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(dòng)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(shì)，服務(wù)“中國(guó)制造2025”，我國(guó)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(chǎng)，其中普通高等院校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專(zhuān)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(zhuān)業(yè)主干專(zhuān)業(yè)課程應(yīng)及時(shí)進(jìn)行課程改革，以應(yīng)對(duì)技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)對(duì)人才培養(yǎng)的要求。分析機(jī)械制造工程課程特點(diǎn)，結(jié)合新工科建設(shè)特點(diǎn)指出現(xiàn)階段課程存在的問(wèn)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(diǎn)

機(jī)械制造工程課程是機(jī)械專(zhuān)業(yè)本科生的主干專(zhuān)業(yè)課。通過(guò)本門(mén)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(shí)，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(jì)方法，初步具備制定工藝規(guī)程的能力。可以說(shuō)，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(dòng)手動(dòng)腦的能力。

1.教學(xué)內(nèi)容自成系統(tǒng)，學(xué)時(shí)長(zhǎng)。以機(jī)電專(zhuān)業(yè)為例，機(jī)械制造工程課程要在一個(gè)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(shí)。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(zhuān)業(yè)知識(shí)，但也會(huì)使教學(xué)內(nèi)容繁多，各個(gè)知識(shí)點(diǎn)都要涉及。在這種情況下，即使安排80學(xué)時(shí)，時(shí)間仍不富余，教學(xué)過(guò)程較快，未給學(xué)生留出足夠的“消化吸收”的時(shí)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(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)課程，要求學(xué)生具有機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性與測(cè)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(shí)習(xí)之后，使學(xué)生接觸實(shí)物，同時(shí)具備一定的動(dòng)手能力。有的專(zhuān)業(yè)并未開(kāi)設(shè)系統(tǒng)的互換性與測(cè)量課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械制造工程課程時(shí)會(huì)遇到有些知識(shí)點(diǎn)不清楚的情況，有的學(xué)生對(duì)工程材料課程的知識(shí)點(diǎn)十分生疏，也會(huì)對(duì)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(shí)，而且涉及與工廠生產(chǎn)緊密結(jié)合的實(shí)物和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生大多缺乏工廠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，也沒(méi)有見(jiàn)過(guò)實(shí)物，時(shí)常出現(xiàn)對(duì)某個(gè)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(wèn)題

新工科建設(shè)是主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的行動(dòng)。圍繞新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識(shí)”[1]“天大行動(dòng)”[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(shí)踐項(xiàng)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(zhuān)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(jí)傳統(tǒng)工科專(zhuān)業(yè)，主動(dòng)布局未來(lái)領(lǐng)域人才培養(yǎng)[4]。但現(xiàn)行的機(jī)械制造工程課程無(wú)法適應(yīng)新工科建設(shè)的新要求。

1.教學(xué)內(nèi)容與時(shí)代脫節(jié)。以機(jī)電專(zhuān)業(yè)為例，《機(jī)械制造工程》第2章為“金屬切削過(guò)程及切削參數(shù)優(yōu)化選擇”，授課過(guò)程中仍以最簡(jiǎn)單的車(chē)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(chéng)然“車(chē)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(shí)講授普通車(chē)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和原理，但該種機(jī)床在現(xiàn)代化工廠里早已實(shí)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(zhǎng)，形式單調(diào)，重點(diǎn)不突出，無(wú)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(gè)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(diǎn)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(shí)安排頭重腳輕，前緊后松，教師無(wú)法合理安排授課計(jì)劃，學(xué)生也不能很好地適應(yīng)上課節(jié)奏。授課過(guò)程仍然以“教師講，學(xué)生聽(tīng)”為主，聽(tīng)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(duì)以上問(wèn)題，結(jié)合新工科建設(shè)背景，本文認(rèn)為可從以下幾個(gè)方面對(duì)機(jī)械制造工程課程進(jìn)行改革。

1.對(duì)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(jí)，大數(shù)據(jù)、云計(jì)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(shì)，制定針對(duì)性更強(qiáng)的課程教學(xué)目標(biāo)，增加創(chuàng)新意識(shí)、動(dòng)手實(shí)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(xiě)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(shì)脫節(jié)的內(nèi)容，同時(shí)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(guò)程中突出重點(diǎn)，合理分配學(xué)時(shí)，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(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)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(yàn)性，提高教學(xué)效率。增加討論和實(shí)踐學(xué)時(shí)，提高學(xué)生參與度。鼓勵(lì)學(xué)生將課堂所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到各類(lèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和工程實(shí)踐中去，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生將參賽和實(shí)踐過(guò)程中遇到的問(wèn)題和積累的經(jīng)驗(yàn)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(jī)?yōu)橹笜?biāo)的考核方式，完善考核手段，比如以項(xiàng)目的形式布置任務(wù)，將項(xiàng)目完成情況作為課程考核的重要內(nèi)容?？傊?，通過(guò)改革考核手段，使考核結(jié)果能夠真正反映學(xué)生從本門(mén)課程的學(xué)習(xí)所得。

四、結(jié)語(yǔ)

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(shì)、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(mǎn)足新時(shí)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(shí).

［2］“新工科”建設(shè)行動(dòng)路線(“天大行動(dòng)”).

［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(shí)踐項(xiàng)目的通知.

作者：王鵬 單位：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)