【“机械制造工艺学”教学模式的探索】 探索《机械基础》一体化教学模式

　　摘要：只有采用符合课程特点和学生实际的教学方法和手段，才能提高教学质量。本文从“机械制造工艺学”实践性强的特点出发，针对卓越工程师培养计划的培养要求，提出“机械制造工艺学”教学改革的一系列措施，以期提高学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。
　　关键词：卓越工程师；机械制造工艺学；教学
　　为了推进我国高等工程教育改革，教育部决定实施“卓越工程师培养计划”(简称“卓越计划”)，培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程各类型技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。这是中国高等教育改革的一次创新，是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措，对促进高等教育面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。
　　针对不同的专业科目，深入研究其教学内容，创建符合卓越工程师培养目标的特色教学模式，对全面落实卓越计划具有重要的现实意义。
　　1　课程特点及目前教学中存在的问题
　　“机械制造工艺学”是机械类专业学生须掌握的一门专业基础课，在机械类专业教学体系中具有极其重要的地位。其教学内容主要包括加工质量的分析、零件机械加工工艺过程制定和装配工艺过程设计等几部分。该课程实践性强，涉及知识面广，教学内容组织上有很强的针对性和实用性，在教学过程中需要注重对学生解决实际问题能力的培养以及强化学生的工程意识。
　　作为机械类专业的专业基础课，“机械制造工艺学”对机械卓越工程师的培养起着重要的作用，其教学改革成败，对“卓越计划”试点工作有重要影响。
　　长期以来，大多数高等学校受到教学和实验条件的限制以及受传统教学观念的影响，重理论轻实践，教学内容陈旧、更新缓慢，培养的学生与社会需求脱节。机械制造工艺学的教学存在一系列问题：①缺乏合理的教学模式，教学方法仍以单向灌输为主，问题讨论太少，导致创新思维培养滞后，学生的学习兴趣不高；②评价体系将理论学习和考试成绩视为评价学生能力的唯一标准，考试时以记忆性的问题和选择题代替了分析性问题；③缺乏实践环节，应用和实践能力的考核不足。
　　落后的教学体系和方式严重束缚了人才质量的提高，必须进行深入的改革，采用先进的教学方法及手段有效调动学生的学习积极性，促进学生积极思考，激发学生学习潜能，才能满足实施“卓越计划”的需要。
　　2　改革措施
　　(1)改革课程教学内容，适应行业特色。目前“机械制造工艺学”的教材大概有50多种，但是内容基本相同，甚至连教材的实例都雷同，导致各高校所讲授的内容高度一致，致使培养的学生高度同质化。
　　不同的高等学校其毕业生就业领域往往存在着一定的差异，因此，各高校不应采用统一的教学模式和教学内容，而应该根据毕业生就业单位产品的零件工艺特点进行“机械制造工艺学”的教学，从而缓解高校培养的人才与社会需求严重脱节的状况。
　　我国作为世界第一的造船大国，拥有众多的船舶企业，为使我国由造船大国跃升为造船强国，迫切需要大量具有扎实理论功底，掌握科技发展最新技术以及具有较强动手能力的人才。而我校是一所具有鲜明特色的高等工科院校，多年来为各级船舶企业及科研院所输送了大批毕业生，为使我校毕业生熟悉船舶企业产品的工艺特点，缩小学校教学与企业实际情况之间的距离，我们针对“机械制造工艺学”课程的教学内容进行了改革，在教学内容选取上突出了船舶特色。
　　船舶企业的产品很多，其中船舶辅机是涉及机械加工最多的产品。船舶辅机包括船用泵、空气压缩机、液压舵机、起货机、锚机、绞缆机、船舶制冷装置、空气调节装置、船舶锅炉和海水淡化装置等一些设备，为提炼这些设备的常用零件加工工艺，对这些设备进行分解，对这些零件进行分类，如轴类零件、盘类零件、箱体类零件、焊接件等。然后就每类零件，选择2-3个零件进行工艺分析，将这些内容贯穿于教学中。这样一方面在教学中，潜移默化地培养学生对船舶产品的浓厚兴趣，另一方面，又能使我校将来在船舶企业工作的学生尽快进入角色。
