基于產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新模式的“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)設(shè)計(jì)

馮春花　錢煒

摘 要 機(jī)械制造基礎(chǔ)是機(jī)械類相關(guān)專業(yè)的必修主干基礎(chǔ)課程，涉及產(chǎn)品制造過程基本理論、基本知識(shí)、基本技能的重要知識(shí)儲(chǔ)備，本文針對(duì)目前機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程與企業(yè)、科研缺乏有效溝通、對(duì)先修課程綜合應(yīng)用能力不足等問題，提出基于產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)，改進(jìn)課程知識(shí)面，邀請(qǐng)企業(yè)、科研院所的工程師就當(dāng)下知識(shí)體系進(jìn)行講解，理論結(jié)合實(shí)際，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)面的理解、掌握及實(shí)際應(yīng)用，并響應(yīng)可持續(xù)制造需求。

關(guān)鍵詞 產(chǎn)學(xué)研 協(xié)同創(chuàng)新 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.01.035

The Course Design for Fundamental of Mechanical Manufacturing Process Based on the Model of Industry University Research and Collaborative Innovation

FENG Chunhua， QIAN Wei

（University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093）

Abstract Fundamental of mechanical manufacturing is compulsory foundation courses related to machinery major， which involves important knowledge base of basic theory， basic knowledge and basic skills for product manufacturing process. The current curriculum is lack of effective communication between companies， research institution and fundamental of mechanical manufacturing process. This article presents course design for fundamental of mechanical manufacturing process based on the model of industry university research and collaborative innovation. The purpose is to improve curriculum knowledge and invite enterprises， research institutes， and engineer to explain the current mechanical manufacturing knowledge. Through connecting theory with practice， we can promote students' knowledge to understand， grasp and practical applications， and respond to the needs of sustainable manufacturing.

Key words Industry University Research; collaborative innovation; Fundamental of Mechanical Manufacturing Process; course design

0 引言

制造業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體產(chǎn)業(yè)，正朝著全球化、信息化、智能化、綠色化并與多學(xué)科融合的方向發(fā)展。然而隨著能源與資源的不斷消耗，環(huán)境、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展之間的矛盾逐漸凸顯，作為能源資源消耗大戶的制造業(yè)必須改進(jìn)生產(chǎn)方式，利用清潔能源，并節(jié)約資源和能源消耗。

機(jī)械專業(yè)是支撐制造業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)學(xué)科，未來學(xué)生會(huì)成為各行各業(yè)設(shè)計(jì)、制造等相關(guān)行業(yè)的決策者，而機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程與產(chǎn)品加工緊密相關(guān)。因此，基于產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新模式不僅可實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)與保障，解決傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)主要關(guān)注教學(xué)內(nèi)容的完整性及專業(yè)性，較少考慮在教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)增加協(xié)同創(chuàng)新模式的問題，而且促進(jìn)可持續(xù)制造目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

栩栩如生、富有感召力的教學(xué)方能激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，本文基于產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新模式提出針對(duì)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)的課程設(shè)計(jì)，以機(jī)械工程專業(yè)課程作為載體，將課程教學(xué)研究與機(jī)械專業(yè)課程相結(jié)合，探討技術(shù)專業(yè)課程的教學(xué)改革路線。

1 產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新模式的內(nèi)涵

高校協(xié)同創(chuàng)新，主要圍繞多主體、多因素共同協(xié)作，培養(yǎng)具有交叉學(xué)科發(fā)展知識(shí)、創(chuàng)新體系機(jī)制的一體化人才。通過產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新模式，促進(jìn)高校與科研院所、企業(yè)和政府的相互融合度，從而培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、學(xué)科創(chuàng)造能力、創(chuàng)新科研精神的一大批優(yōu)秀人才。拓展高校專業(yè)人才的培養(yǎng)方式和培養(yǎng)空間，為創(chuàng)新體系的建立提供有效保障，使高校在國(guó)家創(chuàng)新體系中發(fā)揮更大作用，努力為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家做出積極貢獻(xiàn)。①②產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新模式如圖1所示。

許多歐美名校都積極地為企業(yè)提供高質(zhì)量的科研技術(shù)服務(wù)，以吸引企業(yè)與高校進(jìn)行合作，同時(shí)，企業(yè)以實(shí)際設(shè)備為高校培養(yǎng)人才及進(jìn)行科學(xué)研究提供便利條件。③同時(shí)，在全面考慮各方的意愿及利益的前提下，雙方致力于擴(kuò)大項(xiàng)目合作模式，形成良性互動(dòng)，以期建立長(zhǎng)期合作的傳統(tǒng)。

同時(shí)，建立高校與企業(yè)之間人才的聯(lián)合培養(yǎng)模式，鼓勵(lì)企業(yè)為高校學(xué)生提供實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，從中發(fā)掘所需人才類型，并反饋給高校;高校則針對(duì)這種反饋進(jìn)行人才培養(yǎng)模式的調(diào)整，從而充分發(fā)揮企業(yè)的人才培養(yǎng)導(dǎo)向作用。

2 基于產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新模式的教學(xué)設(shè)計(jì)

