新工科下的機械制造工程課程改革

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［摘要］為了主動適應世界范圍內的科技革命和產業變革發展趨勢，服務“中國制造2025”，我國積極推進新工科建設。高等工程教育是新工科建設的主戰場，其中普通高等院校機械設計制造及自動化專業是新工科建設的重要一環。機械制造工程作為機械專業主干專業課程應及時進行課程改革，以應對技術革新和產業升級對人才培養的要求。分析機械制造工程課程特點，結合新工科建設特點指出現階段課程存在的問題，就課程改革的方向和具體措施進行探討。

［關鍵詞］新工科；高校課程改革；機械制造工程

一、機械制造工程課程特點

機械制造工程課程是機械專業本科生的主干專業課。通過本門課程的學習，學生應該掌握機械制造技術與工藝的基礎知識，理解金屬切削原理與機理，熟悉工藝系統各組成要素刀具、機床和夾具的工作原理和設計方法，初步具備制定工藝規程的能力。可以說，熟練掌握這些內容是機械相關領域從業者的“基本功”，要求學生既有一定的理論功底，又要有動手動腦的能力。

1.教學內容自成系統，學時長。以機電專業為例，機械制造工程課程要在一個學期之內學完整本教材，包括七章內容，共80學時。這七章內容前后關聯，缺一不可，課程體系完整。這樣設置教學內容便于學生系統掌握機械制造領域的專業知識，但也會使教學內容繁多，各個知識點都要涉及。在這種情況下，即使安排80學時，時間仍不富余，教學過程較快，未給學生留出足夠的“消化吸收”的時間。

2.與其他課程的關聯程度大。機械制造工程課程是大三開設的專業課程，要求學生具有機械設計、互換性與測量、機械制圖、工程材料等課程的學習基礎，并且要安排在金工實習之后，使學生接觸實物，同時具備一定的動手能力。有的專業并未開設系統的互換性與測量課程，學生在學習機械制造工程課程時會遇到有些知識點不清楚的情況，有的學生對工程材料課程的知識點十分生疏，也會對機械制造工程課程的學習產生較大影響。

3.課程內容較枯燥，學生學習積極性不高。機械制造工程課程的教學內容不僅有抽象的理論知識，而且涉及與工廠生產緊密結合的實物和實踐經驗。學生大多缺乏工廠實踐經驗，也沒有見過實物，時常出現對某個概念完全不知的情況，嚴重挫傷學生學習的積極性。

二、新工科背景下現行機械制造工程課程存在的問題

新工科建設是主動應對新一輪科技革命與產業變革的行動。圍繞新工科建設，先后形成了“復旦共識”[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的內涵，統籌考慮“新的工科專業、工科的新要求”，加快培養新興領域工程科技人才，改造升級傳統工科專業，主動布局未來領域人才培養[4]。但現行的機械制造工程課程無法適應新工科建設的新要求。

1.教學內容與時代脫節。以機電專業為例，《機械制造工程》第2章為“金屬切削過程及切削參數優化選擇”，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內容。誠然“車削外圓”工藝能夠體現基本的金屬切削原理，但已經與一些新型切削方式相脫節。再如第3章“機床、刀具和加工方法”仍然花費較多的課時講授普通車床的傳動系統和原理，但該種機床在現代化工廠里早已實現更新換代。

2.缺乏能夠適應新工科建設的新教材。目前，機械制造工程課程相關的教材十分繁多，但都千篇一律，內容和模式大同小異。這些教材內容陳舊冗長，形式單調，重點不突出，無法適應新工科建設的教學要求。如有的機械制造工程教材仍沿用上個世紀六七十年代的內容，結構固化，圖片陳舊，可閱讀性不強。3.教學目標不明確，教學方式單調乏味。教學大綱依然沿用傳統理念制定，教學目標不明確，重點不突出，或者與新工科背景下的人才培養目標不符。另一方面，各章節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，學生也不能很好地適應上課節奏。授課過程仍然以“教師講，學生聽”為主，聽課“抬頭率”不高，學生參與度和積極性低。

三、新工科背景下機械制造工程課程改革的方向和措施

針對以上問題，結合新工科建設背景，本文認為可從以下幾個方面對機械制造工程課程進行改革。

1.對接產業需求，明確教學目標。隨著新一輪科技革命和技術升級，大數據、云計算、物聯網、人工智能與智能制造等新興產業得到了突飛猛進的發展。技術變革日新月異，產業需求也相應地發生了根本性變化。機械制造工程課程應當以產業需求為導向，順應技術發展趨勢，制定針對性更強的課程教學目標，增加創新意識、動手實踐能力、跨學科交叉融合能力作為學生培養目標的重要方面。

2.跟蹤技術發展成果，更新教材和教學內容。機械制造工程教材應當改變撰寫方式，調整章節結構，比如以工程案例為主線貫穿始終，增加應用性和趣味性。刪減與技術發展趨勢脫節的內容，同時增加虛擬仿真、智能制造、智慧工廠等最新技術成果。教學過程中突出重點，合理分配學時，提高教學質量。在不影響教學效果的前提下，減輕學生學習負擔，調動學生學習的積極性和主動性。

3.創新教學方式，改革考核手段。充分利用“線上線下融合”、慕課、虛擬技術等新型教學手段，創新工程教育方式，增加體驗性，提高教學效率。增加討論和實踐學時，提高學生參與度。鼓勵學生將課堂所學知識應用到各類創新創業大賽和工程實踐中去，同時鼓勵學生將參賽和實踐過程中遇到的問題和積累的經驗帶入課堂，與同學討論分享，進而豐富課堂內容，增加學生的獲得感。改變單純以考試成績為指標的考核方式，完善考核手段，比如以項目的形式布置任務，將項目完成情況作為課程考核的重要內容。總之，通過改革考核手段，使考核結果能夠真正反映學生從本門課程的學習所得。

四、結語

綜上所述，在新工科背景下，機械制造工程課程需要進行深度的課程改革。結合新技術發展趨勢、新型人才培養理念，借助“線上線下”融合、慕課、虛擬技術等多種新型教學手段，從教學目標與教學大綱、教材與教學內容、教學方式與考核手段等方面進行全方位變革，以滿足新時代的人才培養要求。

參考文獻

［1］“新工科”建設復旦共識.

［2］“新工科”建設行動路線(“天大行動”).

［3］新工科建設指南(“北京指南”)新華網.

［4］教育部辦公廳關于公布首批“新工科”研究與實踐項目的通知.

作者：王鵬 單位：天津職業技術師范大學