　　(2)利用网络教学平台，建立跨越时空、方便学生自主学习的“外延式”教学模式。实施“卓越计划”后，学生的实践教学学时将大幅度增加，这将导致课堂理论教学学时一定程度的减少。在实施“卓越计划”后，我校机械设计制造及其自动化专业的“机械制造工艺学”的教学学时也将由现在的32学时减少为24学时。这必然导致课堂上老师讲解的时间减少，利用多媒体网络教学、模拟仿真教学等现代信息技术，建设基于校园网的资源平台、教学平台和管理平台，丰富网上教学资源，是解决这一矛盾的有效方法。
　　目前，课堂教学中广泛采用的多媒体教学相对于传统的板书教学方法，可以在有限授课时间内使所传授的内容更多。但其信息传递是单方向的，学生被动地接受，很难在课堂上全部消化吸收。利用网络教学平台开展网络辅助教学，使课堂教学和网络教学有机地结合起来，课堂教学中确立教师的主导作用，课外借助于网络平台发挥学生的自主作用，将课堂教学延伸到了课外，使“机械制造工艺学”的教与学突破了时间和地点的限制。另外，网络教学交互性强，弥补了传统教学方式存在的不足，给教学和学习带来了新鲜感和乐趣，培养了学生的自主学习、协作学习和探究、创新的能力。
　　(3)借鉴CDIO工程教育理念，创立高校与行业企业联合教学的新机制。CDIO工程教育理念最早由麻省理工学院创立，它倡导工程教育应当从科学向工程回归。CDIO代表构思(conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)
　　，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习。它以专业理论为基础，关注实践，强调人才培养的核心信念：个人、人际交往的能力以及产品、过程和系统的建造能力必须在真实的工程实践和解决问题的过程中取得。
　　教育部提出的卓越工程师培养目标是以工程技术为主线，以实际工程为背景，面向工业界、面向世界、面向未来，培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定坚实的人力资源优势，增强我国的核心竞争力和综合国力。两者在人才培养理念上不谋而合，CDIO教育模式，对于我国卓越工程师计划的实施具有一定的借鉴意义。
　　CDIO工程教育改革成功的关键在于运用校企联合培养的模式实现了学生的“做中学”和“基于项目教育和学习”，构建了一个政府、社会用人单位、高校、学生等多个模块共赢的一个良性合作机制。在“机械制造工艺学”教学过程中，借鉴CDIO工程教育成功的经验，运用校企联合教学模式对培养学生的工程实践能力必将起到积极的作用。
　　行业企业掌握本行业的发展趋势、技术前沿、人才需求情况，应该发挥他们在人才培养方面的指导作用。 行业企业拥有高校不具备的最先进的生产设备和制造技术，真实的工程环境，以及经验丰富的工程师，这些对工程人才的培养至关重要。
　　将行业企业工程技术人员的丰富实践经验和高校教师渊博的知识结合起来，相互取长补短，应用于教学中，进行联合教学，可以有效地解决教学内容与企业实践脱节现象。
　　“卓越计划”的实施，为像“机械制造工艺学”这种实践性强的课程进行校企联合教学提高了难得的契机，强化了行业企业在“机械制造工艺学”教学中的作用。邀请企业工程经验丰富的工程师参与制定“机械制造工艺学”教学大纲、教学计划，“机械制造工艺学”的理论教学内容由高校教师负责承担，课程设计从企业选题，并由企业工程师负责提供指导或咨询。按照“术业专攻，双剑合并，分工协作，有机配合”的原则进行课程教学，使行业企业深度参与到课程教学中，创建高校与行业企业联合教学的新机制，加强学生基于企业实际生产现场的实践环节，着力推行基于问题的探究式学习、基于案例的讨论式学习、基于项目的参与式学习等多种研究性学习方法，从根本上解决工程人才培养中校企脱节的现象。
