工程案例导向的机械制造技术课程多元化教改

江小辉+汪中厚+钱炜

摘 要 “机械制造技术”是我校机械类本科专业基础必修课，尤其是目前机械设计制造及其自动化专业已于2016年顺利通过德国ASIIN专业评估，因此培养工程应用复合型人才是提高及加强工程认证背景下高等教育精品本科建设的关键。目前，本专业已顺利被工程教育认证申请受理，认证要求以学生培养目标为导向，扎实拓展本专业在学生培养过程中各项指标达成度的计算及有效运用。而要实现国家“智能制造2025”目标，除了高速发展智能技术，最为关键的还需要从大学本科教育入手，努力提高机械制造技术的基础教学与案例讲解，为此，提出了本课程教学改革的建设目标为案例导向型的课程改革及创新实践。研究表明教改效果达到了预期目标，激发了学生的积极性，提升了“机械制造技术”的教师教学能力与学生学习潜力。

关键词 机械制造技术 教学改革 本科 工程案例

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.11.063

Abstract "Machinery manufacturing technology" is our basic mechanical undergraduate professional courses， especially the specialty of mechanical design manufacturing and automation in 2016 passed the German ASIIN professional assessment， so the training of engineering talents is to improve and strengthen the construction of Higher Education under the background of the authentication key undergraduate construction quality. At present， the professional accreditation of engineering education has been successfully apply for acceptance， certification requirements to students cultivation objectives， and expand the professional students in the indicators in the process of reaching degree calculation and effective use. In order to realize the national "intelligent manufacturing 2025" target， in addition to the development of intelligent technology in high speed， the key also need to start from the undergraduate education， and strive to improve on the basic teaching and the case of mechanical manufacturing technology for teaching reform and put forward the goal of building the case oriented curriculum reform and innovation practice. The research shows that the effect of teaching reform has reached the expected goal， stimulating the enthusiasm of students， and improving the teaching ability and students' learning potential of "mechanical manufacturing technology".

Keywords mechanical manufacturing technology； teaching reform； undergraduate； engineering case

1 课程教学改革的作用与意义

1.1 课程改革的必要性

工程教育认证要求以学生为导向，而且当代高等教育本科生的工程实践能力和创新能力需要进一步提升。通过本课程的改革创新，尤其是结合工程案例到“机械制造技术”课程教学的每个环节中，教师能够在推进和加快本科相关课程的教学能力方面提供动力，同时也可以为推广至其他课程的教学提供宝贵经验。

随着“中国制造2025”以及上海构建科创中心的规划，其中关于机械领域的比重占据了很大的比例，因此如何完善当代大学本科生在机械专业课程的学习显得日益重要，通过本项目的研究，本课程的研究成果能够为增强机械类学生在机械制造的基础理论与工程案例等方面结合及应用上提供帮助，也为实现最终相关领域的科技创新提供基础知识的铺垫。

1.2 国内外现状分析

“机械制造技术”是机械类学生的一门重要的专业基础课，国外对于该课程的讲解多集合案例来展开，效果明显，师生互动多，而我校将多门涉及到机械制造技术的课程压缩成一门课程，如刀具、机床、夹具及工艺等合并而成，导致学时及内容很难铺开。然而，随着一部分本科生毕业后直接进入企业工作，面临的项目开发中亟需案例型的机械制造技术，另一部分在研究生学习阶段没有一定机械制造的课题及理論基础，导致课题的研究中缺乏解决实际工程问题的理论背景。因此“机械制造技术”课程作为培养工程师的基础课，在本科阶段就开始并被重视。作为发展中国家，中国自主创新及制造能力总体不强，具体体现在：endprint

（1）具有自主知识产权的产品少，核心技术对外依存度较高，产业发展需要的高端设备、关键零部件和元器件、关键材料等大多依赖进口。

（2）创新能力不强，我国在国际分工中尚处于技术含量和附加值较低的“制造一加工一组装”环节，在附加值较高的研发、设计、工程承包、营销、售后服务等环节缺乏竞争力。

1.3 拟解决的主要问题

随着国家科技创新的重要性愈加凸显，尤其是解决一批重大科技难题及提高相关支撑产业核心竞争力的战略需求，如何加强大学本科教学基础课程的改革就显得更加紧迫。而对于机械类产业中存在的涉及机械制造尤其是高端制造的问题，比如涡轮发动机、汽车、大飞机等领域所牵涉的工艺、刀具、误差、尺寸链等优化控制，亟需提升本科生对于“机械制造技术”课程的理论、实践学习。拟解决的主要问题：

（1）目前本科“机械制造技术”课程教学模式过于单一，缺乏相关工程案例剖析。

（2）师生互动较少，主动学习能力不足。

（3）考核模式单一，未充分发挥学生平时学习的积极性。

（4）课程讲解多停留于传统PPT教学，学生被动接收的局面。

如图1，本课程教改过程中针对“机械制造技术”课程传统教学及考核环节中存在的问题展开智能化、网络化、及系统化为一体的案例导向的课程建设，通过探索提高学生课堂参与率与案例实践结合的教学方式，以及考核体系多样式，逐步转变学生由被动学习到主动追求知识的局面，使得学生能够积累更多实际应用课题视野与经验，为毕业工作或再深造更快适应企业项目及研究课题要求奠定扎实的基础。

