具和加工方法”仍然花費(fèi)較多的課時講授普通車床的傳動系統(tǒng)和原理，但該種機(jī)床在現(xiàn)代化工廠里早已實現(xiàn)更新?lián)Q代。

2.缺乏能夠適應(yīng)新工科建設(shè)的新教材。目前，機(jī)械制造工程課程相關(guān)的教材十分繁多，但都千篇一律，內(nèi)容和模式大同小異。這些教材內(nèi)容陳舊冗長，形式單調(diào)，重點不突出，無法適應(yīng)新工科建設(shè)的教學(xué)要求。如有的機(jī)械制造工程教材仍沿用上個世紀(jì)六七十年代的內(nèi)容，結(jié)構(gòu)固化，圖片陳舊，可閱讀性不強(qiáng)。3.教學(xué)目標(biāo)不明確，教學(xué)方式單調(diào)乏味。教學(xué)大綱依然沿用傳統(tǒng)理念制定，教學(xué)目標(biāo)不明確，重點不突出，或者與新工科背景下的人才培養(yǎng)目標(biāo)不符。另一方面，各章節(jié)之間的課時安排頭重腳輕，前緊后松，教師無法合理安排授課計劃，學(xué)生也不能很好地適應(yīng)上課節(jié)奏。授課過程仍然以“教師講，學(xué)生聽”為主，聽課“抬頭率”不高，學(xué)生參與度和積極性低。

三、新工科背景下機(jī)械制造工程課程改革的方向和措施

針對以上問題，結(jié)合新工科建設(shè)背景，本文認(rèn)為可從以下幾個方面對機(jī)械制造工程課程進(jìn)行改革。

1.對接產(chǎn)業(yè)需求，明確教學(xué)目標(biāo)。隨著新一輪科技革命和技術(shù)升級，大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能與智能制造等新興產(chǎn)業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。技術(shù)變革日新月異，產(chǎn)業(yè)需求也相應(yīng)地發(fā)生了根本性變化。機(jī)械制造工程課程應(yīng)當(dāng)以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，順應(yīng)技術(shù)發(fā)展趨勢，制定針對性更強(qiáng)的課程教學(xué)目標(biāo)，增加創(chuàng)新意識、動手實踐能力、跨學(xué)科交叉融合能力作為學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的重要方面。

2.跟蹤技術(shù)發(fā)展成果，更新教材和教學(xué)內(nèi)容。機(jī)械制造工程教材應(yīng)當(dāng)改變撰寫方式，調(diào)整章節(jié)結(jié)構(gòu)，比如以工程案例為主線貫穿始終，增加應(yīng)用性和趣味性。刪減與技術(shù)發(fā)展趨勢脫節(jié)的內(nèi)容，同時增加虛擬仿真、智能制造、智慧工廠等最新技術(shù)成果。教學(xué)過程中突出重點，合理分配學(xué)時，提高教學(xué)質(zhì)量。在不影響教學(xué)效果的前提下，減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

3.創(chuàng)新教學(xué)方式，改革考核手段。充分利用“線上線下融合”、慕課、虛擬技術(shù)等新型教學(xué)手段，創(chuàng)新工程教育方式，增加體驗性，提高教學(xué)效率。增加討論和實踐學(xué)時，提高學(xué)生參與度。鼓勵學(xué)生將課堂所學(xué)知識應(yīng)用到各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和工程實踐中去，同時鼓勵學(xué)生將參賽和實踐過程中遇到的問題和積累的經(jīng)驗帶入課堂，與同學(xué)討論分享，進(jìn)而豐富課堂內(nèi)容，增加學(xué)生的獲得感。改變單純以考試成績?yōu)橹笜?biāo)的考核方式，完善考核手段，比如以項目的形式布置任務(wù)，將項目完成情況作為課程考核的重要內(nèi)容?？傊ㄟ^改革考核手段，使考核結(jié)果能夠真正反映學(xué)生從本門課程的學(xué)習(xí)所得。

四、結(jié)語

綜上所述，在新工科背景下，機(jī)械制造工程課程需要進(jìn)行深度的課程改革。結(jié)合新技術(shù)發(fā)展趨勢、新型人才培養(yǎng)理念，借助“線上線下”融合、慕課、虛擬技術(shù)等多種新型教學(xué)手段，從教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)大綱、教材與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式與考核手段等方面進(jìn)行全方位變革，以滿足新時代的人才培養(yǎng)要求。

參考文獻(xiàn)

［1］“新工科”建設(shè)復(fù)旦共識.

［2］“新工科”建設(shè)行動路線(“天大行動”).

［3］新工科建設(shè)指南(“北京指南”)新華網(wǎng).

［4］教育部辦公廳關(guān)于公布首批“新工科”研究與實踐項目的通知.

作者：王鵬 單位：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)