应用型本科“机械制造技术基础”课程的教学改革与实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）30-0115-02
应用型本科教育是以培养知识、能力和素质全面协调发展，具有较强的实践能力和创新精神，面向生产、建设、管理等一线的高级应用型人才为目标定位的高等教育[1]。发展应用型本科教育，既是我国经济社会发展的要求，也对高等教育大众化进程起到了积极的促进作用。我校依据应用型的办学定位和区域经济的发展需求，以“大应用观、大工程观”为引领确立了应用型专业人才培养目标，构建了新的人才培养方案。《机械制造技术基础》课程是机械类各专业一门重要的专业基础课程，课题组根据学校教学改革精神及机械类专业应用型人才的培养目标要求，对课程在理论教学与生产实际相结合、课程知识与实践创新相融合、教学改革与资源建设相结合等方面进行了研究与实践探索，取得了显著的效果。
一、将理论教学与生产实际相结合
应用型本科教育的课程体系具有其特点，它不是建立在学科体系上而是以技术体系为依据的课程内容体系[2]。在“厚基础、重实践、能创新、高素质”目标指导下，强调理论的应用性与技术的先进性。该课程的教学内容与制造企业的生产实际密切相关，它主要介绍机械产品的生产过程及生产活动的组织、机械加工方法、机械加工过程及其系统。为了满足机械类应用型人才的培养目标要求，教学内容体系以实际工程为背景，以机械制造工艺过程为主线，从机床、刀具到夹具设计、工艺制订、加工装配，均要符合企业技术体系和实际流程。教学内容强调基本理论、基础知识与工程应用的有机结合，根据徐州的地缘优势，引入了工程机械零件如油缸、壳体等零件的加工工艺，并注重经典知识与新技术相结合，保证了教学内容的先进性。
面向应用型工程人才的培养，专业理论以“够用”为度，强化案例教学，突出实用性。对课堂活动应精心设计和组织，课程各章节以案例导入、问题导向，充分激发学生的学习兴趣。讲授中采用置疑讨论、交流互动等启发式教学方法，引导学生积极思考、分析讨论，避免单纯“灌输型”传授知识。对于重点难点内容，精讲多练，有助于课堂教学质量的提高。对于卓越班采用小班授课，更易于师生交流互动、翻转课堂，强化了对学生分析解决问题能力的培养。
教学中灵活运用多媒体课件、实物教具等辅助教学手段，可显著提高课堂教学效果。对多媒体课件要精心设计，合理选用动态仿真、现场视频、3D模型等，创设教学情境，丰富信息量，使学生学习的积极性更高。如讲解机床结构和传动系统时，若采用机床剖切图或录像进行教学的话，学生难以看清楚机床内部结构，教学效果不理想。为此课题组基于Pro/E软件建立了CA6140机床的3D模型并进行了运动仿真，课堂教学中可演示机床每个部件的构成、空间位置关系、传动系统特点等，非常直观形象，使学生能深入理解并掌握知识要点，增强了课程学习的趣味性。充分利用多种教具和现场教学，形象直观，可促使理论与实践有机结合。如讲解车刀和钻、扩、攻丝、磨削等加工工艺时，教师将车刀及模型、小型手工电钻、抛光机、磨平机等带进课堂，对照实物讲解刀具几何角度、现场在铝板上进行钻孔、攻丝、对板件进行磨边、抛光等[3]，并在课间和课后现场指导学生进行试加工，增强学生对机加工工艺的感性认识。
课后除布置思考题和作业，安排习题课及作业讲评，巩固课堂所学知识外，充分运用网络课程教学平台开辟第二课堂，实现师生网上交流与互动，引导学生挖掘和利用网络中与教学内容相关的信息资源，在牢固掌握课程知识的基础上，培养学生信息收集、辨别及合理利用的意识，不断提升学生的综合能力。课程设计以选择企业案例中的典型零件为对象，增强了课程设计的真实性[4]。设计任务包括绘制零件图、毛坯图，编制零件机械加工工艺卡、工序卡，绘制夹具装配图和撰写设计说明书等，进行综合训练。设计手段由二维设计逐渐向三维设计、装配过渡，以培养学生创新设计和工程实践能力。为保证课程设计质量，指导教师组成答辩小组，对每个学生进行答辩，从图纸、说明书、对知识的掌握程度等方面严格把关。生产实习环节集中在中国一拖集团有限公司等企业进行，学校与企业结合共同培养机械类应用型人才。为保证实习效果，实施“企业导师讲解+校内导师讲解+分组讨论+教师总结+撰写实习报告”的实习模式。企业导师讲解之后，校内导师必须将重点问题逐个讲解，各分厂实习结束后在非生产区分组讨论，补充完善实习日记及实习报告。