2 教学改革具体举措

2.1 研究目标

通过本课程的改革创新，教师能够在推进和加快本科相关课程的教学能力方面提供动力，也可以为推广至其他课程的教学提供宝贵经验。现在随着科学技术的发展以及当代大学生的认知及接触知识的不同，也必将引起教学改革的紧迫性，因此，借由本科教学教师激励计划的系列项目之一，通过本次项目的开展，能够为促进教师教学能力的发展提供更好的契机和基础。

（1）学习：引入实现课程教学“互联网+”概念，构建平时作业布置、机械制造案例学习资料、问卷调查等为体系的网络学习系统。

（2）互动：创建互动互学的教学体系及模式，通过微课堂或微信群、QQ群。

（3）考核：平时考核的自主案例讲解，期末考核成绩弱化，满足工程教育认证的要求。

2.2 研究内容及方法

（1）课程内容针对化：归纳及搜集文献、提出针对性的课程内容。

（2）教学方式灵活化：研究不同的教学方式、网络化资料系统的建立。

（3）专题案例具体化：优选对口、具体的专题案例。

（4）考核形式多样化：淡化期末考试、将平时成绩比例提高，且方式创新化，包括平时自主讲解案例、搜集资料、小组研讨剖析等。

根据以上研究内容及方法，在课堂教学中展开实践，具体可以从以下四阶段入手。（1）教师依托课堂管理及学习的软件系统，建立多功学生管理平台（图2）。（2）小组分配，以组长责任制的打分体系及案例讲解，互评互学。（3）科研案例讲解、互动学习交流。（4）核算平时成绩，淡化期末考试成绩，总结所有考核及研究内容。

最终如图3，实现学生知识接收的转变，教师授课方式的转变，以及工程认证要求下的学生培养目标导向的学习体系及培养模式转变，其核心在于紧密依托国家发展战略背景下机械制造技术的高要求及高标准，从传统机械技术涉及的基础与内容入手，引入目前国家中国制造2025中包括大飞机、高端装备等在内的发展目标。

2.3 改革案例介绍

作为培养学生适应今后从事解决实践制造加工、科研工作的基本能力。本课程改革的研究内容为主要讲授机械切削基本理论、加工及装配误差、尺寸链计算等。旨在培养学生分析、解决一般机械零件加工及方案制定，并能够对工程问题提出解决思路的能力。具体的实践方式及意义如下：

（1）通过引入互联网二维码技术（图4），构建平时作业布置、资料、问卷等为体系的学习系统，增加学生学习兴趣及效率。

（2）引入科研项目真实案例（图5），互动互学，增加学生学习效果。

（3）激发学生自主讲解案例，剖析讨论，互相评分，丰富考核方式。

（4）引导式课堂教学，以学生学习目标为导向的教学模式开展，可加强该课程的教学成果。

本课程改革为建立互联网二维码技术，积极搭建课程学习的多通道一体化网络平台，以学生较为熟悉的手机扫描二维码入手，能够有效激发学生的兴趣，提高资源分享的效率，结合前期课堂派教学体系的构建，能有效的将学生的互动性与参与性最大化及深入化，为推动课程改革的其他内容提供催化剂。

另一个特色为引入国家及企业级项目涉及到的科研课题案例至实际教学中（如图5），为国家自然科学基金项目中关于航天薄壁件加工质量控制的案例，其影响因素包括刀具、夹具、工艺参数设置等内容，从刀具切削仿真到最后力、热控制，进一步结合传统的刀具角度影响切削力、温度等内容教学，充分激发学生的积极性及社会责任感。

2.4 改革效果和特色

本课程的教改实践中发现，不但增强机械制造的基本理论及工程实际案例结合等方面提供指导，结合工程教育认证的需求，为实现培养当代大学本科生的科技创新及工程应用提供基础理论知识的铺垫。从整个教改项目的实施中发现，学生的学习能力有了提高，且机械制造方向的考研概率也提高了30%以上，引入 “互联网+”概念，能够激发教师及学生的教学相长，相信在不断的探索和改革中，通过本科“机械制造技术”课程的改革，为揭示同类型课程教改的新思路提供参考和基石，为大学本科教育提供宝贵的依据。

3 结语

通过推广本教师教学发展研究项目的展开，创新性的引入 “互联网+”概念，构建作业布置、学习资料、问卷调查等为体系的学习系统，在教学各支撑点引入实际科研、工程案例，结合工程认证背景要求的毕业达成度。拓展及激发学生的学习兴趣，可为提高本课程的教学成果奠定理论及实践基础。除此之外，还可以为其他相关基础课程的改革及教学方式的推进提供借鉴，为今后高校“互联网+”本科精品课程的建立开拓思路及参考。

参考文献

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