淺談卓越工程師培養模式的機械製造裝備教學改革探索論文
淺談卓越工程師培養模式的機械製造裝備教學改革探索論文
一、引言
機械製造裝備課程是機械類專業的核心專業課之一。該課程的實踐性和綜合性都很強，它以機械製造過程中所需要的加工裝備、工藝裝備、倉儲傳送裝備和輔助裝備為物件，研究其工作原理和機械結構，透過該課程的學習，學生將掌握機械製造裝備方面的基本專業知識，以及機械製造裝備的設計方法，提升學生綜合運用所學專業知識分析和解決實際問題的能力。現行教學體系古板、單一，教師滿堂灌，而“卓越工程師教育培養計劃”強調對學生的實踐應用能力、思維開創性以及創新性的培養，顯然這種教學體系無法滿足“卓越工程師教育培養計劃”的要求。基於此，探討機械製造裝備的課程教學改革，以此強化學生的工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力顯得尤為重要。本文藉助於卓越工程師培養模式改革的東風，以培養學生工程實踐能力為目標，調整了機械製造裝備教學內容，優化了機械製造裝備課程體系，以此進一步完善學生的知識結構，加強學生的實踐能力和創新能力。
二、教學改革的基本思路
(一)更新教學內容，突出實用性
隨著人類社會的發展和科學技術的進步，機械製造裝備也發生著巨大的變化，機械製造裝備課程內容必須跟上時代的步伐，不斷更新變化。現代科學技術的不斷髮展，使得電子元件正在逐步取代機械部件，新型機械製造裝備其機械結構比傳統機械製造裝備更加簡單。我們以“重基礎、精內容、寬適應”為指導思想，對機械製造裝備中部分機械結構教學內容進行了簡化，而對新型機電一體化結構的教學內容進行了強化。例如，我們知道目前機床主傳動系統存在機械傳動、機電結合傳動和零傳動三種傳動形式，而目前機械傳動形式在高階機床上應用較少，在講授機床主運動傳動系統這節教學內容時，對機械傳動形式只做簡單介紹，而重點講授機電結合傳動和零傳動這兩種傳動形式。科學技術的飛速發展導致機械製造裝備日新月異，機械製造裝備的教材很難及時反映機械製造裝備的最新發展狀況，為了不讓教學內容與現實情況出現脫節，教師應在教學過程中，將教材中來不及反映的最新發展動態補充到教學內容中，使學生掌握的專業知識基本與現實應用情況保持同步。為此，在教學過程中增加了可重構機床的構造、新材料刀具、高效模組化夾具、可重構的工業機器人、自動分揀機、自動引導搬運車、立體倉庫等反映裝備技術前沿的內容。
(二)藉助於現代網路技術，建立機械製造裝備網路教學平臺，構建跨越時空的“外延式”教學模式，方便學生的自主學習
“卓越工程師教育培養計劃”實施後，機械製造裝備課程的實踐教學學時將會大幅度增加，這樣課堂理論教學學時就會有所減少。課堂理論教學學時的減少，學生對機械製造裝備有關理論知識的理解和掌握肯定會受到一定程度的影響，如果不採取有效的措施，很容易出現從“重理論、輕實踐”的極端走向“重實踐、輕理論”另一個極端。為了為緩解這一矛盾，我們藉助於現代網路技術，建設基於校園網的機械製造裝備課程的資源平臺、教學平臺和管理平臺，為學生在課下自學機械製造裝備提供更好的資源。目前，《機械製造裝備》課堂教學中廣泛採用多媒體教學方式，相對於傳統的板書教學方法，其傳遞的資訊量更大。學生很難在課堂上全部消化吸收這些教學內容，很容易出現厭學心理。基於大型開放式網路課程(MassiveOpen Online Courses，簡稱MOOC)的理念，藉助於其成功經驗，我們利用了學校網路教學平臺構建了《機械製造裝備》網路輔助教學系統，實現了《機械製造裝備》課堂教學和網路教學的有機結合，在課堂教學中，教師發揮其主導作用，在網路教學中，學生髮揮其自主作用。透過網路教學輔助系統，將課堂教學從過去的課堂內延伸到了課堂外，使《機械製造裝備》的教與學不再像過去那樣受到時間和地點的限制，學生可以在任何時間、任何地點進行自主學習。
(三)基於CDIO工程教育理念，高等學校與行業企業分工協作，構建機械製造裝備課程的聯合教學新機制，將機械製造裝備的課堂從傳統的大學教室延伸至工廠生產車間