二、将课程知识与实践创新相融合
对机械类应用型人才不仅要强化工程实践能力的培养，更要注重对学生科技创新意识的培养[5]。课题组教师积极指导学生参与科研课题、课外科技活动等创新活动，组织学生参加国家、省市等各大赛事，以培养和提高学生的实践创新能力。对于本课程教学中的难点和学生不易理解的知识点，如刀具的几何角度部分，教师将其问题提炼出来以项目的形式带领学生进行研究，设计了基于单片机集语音、动作、视频为一体的多功能动态刀具几何角度演示装置，获得了全国大学生机械创新设计大赛二等奖，获江苏省大学生机械创新设计大赛一等奖，并授权发明专利。这既解决了教学难题，又锻炼了学生的创新设计能力。针对课程中刀具切削温度的知识点，教师指导学生开发了基于红外测温技术的刀具温度测量装置等，既锻炼了学生的创新能力，也具有很好的应用效果。课题组教师鼓励学生积极申报各类大学生实践创新训练计划项目，指导学生将课程和生活中的有关技术问题进行提炼，并通过创新项目加以解决。指导学生进行科技论文写作和专利申报，培养其科学素养。实践表明，对学生科学素质的培养，能有效地促进学生创新能力的提升。两年来，充分利用我校的国家级工程实践教育中心的优势条件，指导学生完成了国家级、省级实践创新训练项目3项，指导学生发表学术论文2篇，获批发明专利和实用新型专利3项。指导学生获得第四届、第五届“浩辰杯”华东区大学生CAD应用技能竞赛中获一等奖2项、二等奖6项。指导学生获省级优秀毕业设计三等奖1项、校级优秀毕业设计奖2项。 三、将教学改革与资源建设相结合
围绕机械类应用型人才的教学目标要求深入开展课程教学改革，促进了课程资源的建设。课题组根据机械类应用型人才的培养目标要求，结合工程实际合理安排课程内容体系，强化案例教学，主编出版了机械类创新应用型人才培养规划教材《机械制造技术基础》，已在省内外多所院校中推广使用，受到了大家的好评。应用型人才的培养更加注重学生工程实践能力的提高。我校不但增加了实践类课程的学分比重，也调整了实践教学内容，以更多的综合实验取代传统的验证性实验，以更多的生产一线实景教学取代传统的实验室模拟教学。教师积极主持、参与实践实验教学设计，指导学生参与实验室建设等实践活动，收到了显著成效。如指导“夹具拆装与调整”实验时，选拔一些学生参加机床夹具的设计制作项目，充实实验室资源建设。学生利用课外时间完成夹具设计、工艺制订、加工装配等，制作完成机床夹具实验装置2套。在整个项目过程中将设计（3D建模、装配、仿真，标准查询，标准件选型，材料选择）、绘制工程图、工艺制订、机械加工（车削、铣削、钻孔、攻丝等）、电火花线切割加工、装配（含配作加工）全部贯穿起来，有利于本专业知识的融会贯通，使学生实际工程能力得到明显提升。
改革课程教学，强化工程应用。课题组老师指导学生实践训练与科技创新设计的刀具角度演示装置、红外测温装置、机床夹具、网络资源等，既锻炼了学生，又丰富了课程教学资源。通过课内与课外、理论与实践、创新训练多途径，开发利用各种教学资源，稳步提升了办学条件和育人水平。
课题组紧密结合机械类应用型人才的培养目标要求，大力开展课程综合改革研究与实践探索，对于人才培养质量的提升效果显著。本课程在教学改革中所积累的一些经验，对于同类院校相关专业的课程教学改革提供有益的借鉴。教育教学改革是一项长期艰巨的任务，我们将继续以社会需求为导向、以改革创新为动力，不断加强专业与课程内涵建设，进一步提高教育教学水平和应用型人才培养质量。
