浅析新工科背景下“机械制造工艺学”课程教学模式和考核体系改革.pdf
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1、2023年8月机电技术机电技术浅析新工科背景下浅析新工科背景下“机械制造工艺学机械制造工艺学”课程课程教学模式和考核体系改革教学模式和考核体系改革*陶能如1蔡 颂1宋金潮2陈 达2(1.湖南第一师范学院,湖南 长沙 410221;2.湖南工业大学,湖南 株洲 412000)摘要机械学科作为工科中最为基础的学科门类之一,其重要性不言而喻。“机械制造工艺学”作为机械学科中最为传统与重要的课程之一,其现有的教学模式、考核体系与现代教育的发展不相匹配,难以适应国家对于“新工科”中机械专业新型人才发展的需要。文章立足于新工科背景下的人才培养定位要求,探讨了注重工程案例牵引与理论结合、以学生为中心的“机械
2、制造工艺学”课程教学模式和考核体系改革思路。关键词新工科;教学模式;考核体系;工程牵引中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1672-4801(2023)04-102-04DOI:10.19508/ki.1672-4801.2023.04.030*国家自然科学基金委员会资助项目(51705141);湖南省自然科学基金项目(2023JJ30183);湖南省教育厅科学研究项目(21B0523);湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目(T2020042)作者简介:陶能如(1986),男,讲师,博士,主要从事机械制造、激光加工技术方面研究。通讯作者:蔡颂(1982),男,教授,博士,主要从
3、事机械制造、激光加工技术方面的研究。机械学科作为高校最基础的工学专业类别之一,在当今社会工业信息化、智能化科技变革浪潮中占据着举足轻重的地位,人类社会每一次变革性技术的发展均与机械学科密切相关。我国于2015年将 中国制造 2025 作为实施制造强国的十年行动纲领,旨在加速推进我国从制造业大国向制造业强国转变的步伐。随着企业的转型升级和装备制造技术的变革性突破需要,企业对机械学科专业应用型人才的要求也越来越高。如何为企业培养高质量的应用型机械制造人才,对机械学科教育教学进行有效的改革是其必然途径。近年来,我国对工科专业教育教学改革出台了多项引导性政策。2016年,教育部颁布了 关于中央部门所属
4、高校深化教育教学改革的指导意见,指出“深入贯彻学习习近平总书记系列重要讲话精神,以支撑创新驱动发展战略、服务经济社会发展为导向,贯彻党的教育方针,全面提高教学水平和人才培养质量”1。随后,教育部进一步提出了“新工科”概念,要求新型工科人才培养应注重创新意识和工程需求素养的培育2。由此可见,深化工程需求牵引的教育教学改革,对提高我国机械学科人才培养质量至关重要。“机械制造工艺学”作为机械专业“新工科”建设的重要组成部分,是机械学科中最为传统与重要的课程之一,也是机械专业学生从基础理论课程学习到专业课程学习的过渡学科,是机械类专业方向的基础。因此,“机械制造工艺学”的课程教学模式与考核体系极大地影
5、响到机械专业学生的人才培养质量和在本专业领域职业发展的上限。1现有“机械制造工艺学”课程教学模式存在的问题1.1重理论轻实践教学“机械制造工艺学”课程教学内容主要包含理论基础知识、工程图绘制和实践操作教学三个部分。在其现有的教学模式中,理论基础知识教学大多由教师讲授课本内的概念和基础知识,与实物教学脱节。课本中的知识点诸如机床夹具设计、数控加工等不易直观感受的知识,在缺乏实践操作的情况下,学生难以理解与掌握,同时缺乏趣味性。工程图绘制的实践教学课时量不足,一般在完成1个章节后才安排12个课时。同时,实践操作环节课时安排不尽合理,仅在理论教学和绘图教学结束,接近学期尾声时进行。总体上,“机械制造
