項(xiàng)目主線式實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建研究※——以機(jī)械專業(yè)為例

桂 偉 常 虹

（1、武漢商學(xué)院，湖北 武漢 430056；2、武昌工學(xué)院，湖北 武漢 430065）

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生產(chǎn)水平的不斷提高，制造業(yè)對機(jī)械專業(yè)人才的要求也逐漸提高，不僅要求應(yīng)具有扎實(shí)的理論功底，而且還需要具備熟練的技術(shù)運(yùn)用能力和較強(qiáng)的創(chuàng)新能力，因此實(shí)踐教學(xué)是人才培養(yǎng)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實(shí)際、培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力、掌握職業(yè)技能和培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的重要平臺(tái)，實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量的高低直接影響專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

一、目前機(jī)制專業(yè)實(shí)踐教學(xué)存在的問題

作為以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目的的高等院校，實(shí)踐教學(xué)是專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的重要組成部分。目前，大多數(shù)高校的實(shí)踐教學(xué)（含課程實(shí)驗(yàn)）大約占總教學(xué)量30%，雖然能夠保證充足的實(shí)踐教學(xué)時(shí)間，但是卻存在較多問題，導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)無法達(dá)到預(yù)期效果，所培養(yǎng)的人才無法滿足企業(yè)的實(shí)際需求。

（一）實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)踐脫離，不能適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展要求

實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容陳舊、單一，教學(xué)方法與手段落后，許多企業(yè)中常用的技術(shù)及方法未能融入實(shí)踐教學(xué)中，從而導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際嚴(yán)重脫離。而且目前的實(shí)踐教學(xué)多為演示性、驗(yàn)證性模式，學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐僅僅只是按照指導(dǎo)書上的步驟按部就班地完成操作或設(shè)計(jì)步驟，這種方式很顯然忽視了學(xué)生在認(rèn)知過程中的主觀能動(dòng)性，不利于學(xué)生多向思維和工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，不能較好地適應(yīng)企業(yè)對專業(yè)技術(shù)人才的需求[1]。

（二）實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容未形成體系

各個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容設(shè)置相對獨(dú)立，內(nèi)容之間缺乏必要的關(guān)聯(lián)性與連續(xù)性，而且課程設(shè)計(jì)一般安排在理論教學(xué)完成后，在進(jìn)行理論教學(xué)時(shí)，未與實(shí)訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行必要的聯(lián)系，這些都不利于學(xué)生系統(tǒng)地掌握所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和技能，難以保證實(shí)踐教學(xué)的效果。因此，必須針對現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)體系，根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，結(jié)合技術(shù)發(fā)展和社會(huì)需求，重組實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，對現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行整合，使相關(guān)實(shí)踐內(nèi)容相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)。

（三）實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)重視程度不夠，且缺乏有效的監(jiān)管措施

長期以來，為了體現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)的重要性，高校在課程安排上，通常采用增加實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)的方式，盲目追求實(shí)踐環(huán)節(jié)的多少，卻不注重實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的提高，實(shí)踐教學(xué)重視不夠，大多實(shí)踐環(huán)節(jié)流于形式，僅僅只作為理論教學(xué)的一個(gè)補(bǔ)充，缺乏有效的監(jiān)管措施。整個(gè)實(shí)踐過程不僅不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，而且缺少對學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、綜合工程素質(zhì)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等方面的培養(yǎng)，無法起到實(shí)踐教學(xué)應(yīng)有的效果[2]。

二、構(gòu)建以項(xiàng)目為主線的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)

為適應(yīng)企業(yè)和社會(huì)對人才的需求，培養(yǎng)具有工程實(shí)踐能力的機(jī)械專業(yè)人才，必須針對目前實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在的相關(guān)問題，結(jié)合企業(yè)對人才的需求，適時(shí)調(diào)整實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)，重新設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，改變多年來傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)手段，對現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行整合，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)和零件加工兩個(gè)方面，以企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)項(xiàng)目設(shè)置關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造的兩條主線，構(gòu)建新的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，所有與其相關(guān)課程的實(shí)踐教學(xué)都可緊密圍繞這兩條主線進(jìn)行，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能、綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。

（一）構(gòu)建以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為主線的機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)體系

