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浅谈卓越工程师培养模式的机械制造装备教学改革探索

作者:2015-08-08 16:57文章来源:未知

  一、引言

  机械制造装备课程是机械类专业的核心专业课之一。该课程的实践性和综合性都很强,它以机械制造过程中所需要的加工装备、工艺装备、仓储传送装备和辅助装备为对象,研究其工作原理和机械结构,通过该课程的学习,学生将掌握机械制造装备方面的基本专业知识,以及机械制造装备的设计方法,提升学生综合运用所学专业知识分析和解决实际问题的能力。现行教学体系古板、单一,教师满堂灌,而“卓越工程师教育培养计划”强调对学生的实践应用能力、思维开创性以及创新性的培养,显然这种教学体系无法满足“卓越工程师教育培养计划”的要求。基于此,探讨机械制造装备的课程教学改革,以此强化学生的工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力显得尤为重要。本文借助于卓越工程师培养模式改革的东风,以培养学生工程实践能力为目标,调整了机械制造装备教学内容,优化了机械制造装备课程体系,以此进一步完善学生的知识结构,加强学生的实践能力和创新能力。

  二、教学改革的基本思路

  (一)更新教学内容,突出实用性

  随着人类社会的发展和科学技术的进步,机械制造装备也发生着巨大的变化,机械制造装备课程内容必须跟上时代的步伐,不断更新变化。现代科学技术的不断发展,使得电子元件正在逐步取代机械部件,新型机械制造装备其机械结构比传统机械制造装备更加简单。我们以“重基础、精内容、宽适应”为指导思想,对机械制造装备中部分机械结构教学内容进行了简化,而对新型机电一体化结构的教学内容进行了强化。例如,我们知道目前机床主传动系统存在机械传动、机电结合传动和零传动三种传动形式,而目前机械传动形式在高端机床上应用较少,在讲授机床主运动传动系统这节教学内容时,对机械传动形式只做简单介绍,而重点讲授机电结合传动和零传动这两种传动形式。科学技术的飞速发展导致机械制造装备日新月异,机械制造装备的教材很难及时反映机械制造装备的最新发展状况,为了不让教学内容与现实情况出现脱节,教师应在教学过程中,将教材中来不及反映的最新发展动态补充到教学内容中,使学生掌握的专业知识基本与现实应用情况保持同步。为此,在教学过程中增加了可重构机床的构造、新材料刀具、高效模块化夹具、可重构的工业机器人、自动分拣机、自动引导搬运车、立体仓库等反映装备技术前沿的内容。

  (二)借助于现代网络技术,建立机械制造装备网络教学平台,构建跨越时空的“外延式”教学模式,方便学生的自主学习

  “卓越工程师教育培养计划”实施后,机械制造装备课程的实践教学学时将会大幅度增加,这样课堂理论教学学时就会有所减少。课堂理论教学学时的减少,学生对机械制造装备有关理论知识的理解和掌握肯定会受到一定程度的影响,如果不采取有效的措施,很容易出现从“重理论、轻实践”的极端走向“重实践、轻理论”另一个极端。为了为缓解这一矛盾,我们借助于现代网络技术,建设基于校园网的机械制造装备课程的资源平台、教学平台和管理平台,为学生在课下自学机械制造装备提供更好的资源。目前,《机械制造装备》课堂教学中广泛采用多媒体教学方式,相对于传统的板书教学方法,其传递的信息量更大。学生很难在课堂上全部消化吸收这些教学内容,很容易出现厌学心理。基于大型开放式网络课程(MassiveOpen Online Courses,简称MOOC)的理念,借助于其成功经验,我们利用了学校网络教学平台构建了《机械制造装备》网络辅助教学系统,实现了《机械制造装备》课堂教学和网络教学的有机结合,在课堂教学中,教师发挥其主导作用,在网络教学中,学生发挥其自主作用。通过网络教学辅助系统,将课堂教学从过去的课堂内延伸到了课堂外,使《机械制造装备》的教与学不再像过去那样受到时间和地点的限制,学生可以在任何时间、任何地点进行自主学习。