6、工艺学”的教学是以理论知识讲授为主,绘图教学和实践操作等更具实操性和工程应用性的教学为辅。显然,现有重理论轻实践的教学模式不利于培育学生的工程需求素养和创新意识。102第4期1.2教师主体作用过分突出教师应是学生自发学习的组织者与指导者,促使学生自主积极地参与学习活动。然而,在现有的“机械制造工艺学”课程教学中,由于整个课程涉及的基本概念和基础理论较多,内容较为分散,教师为了完成理论知识讲授任务,采取“满堂灌”的做法,与学生缺乏有效的互动,整个课程讲授过程中学生处于被动学习状态,主动参与学习活动较少。教师主体作用过分突出使得学生学习效果大打折扣。1.3教学观念和内容老化当前,许多高校所用教材版
7、本较为老旧,教师的教学观念停留于传统制造工艺的知识讲授,内容未及时更新,传统的机械制造工艺、机床夹具设计、装配工艺等基础理论课时占比过高3。然而,随着机械工业化技术的飞速发展,先进制造工艺与技术在各工程领域开始广泛应用,诸如快速成型加工、电火花加工、激光加工等。因此,教师授课用教材和课件内容需紧贴现代工业制造需求、更新前沿知识,方能促进学生对本门课程的整体理解和对接今后的学生就业。2现有“机械制造工艺学”课程考核体系存在的问题2.1考核评价方式较为落后在现有的“机械制造工艺学”课程考核评价体系中,考核方案大致分为三个部分:到课率、作业情况和期末考试。其中,到课率和作业情况考核总分占比40%,期
8、末考试占比达60%以上。其中,到课率和作业情况考核不够科学合理,课堂作业学生完成不认真。同时,由于期末考试难度不高,学生只需要在考试之前短暂地突击就能顺利通过考核,测验结果并不能真正反映出学生对知识的理解与运用情况。显然,这样的考核评价方式并不能达成新时期“机械制造工艺学”课程的预期培养目标。一方面,会有部分学生投机取巧取得高分,从而使一些学生心理不平衡,甚至产生厌学的心理;另一方面,考核方式不适用于现代制造型企业对新工科专业应用型和创新型人才定位的要求,对高校教育资源造成极大的浪费。2.2考核内容缺少实践能力测试现有“机械制造工艺学”课程考核内容侧重考查学生对知识的记忆和逻辑推演能力,测试题
9、型多为选择、判断、名词解释和计算题。考核内容未涉及对学生工程实践能力的考查,不符合新工科对课改的要求。同时,由于“机械制造工艺学”课程中涉及大量工程实际应用基础知识,因此,即使高分通过期末测试的学生仍旧存在对机械产品的感性认识缺乏、零件的工艺结构不了解、尺寸的合理标注难理解、零件技术要求的实际应用不熟悉和装配体的拆卸组装过程及注意事项没概念等问题。因此,急需建立以工程案例牵引为导向的项目式考核方式,以助力于学生工程应用能力的培养。3“机械制造工艺学”课程教学模式改革探索针对现有“机械制造工艺学”课程教学模式中重理论轻实践、教学内容老旧、教师主体作用过分突出等特点,提出课程教学模式改革总体思路:
10、以新工科中侧重工程素养和创新意识培育为根本宗旨,以学生为主体,以理论融合工程训练为主线,注重前沿知识更新,建立注重工程案例牵引与理论结合的“机械制造工艺学”课程创新教学模式,培养学生的创新思维和工程能力。3.1理论融合工程实训为主线教学模式实践教学作为理论教学的重要补充,二者相辅相成。建立理论融合工程训练为主线的教学模式,在教师教授理论知识的同时,指导学生对实验设备进行操作,学生根据所学知识独立地完成整个实验操作,并引发创新思考,极大地体现了以学生为中心的教学理念。如图1所示为学生应用普通车床进行的车削实践,采用车床对金属棒进行车削加工。学生要完成本次工程实训,需要认识车床的车身、主轴箱、进给
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