以专业认证为导向的机械制造技术系列课——理实教学探索

 
摘  要：机械制造技术系列课是机械类专业的主干课程，在过去的教学中往往理论脱离实际。针对机制系列课程的特点，基于专业认证持续改进的基本理念，说明本院加强实践教学环节的改进办法以及当前仍存在的一些问题，提出了理实一体化教学的改善措施，以不断培养学生的工程意识并逐步提高解决工程实际问题的能力。
关键词：工程教育；机械制造技术；理实一体化；探索实践[1]

1  引言

中国开展工程教育专业认证的主要目的是构建工程教育的质量监控体系，推动工程教育改革，进一步提高工程教育质量；建立与工程师制度相衔接的工程教育专业认证体系，促进工程教育与工业界的联系，增强工程教育人才对产业发展的适应性；促进中国工程教育的国际互认，提升中国工程技术人才的国际竞争力。
工程教育专业认证的核心理念有三点：① 强调以学生为中心，面向全体学生；② 强调以学习产出为导向；③ 强调合格评价与质量持续改进。其中，持续改进是工程教育专业认证的基本理念，贯穿于认证工作的各个环节。
本校机械设计制造及其自动化专业于2014年正式提交了参加机械类工程教育专业认证的申请报告，并在当年约150个机械专业申请点中脱颖而出，从而有幸获批参加2015年的工程教育专业认证资格（当时共19所院校的24个专业获批）。两年来通过全院教职工的共同努力及持续改进，本院机械专业2015年10月迎来了专家组首次进校实地评估考察，最终顺利地通过了国际工程专业认证，结论：合格，有效期3年。2018年即将迎来首次复评，在此总结理实一体化教学的成绩，查找存在的问题与不足，有利于不断持续改进。

2  机械制造技术系列课程的特点及要解决的问题

随着经济全球化程度的不断加深，各大企业对专业型人才的需求也在不断上升。面向工程、面向实践、面向应用的理实一体化教学体系及教学模式也在逐步发展壮大。
20世纪八九十年代以前的机械制造专业的主干专业课及专业基础课包括：机械制造工艺学、机床夹具设计原理、金属切削原理及刀具、金属切削机床概论及设计。而二十世纪九十年代以后按照强基础、宽口径、少学时、更新知识的原则对以上四门课程内容进行了有机的整合。对必要的制造基础知识予以保留，对新知识、新技术做重点介绍，对涉及装备的设计部分放到专业必修课中，删除原各门课程中的陈旧部分或脱离现代实际的内容。故在此所说的“机械制造技术”系列课主要指机械制造基础、机械制造工艺及夹具、机械制造装备设计、金属切削原理及刀具（其中后两门我校主要在机制方向开设）。机械制造技术系列课程的内容与生产实践紧密相连，很多知识和技能可从实际教学环节获得，它是综合性、基础性、实践性较强的系列课程。该系列课的共性问题是：课程内容多、学时少，处理好内容与学时之间的矛盾关系较困难；课程内容和课程体系的变化与原有的教学方法和手段不能完全适应，需探索一套行之有效的教学方法及教学手段；系列课程的实际性强、学生实践经验少，难以保证在较少的学时内既完成教学大纲的教学要求又能培养学生的工程意识、理论联系实际的应用能力和创新能力。据有关资料表明，德国机械制造专业实验课学时占总学时的10%～15%，中国一般工科院校同类专业虽然基本能达到此比例下限，但实验课常被视为课堂教学的附属，未能充分发挥实验教学应有的功能。系列课程的理实一体化教学、特别是与金工实习、生产实习、工程训练等的有机结合，都有待不断改进与完善。

3  本院机制技术系列课开设现状及存在的主要问题

根据教学大纲的修订，本校机械制造技术系列理论课及实践环节学时安排如表1所示。
表1  机械制造技术系列课理实课程及安排

课    程	开 设 学 期	总课时（含实验学时）	备    注
机械制造基础	5或6学期	48	机械所有方向
机械制造工艺及夹具	6或7学期	40	机制、机电方向
机械制造装备设计	7学期	32	机制方向
金属切削原理及刀具	6或7学期	32	机制方向
金工实习	2学期	2周	机械所有方向
工程训练	6或7学期	1～2周	机械所有方向
工艺与夹具课程设计	6或7学期	2周	机制方向
生产实习	6学期	3周	机械所有方向

 
本院机械设计制造及其自动化所有专业方向都开设了学科基础课“机械制造基础”，且作为考研复试笔试课程之一，但机械制造工艺及夹具课主要在机制、机电方向设置，机械制造装备设计、金属切削原理及刀具只在机制方向开课。而两周的机械制造工艺及夹具课程设计由最初在机制、机电方向均设置变成现在逐步被取代的现状。为加强机械专业的实践教学，近年来，本院在机械专业中增加了工程训练两周，共计约80学时。工程训练由机械制造技术任课教师与金工实习工厂师傅共同承担现场教学，其内容包括车床拆装40学时、车间实践24学时、现代物流实验平台16学时。
以前本院机械制造基础和机械制造工艺及夹具两门最主要的系列课程分别在不同的上下两学期开课，但随着机电液理实一体化教学新模式的展开，学院为了给机电液教改让路，好集中十周全天进行理实一体化教学，不得已把机械制造上述两门系列课都集中安排在一学期中分前后期完成，有时课程设计还跨在后一学期进行，或工艺及夹具课程设计有被取消的现象，由此也给教学效果及教学质量的保证带来一定影响。