  (三)基于CDIO工程教育理念,高等学校与行业企业分工协作,构建机械制造装备课程的联合教学新机制,将机械制造装备的课堂从传统的大学教室延伸至工厂生产车间

  考虑到《机械制造装备》课程实践性强的特点,我们采用课堂教学与企业生产现场教学并行的方法,课堂上主要讲理论部分,实践教学内容放到企业生产现场教学中。在专业实习的过程,我们将邀请企业工程师就企业产品的典型机械结构给学生举行讲座,另外在企业车间生产实习时,我们要求每位学生从生产现场选取一台加工设备或物流设备对其工作原理、机械结构、主要性能、常用故障及排除方法进行系统深入地研究,然后在课堂上进行汇报。通过将实践教学内容安排在企业生产现场,使学生面对机床、夹具、物流设备等实物进行授课,这样,学生对机械制造装备的机械结构、控制系统等有了更加深刻的理解,同时又对理论知识的理解起到促进作用,这种通过实践掌握理论知识,又以理论知识指导实践的教学模式有利于学生对复杂问题的理解,可以起到理想的教学效果。

  (四)改革实验内容,促进学生创新思维的培养

  由于受到客观条件的限制,目前大多数高校开设的《机械制造装备》课程实验仍以演示性实验为主,学生缺少自己动手和动脑思考的机会,很难促进学生创新思维的培养。卓越工程师培养计划的课程体系已发生了很大变化,专业课的实验教学环节进行了系统化改造,使其更加适合卓越工程师的培养。为此,我们调整了《机械制造装备》的实验内容,增加了设计开发型实验。通过开设设计开发型实验,让学生自己参与实验系统的设计与开发,弥补理论教学内容的欠缺,满足研究型学生的需求。例如,对传统的“机床性能指标检测实验”,我们重新设计了该实验,让学生自己开发机床性能指标检测系统,这样学生既要用到测试技术有关知识、又加深了对机床性能指标的理解。

  (五)改变考试方式,促使创新型人才的成长

  1.考核方式方法改革。目前的考核在教室里进行闭卷笔试。这种考核的方式,片面强调学生的死记硬背能力,忽视了知识应用能力的考核,不利于创新型人才的培养。《机械制造装备》这类实践性很强的课程,考核的方式方法可以灵活多样。可以在课堂上提问考核;可以在生产车间研究实际问题考核;可以理论与实践结合自己提出问题并找出解决方案进行考核;可以在学生生产实习过程中,针对在企业中发现的问题,通过老师提出问题,学生解答问题的方式进行考核;可以对具体工艺问题分析写出研究论文考核等等。考核的方式多样化后,考核的内容就不再局限于过去的书本知识,这样既能考核学生的理论知识,又能考核学生运用理论知识解决实际问题的能力,进而达到培养学生工程素质的目的,考核的成绩就能更客观、更全面地反映出学生的真才实学情况。

  2.考试在整个教学过程中的位置安排改革。目前《机械制造装备》的考试都是安排在课堂理论教学结束之后,学生们在完成试卷时靠的都是死记硬背,往往对所答知识并不理解。把考核分成两个阶段进行,理论知识在课堂理论教学结束之后进行考核,与生产实践密切结合的内容安排在专业实习实践教学环节之后进行考核,效果应该更好。

  3.试题知识结构构成改革。目前,《机械制造装备》考试试题知识结构重课程理论,轻知识应用、轻理论联系实际。这种考核方式不仅影响学生将课程理论与生产实践的有机结合,还不利于学生分析问题、解决问题能力的培养,更不符合卓越工程师计划人才培养目标的要求。试题知识结构构成要坚持理论知识与实践知识并重的原则,不能忽视任一方面,在考核过程中,既要注重理论知识的考核,更要注重学生发现问题、运用理论知识分析问题、最终解决问题能力的考核。

  4.试题类型的改革。目前《机械制造装备》闭卷考试的试题类型主要有:判断题、填空题、选择题、问答题、计算题等。这些题目一般通过死记硬背就能考出高分,不利于训练学生分析问题、解决问题的能力。考试中增加能理论联系实际的分析题、结构题、设计题。这些类型的题目可以更好地考核学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力,更好地引导学生在学习过程中,更加注重运用所学知识分析问题、解决问题的能力的培养。

  三、结束语

  《机械制造装备》作为机械类专业本科生的主干专业课,对学生工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力的培养起着至关重要的作用,基于此,我们借助卓越工程师计划实施的东风,对《机械制造装备》的教学内容、教学方式、考核方式进行了一系列改革,通过几届学生的学习情况进行了分析,分析结构表明学生对机械制造装备的学习兴趣、学习积极性和主动性有了大幅度的提高,运用所学知识分析问题和解决问题的能力也有着显著的提升。

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