以典型產(chǎn)品設(shè)計(jì)作為主線，將《工程制圖》、《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《工程力學(xué)》及《互換性》等相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)有效串聯(lián)。以實(shí)際生產(chǎn)中典型產(chǎn)品的設(shè)計(jì)為案例，綜合利用所學(xué)課程，進(jìn)行產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和精度設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)體系要求學(xué)生了解機(jī)械產(chǎn)品整個(gè)設(shè)計(jì)過程各階段的工作要求及內(nèi)容，具備機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案分析、設(shè)計(jì)的能力，掌握機(jī)械常用傳動(dòng)裝置及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般方法，通過學(xué)習(xí)互換性的基礎(chǔ)理論，能夠進(jìn)行零部件精度設(shè)計(jì)，并利用工程制圖的基本理論，使用手工制圖和計(jì)算機(jī)繪圖，表達(dá)設(shè)計(jì)思想。

機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)體系，將現(xiàn)有的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)合二為一，選擇使用減速機(jī)構(gòu)和四桿機(jī)構(gòu)或多桿機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品作為設(shè)計(jì)項(xiàng)目，如糕點(diǎn)切片機(jī)、步進(jìn)輸送機(jī)等，并將該項(xiàng)目劃分為多個(gè)任務(wù)階段。所選擇的設(shè)計(jì)項(xiàng)目要求貼近生產(chǎn)實(shí)際，涵蓋《機(jī)械原理》與《機(jī)械設(shè)計(jì)》兩門課程中的大部分內(nèi)容，有利于幫助學(xué)生掌握通用零部件、機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡單機(jī)械的設(shè)計(jì)方法。

在教學(xué)過程中，教師根據(jù)進(jìn)度要求，要求學(xué)生每個(gè)階段完成項(xiàng)目其中一部分任務(wù)。在機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)前，將需要完成的項(xiàng)目內(nèi)容及設(shè)計(jì)要求以任務(wù)書的形式告知學(xué)生，并向?qū)W生詳細(xì)說明每個(gè)學(xué)習(xí)階段需要完成的具體內(nèi)容，以及要完成項(xiàng)目應(yīng)該具備的知識(shí)和技能，以便學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中具有明確的目的性，為后續(xù)完成項(xiàng)目打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在進(jìn)行項(xiàng)目相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，所安排的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容除了有課程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)外，還涉及為完成項(xiàng)目奠定基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)，如機(jī)構(gòu)搭接實(shí)驗(yàn)、軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和減速器拆裝實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容。機(jī)械原理課程結(jié)束后，要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求做出多種能夠?qū)崿F(xiàn)該功能的方案，并比較每種方案各自的優(yōu)缺點(diǎn)，確定最終的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方案。對于學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生，可由教師指導(dǎo)結(jié)合使用所學(xué)軟件進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真。機(jī)械設(shè)計(jì)課程結(jié)束后，教師指導(dǎo)學(xué)生完成該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分，并結(jié)合互換性課程的相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行精度設(shè)計(jì)。在執(zhí)行過程中不僅僅只要求學(xué)生完成裝配圖及零件圖的手工繪制，而是按照企業(yè)常用的設(shè)計(jì)方式：先建立三維模型再生成二維圖紙的方式來完成設(shè)計(jì)任務(wù)。通過此方式不僅能預(yù)防干涉現(xiàn)象的產(chǎn)生，還能讓學(xué)生了解當(dāng)前企業(yè)采用的設(shè)計(jì)方法。

（二）構(gòu)建以零件加工為主線的機(jī)械制造實(shí)踐教學(xué)體系

以典型零件加工作為主線，將工程材料、機(jī)械制造、數(shù)控技術(shù)和CAD/CAM技術(shù)等相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)、實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)有效串聯(lián)。以實(shí)際生產(chǎn)中幾個(gè)典型零件的加工為案例，綜合利用所學(xué)課程，進(jìn)行零件的加工工藝設(shè)計(jì)和進(jìn)行加工。機(jī)械制造實(shí)踐教學(xué)體系要求學(xué)生了解零件從圖樣分析、制定工藝規(guī)程、進(jìn)行機(jī)加工到成品的整個(gè)生產(chǎn)過程，能夠利用機(jī)械制造的有關(guān)理論，根據(jù)加工條件選擇合適加工設(shè)備和刀具，擬定詳細(xì)的機(jī)械加工工藝規(guī)程，并結(jié)合CAD/CAM課程有關(guān)內(nèi)容，完成零件加工[3]。

機(jī)械制造實(shí)踐教學(xué)體系，選擇若干個(gè)典型零件加工為設(shè)計(jì)項(xiàng)目，如軸類、套類、箱體類、平面輪廓類、曲面輪廓類等，分別通過加工工藝課程設(shè)計(jì)、CAD/CAM實(shí)訓(xùn)和數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)完成零件加工工藝設(shè)計(jì)、零件三維建模、模擬加工和實(shí)際加工。所選擇的加工零件應(yīng)能結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)案例，反應(yīng)機(jī)械行業(yè)常用典型零件，通過機(jī)械制造實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生掌握這些零件的加工工藝方案和制造加工過程。