4  基于工程教育认证的机制技术系列课理实教学改革

机械制造在本国属于基础产业，它在就业方面有着广阔的发展前景，其生产需要大批量的生产管理和经营工作，与此相关的实践课程大多与学生日后工作密切相关，因此，其研究工作深化和应用型高级工程技术人才的需求也较迫切，在课程的设置上具有研究的必要性。机械制造课程是高等工科院校机械类专业的必修课，同时在非机械工科专业中也属于技术基础课，它在当今世界的工科人才培养中占据极其重要的作用。结合本院参加工程专业认证以来的不断改进，提出机械制造技术系列课程理实教学改革措施及设想如下。

4.1  机械制造系列课体系改革及课程内容改革

在过去的教学改革中，普遍存在偏重于一门或者几门学科的现象，往往导致教学效果不理想。而机械制造是一门系统性极强的课程，在教学内容涉及、教学方法的选择等方面都存在可塑造性。故首先应对教学计划有宏观把握，不断优化教学设计，扩展和更新知识内容，培养学生的动手能力。
在多年的实际教学中，深有感触的是本校采用的教材在机械制造基础与机械制造工艺及夹具两门课程中内容有部分重复，特别是在专业课及专业基础课时很有限的情况下，讲课内容合理取舍或侧重，显得尤其重要。为此，本系近年来基本是安排某位老师一学期上同一班的机械制造基础和机械制造工艺及夹具两门课；而上机制班课的老师还需处理好机械制造基础冷加工中的金属切削原理，以及刀具一章的讲授与机制班单独开设的金属切削原理与刀具这门课的合理协调，可把后者课程重点放在金切原理的规律应用及刀具选择上；另外，在讲解机械制造装备设计课程时也要注意夹具部分重点在结构上，而与工艺及夹具课程侧重点不同，以避免两门系列课在讲授夹具内容上的重复。

4.2  教学内容的改革由单一模式向立体模式发展

改变原来课堂教学的单一模式，构建课堂基础教学、现场实践教学、课外扩展教学相结合的教学内容体系。
课堂基础教学围绕典型零件加工工艺主线，开展金属切削加工的基本理论、基本方法和实验验证。内容包括机床/夹具/刀具的基本知识、切削原理及切削规律、加工质量与加工精度、加工工艺规程制定的基本方法等。在基础教学中要注重应用多种教学方法和手段。
现场实践教学同样围绕典型零件加工工艺主线展开，利用校内的工程训练或校外实习，制定出轴、齿轮、轴套等典型零件的工艺规程。
课外扩展教学可利用网络优势，激发学生的学习积极性及主动性，进行课外自主学习。围绕典型零件加工工艺这条主线，通过讲座、录像等视频扩大知识面。

4.3  不断完善机制系列课程教材

推进理实一体化教学，需要围绕一个工作任务或项目来组织教学，打乱原有的按知识章节顺序，边学边做，边做边学，将所学理论与实践完全融合起来。让学生在操作过程中体会如何用专业知识去分析问题、解决问题，而关键是教材。

4.4  需加快双师型教师的培养

理实一体化教学对教师提出了更高的要求。教师不仅要树立全新的教育理念，具有较扎实的专业理论功底，而且还要求具有较熟练的实践技能。教师不仅仅是传统意义上的双师型人才，更要具有创新综合能力，否则理实教学方案难以出台，教学过程难以控制，教师也很难做到有求必应，有问必答，融会贯通，理实一体化就会成为空话。学校应为教学改革及专业建设创造条件，鼓励中青年教师参加各种进修培训，特别是实践操作技能的培训，使教师尽快胜任本专业的理实一体化教学。

4.5  注重实践环节及校内外实习基地的建设完善

课程设计、工程训练与实习等实践环节应有机结合，本校校内如金工实习、工程训练及设备的补充完善，稳固及发展与十堰二汽、洛阳等实习基地的长期合作关系，避免校内外实习流于形式。

5  结束语

专业认证的理念是以学生为中心，理实一体化教学也强调以学生发展为本。不仅要关注学生掌握知识和技能的情况，还要关注学生获取知识的途径和方法。学校应创设良好的理实一体化教学环境。
在工程教育认证背景下，结合中国目前理实一体化教学改革现状，不断丰富理实一体化教学的内涵，真正提高教学质量，是有待于不断深入去探讨的课题。

参考文献

[1]     赵维武．简述机械制造系列课程改革及实习基地建设的探索与实践[J]．职业教育，2015（7）0157-1．
[2]     吴雪忠，董培涛，吴小梅，等．机械制造系列课程改革及实习基地建设的探索与实践[J]．高等教育研究学报，2009（32）：63-64，67．
[3]     梁洁萍，吴斌方，海燕．面向21世纪的机械制造技术基础课程建设与改革[M]．机械类课程报告论坛2007年文集．北京：高等教育出版社，2007：200-203．
[4]     梁洁萍，陈佳捷．机械制造双语教学研究与探索[J]．湖南城市学院学报（自然科学版），2015（4）：168-170．
[5]     梁洁萍，陈佳捷．工程教育认证背景下的机械双语教学实践——以机械制造技术基础为例[M]．机械工程教育改革理论与实践．北京：中国水利水电出版社，2016：102-106．
[6]   禹禄君．探索理实一体化教学新模式[J]．长沙交通职业技术学院学报．2008（7）63-66．
[7]   周华，胡庆松，姜少杰，等．机械制造系列课程实践教学的改革与探索[J]．中国技术教育装备，2012：140-143．