　　(4)构建“机械制造工艺学”双语教学平台。教育部“卓越工程师教育培养计划”明确提出，“卓越计划”是面向工业界、面向世界、面向未来，培养卓越工程师后备人才。培养的学生应该具有“国际视野”、“跨文化交流能力”和“国际合作和竞争能力”。参与高校要积极引进国外先进的工程教育资源和高水平的工程教师，要积极组织学生参与国际交流、到海外企业实习，拓展学生的国际视野。
　　考虑我国高等教育办学规模大、层次和类型多的实际情况，组织大规模大学生进行国际交流和海外企业实习仍然存在很大困难。在这种情况下，构建双语教学平台，对专业基础课、专业课采用双语教学对“卓越计划”的实施显得尤为重要。
　　教师、教材与教法是任何一门课程“双语教学”成功与否的三大决定因素。“机制造工艺学”的双语教学过程中，需要处理好这三个方面的内容，才能取得良好的教学效果。
　　对于高校双语教师队伍的建设过程必须坚持“请进来”和“送出去”两种策略并重。现在国家及地方每年都派遣一定数量的高校教师出国访问学习，其中大部分教师都是进行纯科学研究。其实，从国家卓越人才教育出发，外出学习人员可利用交流机会，选择一两门国外大学的相关专业课程教学进行观摩学习，从而提高自己采用外语进行教学的能力；另外，随着我国综合国力的不断增强，每年在国外学有所成，回国发展的高层次人才不断增加，高等学校要充分利用这一资源，欢迎那些有志于从事科学研究和教育工作的人员加入到学校教师队伍中来。
　　在中国高校中，目前机械设计制造及其自动化专业广泛采用的课程体系是前苏联模式，大而全、多而细的知识结构形成了机械类课程的主要特色。而欧美等发达国家由于职业教育起步早并日趋完善，在人才培养模式上的层次性更加清晰。对于大学本科课程，重基础、重实践、重综合能力的特点比较突出。使用欧美原版《机械制造工艺学》教材更加适合卓越工程师培养目标的实现以及提升学生跨文化交流、合作能力和参与国际竞争能力。
　　“双语教学”可分成单语教学与混语教学两种方法。单语授课要求教师自始至终应用外语(目前主要是英语)授课，不掺入母语。混语授课指在一堂课的教学中可同时混用两种语言。混语教学法又可分成过渡式与渗透式。过渡式是指课堂师生交流主要使用英语，遇到学生“卡壳”(不理解)，可用中文解释。渗透式是指课堂师生交流以母语为主，教学中逐渐渗入英语。究竟采用哪个教学方法，可以根据学生的英语水平，灵活变化，不应采用一成不变的模式。
　　(5)改变考核模式，强化实践模块，引导学生以积极的态度，正确的方式对待课程学习。考试成绩的高低直接与学生的切身利益息息相关，考试方式成为学生学习的指挥棒。恰当的考核方式对人才的培养至关重要。
　　长期以来，评价一个学生的“机械制造工艺学”这门课程的学习情况，都是采用书面考试的形式，这种考核方式导致学生“上课记笔记，考前背笔记，考后全忘记”，在学习的过程中，重理论，轻实践，不利于卓越工程师人才的培养。
　　为扭转这种局面，将过去的一次书面考试方式，变成贯穿于教学过程中的多元模块综合考核模式。学生的期末总评综合平时考核、实验考核、课程设计、期末考试四大模块，并且加大平时考核模块所占的比重。在讲解完每一章教学内容时，针对工厂实际课题，留给学生一次大作业，作为学生的平时考核。例如在讲解完“机械零件工艺规程制定”这一章时，我们给每个学生一个零件的图纸，然后让学生编制工艺过程，再根据工艺过程进行零件的加工，零件加工后分析零件的加工质量，找出问题所在，提出问题解决方案。通过在考核中增加实际部分的考核，使学生对实践操作的重视程度大大提高，把理论知识应用于实践的能力大大增强。
　　这种过程性评价有效地督促学生将功夫下在平时，避免学生在学习过程中“前松后紧”、“期末突击”的现象。
　　针对“机械制造工艺学”实践性强的特点，充分利用“卓越计划”的契机，借鉴CDIO工程教育理念，以提高“机械制造工艺学”教学质量为目的，以提升学生解决实际问题能力为最终目标，进行“机械制造工艺学”教学模式改革的探索，文中从五个方面阐述了“机械制造工艺学”教学模式改革的具体措施，以从根本上解决工程人才培养中校企脱节的现象，为实践性强的课程教学改革探索了一条有效途径，为卓越工程师培养目标的实现奠定基础。
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