在進(jìn)行CAD/CAM軟件教學(xué)時(shí)，教師可以課堂練習(xí)或課后作業(yè)的形式讓學(xué)生完成項(xiàng)目指定零件的三維建模。在進(jìn)行加工工藝課程設(shè)計(jì)時(shí)，學(xué)生以分組的形式，每組完成其中一個(gè)零件的加工工藝分析，并擬定詳細(xì)的工藝規(guī)程。在數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，結(jié)合先前工藝設(shè)計(jì)擬定的工藝方案進(jìn)行編程，并結(jié)合使用先修的CAD/CAM軟件CAM模塊和所建立的三維模型，完成零件的自動(dòng)編程及仿真加工。在學(xué)校實(shí)踐條件允許的情況下，教師還可在數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，指導(dǎo)學(xué)生使用加工設(shè)備完成零件加工，并根據(jù)零件加工情況，分析加工過程中各種誤差產(chǎn)生的原因，同時(shí)針對原因提出改進(jìn)措施。通過此方式不僅能夠讓學(xué)生了解完整的零件加工過程，還可讓學(xué)生通過實(shí)際加工檢驗(yàn)所制定的加工工藝的正確性，改變目前工藝課程設(shè)計(jì)僅僅只是“紙上談兵”的現(xiàn)狀。

（三）項(xiàng)目主線式實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的實(shí)施

在實(shí)施過程中，學(xué)生采用自由組合的方式，3~5人分為一組，根據(jù)教學(xué)進(jìn)度安排，兩條主線同時(shí)展開進(jìn)行。每條主線各有若干個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目內(nèi)容可教師指定，也可由學(xué)生根據(jù)興趣愛好自行確定。在選題時(shí)，學(xué)生可根據(jù)不同的學(xué)習(xí)情況選擇不同難度的題目，教師在成績評定時(shí)酌情考慮選題的難度。

根據(jù)人才培養(yǎng)方案要求，每組學(xué)生需完成一項(xiàng)機(jī)械設(shè)計(jì)項(xiàng)目和一項(xiàng)零件加工項(xiàng)目，為防止相互抄襲，不同組的項(xiàng)目內(nèi)容及要求不同。在項(xiàng)目實(shí)施前，每組學(xué)生需根據(jù)項(xiàng)目要求制定詳細(xì)的實(shí)施計(jì)劃，確定具體的實(shí)施步驟，并進(jìn)行組員的任務(wù)分工。項(xiàng)目實(shí)施過程中，一方面學(xué)生根據(jù)分工各司其職，另一方面在遇到難題時(shí)，指導(dǎo)教師應(yīng)先鼓勵(lì)同組學(xué)生之間展開討論，通過互助協(xié)作攻克難關(guān)，在無法解決的情況下，教師對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)引導(dǎo)，最終完成項(xiàng)目。項(xiàng)目完成后，每個(gè)小組先選派一名學(xué)生講解項(xiàng)目內(nèi)容、要求及完成的思路，再由小組每個(gè)成員論述自己在項(xiàng)目中所做的工作及詳細(xì)的實(shí)施方式，最后由指導(dǎo)教師和其他小組成員提問，該組學(xué)生回答，教師根據(jù)項(xiàng)目完成情況及答辯情況對每個(gè)學(xué)生的實(shí)踐成績進(jìn)行評定。

三、結(jié)論

通過實(shí)施項(xiàng)目主線式實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，將課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)等實(shí)踐環(huán)節(jié)重新整合為分別以機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造為主線的兩個(gè)項(xiàng)目，使學(xué)生不僅能夠具有明確的學(xué)習(xí)目的，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，系統(tǒng)地掌握所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)，而且提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。通過完成項(xiàng)目在學(xué)校內(nèi)模擬企業(yè)工作環(huán)境，為學(xué)生今后就業(yè)及盡快適應(yīng)崗位需求奠定基礎(chǔ)。

[1]王瑾，張國海，宋春明，賈吉林，陳杰峰.機(jī)械基礎(chǔ)課程群教學(xué)改革研究與實(shí)踐 [J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2009(3)：124-125.

[2]盧學(xué)玉，劉利國.《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)的教學(xué)研究[J].教育教學(xué)論壇，2013(27)：47-48.

[3]劉長榮，張小芹，肖念新.基于“大機(jī)械”教學(xué)理念的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建[J].河北科技師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2008(4)：70-73.