考慮到《機械製造裝備》課程實踐性強的特點，我們採用課堂教學與企業生產現場教學並行的方法，課堂上主要講理論部分，實踐教學內容放到企業生產現場教學中。在專業實習的過程，我們將邀請企業工程師就企業產品的典型機械結構給學生舉行講座，另外在企業車間生產實習時，我們要求每位學生從生產現場選取一臺加工裝置或物流裝置對其工作原理、機械結構、主要效能、常用故障及排除方法進行系統深入地研究，然後在課堂上進行彙報。透過將實踐教學內容安排在企業生產現場，使學生面對機床、夾具、物流裝置等實物進行授課，這樣，學生對機械製造裝備的機械結構、控制系統等有了更加深刻的理解，同時又對理論知識的理解起到促進作用，這種透過實踐掌握理論知識，又以理論知識指導實踐的教學模式有利於學生對複雜問題的理解，可以起到理想的教學效果。
(四)改革實驗內容，促進學生創新思維的培養
由於受到客觀條件的限制，目前大多數高校開設的《機械製造裝備》課程實驗仍以演示性實驗為主，學生缺少自己動手和動腦思考的機會，很難促進學生創新思維的培養。卓越工程師培養計劃的課程體系已發生了很大變化，專業課的實驗教學環節進行了系統化改造，使其更加適合卓越工程師的培養。為此，我們調整了《機械製造裝備》的實驗內容，增加了設計開發型實驗。透過開設設計開發型實驗，讓學生自己參與實驗系統的設計與開發，彌補理論教學內容的欠缺，滿足研究型學生的需求。例如，對傳統的“機床效能指標檢測實驗”，我們重新設計了該實驗，讓學生自己開發機床效能指標檢測系統，這樣學生既要用到測試技術有關知識、又加深了對機床效能指標的理解。
(五)改變考試方式，促使創新型人才的成長
1.考核方式方法改革。目前的考核在教室裡進行閉卷筆試。這種考核的方式，片面強調學生的死記硬背能力，忽視了知識應用能力的考核，不利於創新型人才的培養。《機械製造裝備》這類實踐性很強的課程，考核的方式方法可以靈活多樣。可以在課堂上提問考核;可以在生產車間研究實際問題考核;可以理論與實踐結合自己提出問題並找出解決方案進行考核;可以在學生生產實習過程中，針對在企業中發現的問題，透過老師提出問題，學生解答問題的方式進行考核;可以對具體工藝問題分析寫出研究論文考核等等。考核的方式多樣化後，考核的.內容就不再侷限於過去的書本知識，這樣既能考核學生的理論知識，又能考核學生運用理論知識解決實際問題的能力，進而達到培養學生工程素質的目的，考核的成績就能更客觀、更全面地反映出學生的真才實學情況。
2.考試在整個教學過程中的位置安排改革。目前《機械製造裝備》的考試都是安排在課堂理論教學結束之後，學生們在完成試卷時靠的都是死記硬背，往往對所答知識並不理解。把考核分成兩個階段進行，理論知識在課堂理論教學結束之後進行考核，與生產實踐密切結合的內容安排在專業實習實踐教學環節之後進行考核，效果應該更好。
3.試題知識結構構成改革。目前，《機械製造裝備》考試試題知識結構重課程理論，輕知識應用、輕理論聯絡實際。這種考核方式不僅影響學生將課程理論與生產實踐的有機結合，還不利於學生分析問題、解決問題能力的培養，更不符合卓越工程師計劃人才培養目標的要求。試題知識結構構成要堅持理論知識與實踐知識並重的原則，不能忽視任一方面，在考核過程中，既要注重理論知識的考核，更要注重學生髮現問題、運用理論知識分析問題、最終解決問題能力的考核。
4.試題型別的改革。目前《機械製造裝備》閉卷考試的試題型別主要有：判斷題、填空題、選擇題、問答題、計算題等。這些題目一般透過死記硬背就能考出高分，不利於訓練學生分析問題、解決問題的能力。考試中增加能理論聯絡實際的分析題、結構題、設計題。這些型別的題目可以更好地考核學生運用所學知識分析問題、解決問題的能力，更好地引導學生在學習過程中，更加註重運用所學知識分析問題、解決問題的能力的培養。
三、結束語
《機械製造裝備》作為機械類專業本科生的主幹專業課，對學生工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力的培養起著至關重要的作用，基於此，我們藉助卓越工程師計劃實施的東風，對《機械製造裝備》的教學內容、教學方式、考核方式進行了一系列改革，通過幾屆學生的學習情況進行了分析，分析結構表明學生對機械製造裝備的學習興趣、學習積極性和主動性有了大幅度的提高，運用所學知識分析問題和解決問題的能力也有著顯著的提升。