針對(duì)學(xué)生對(duì)實(shí)際應(yīng)用知識(shí)缺乏的問題，創(chuàng)新教學(xué)方法，首先由主講教師講授理論知識(shí)，然后邀請(qǐng)科研院所工程師對(duì)實(shí)際科學(xué)問題的重要性進(jìn)行分析，并組織學(xué)生團(tuán)隊(duì)，每一團(tuán)隊(duì)在課程之初即布置課程設(shè)計(jì)作業(yè)，并貫穿整個(gè)教學(xué)過程，最后邀請(qǐng)企業(yè)專家講授產(chǎn)品實(shí)際開發(fā)過程的相關(guān)知識(shí)，并對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)的每一課程設(shè)計(jì)作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，反饋給學(xué)生并進(jìn)行改進(jìn)，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新及實(shí)際應(yīng)用能力。

以加州大學(xué)伯克利分校講授的“可持續(xù)制造”課程為例，在教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)即將每組學(xué)生分成不同的組，并根據(jù)可持續(xù)相關(guān)知識(shí)，選擇或自選相關(guān)項(xiàng)目，并制定考核標(biāo)準(zhǔn)，形成一份報(bào)告，并集中在課程結(jié)束后進(jìn)行答辯，期間每組同學(xué)可以自行制定不同的計(jì)劃，也可以求助于企業(yè)工程師，從而不僅有效促進(jìn)了每位同學(xué)團(tuán)隊(duì)意識(shí)，而且加深對(duì)可持續(xù)知識(shí)的應(yīng)用背景。

針對(duì)學(xué)生對(duì)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)涉及工藝?yán)斫廨^差的問題，邀請(qǐng)具有豐富經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)工藝師傅，講授機(jī)械制造過程工藝對(duì)產(chǎn)品的重要性，工藝設(shè)計(jì)需要注意的問題，如材料選擇、工藝參數(shù)優(yōu)化、裝配方案優(yōu)化等。在傳統(tǒng)教案設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，結(jié)合產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新模式，進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，將講授內(nèi)容分組，并針對(duì)不同內(nèi)容，邀請(qǐng)不同行業(yè)的專家進(jìn)行講座，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)如表1所示。

3 分組團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)，團(tuán)隊(duì)與個(gè)人考核相結(jié)合方法

鑒于目前教學(xué)方法多以個(gè)人為主體，缺少團(tuán)隊(duì)合作，每人的參與感缺乏等問題，課程之初授課老師準(zhǔn)備不同的項(xiàng)目名稱，根據(jù)個(gè)人興趣選擇不同項(xiàng)目，組成不同團(tuán)隊(duì)，并布置完成的內(nèi)容，最后通過個(gè)人與團(tuán)隊(duì)成績(jī)不同權(quán)重計(jì)算總成績(jī)的方法，實(shí)現(xiàn)每位同學(xué)的參與感，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)同感。

所有學(xué)生在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí)，通過自由組合方式分成不同組，并確定組長(zhǎng)，根據(jù)興趣點(diǎn)和專業(yè)特長(zhǎng)，可以選擇老師提前準(zhǔn)備的題目，也可以自由選擇相關(guān)專業(yè)的題目，從而實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)的多樣化、自由性，并鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)智能制造知識(shí)，利用現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法和相關(guān)軟件，完成課題研究，并最終形成書面論文，與此同時(shí)，在課程結(jié)束后，協(xié)調(diào)時(shí)間，每組進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)答辯，展示各組成果，邀請(qǐng)相關(guān)企業(yè)人員，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)，并反饋，從而培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神，激勵(lì)主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)。

4 可持續(xù)制造理念的貫穿

當(dāng)前，中國(guó)制造業(yè)是以低成本、便宜的勞動(dòng)力、廉價(jià)的能源和資源參與全球制造體系，但是隨著能源、資源、環(huán)境問題的凸顯，傳統(tǒng)制造業(yè)難以繼續(xù)生存，必須進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)、發(fā)展方式的轉(zhuǎn)型，當(dāng)前可持續(xù)制造是其發(fā)展的必然模式?？沙掷m(xù)制造的發(fā)展模式即在夯實(shí)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行創(chuàng)新的制造模式，同時(shí)考慮環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)因素的一種新的制造模式，中國(guó)在這個(gè)大的背景下，應(yīng)該培育新的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，堅(jiān)持創(chuàng)新領(lǐng)先地位，將中國(guó)低端制造大國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)橹懈叨酥圃旎?，提高制造業(yè)附加值。

結(jié)合傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中占主導(dǎo)地位的制造業(yè)，在本專項(xiàng)領(lǐng)域中進(jìn)行改革創(chuàng)新，發(fā)展具有中國(guó)制造產(chǎn)業(yè)特色的模式，重視基礎(chǔ)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，提高產(chǎn)品價(jià)值，重視環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)問題，最終形成自主創(chuàng)新能力和具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品。

要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)制造的有效實(shí)施，必須培養(yǎng)新一代技術(shù)性人才?？沙掷m(xù)制造強(qiáng)調(diào)的是在制造中集成環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)因素，而目前的老一輩工程師及企業(yè)是以產(chǎn)業(yè)和效益為第一位的，這不符合可持續(xù)制造的發(fā)展方向，所以我們不僅需要加強(qiáng)對(duì)老一輩工程人員進(jìn)行可持續(xù)制造的知識(shí)普及，而且需要培養(yǎng)新一代技術(shù)性人才，強(qiáng)調(diào)以人為本。

我國(guó)在今后幾十年中，工業(yè)仍將繼續(xù)發(fā)展、提高，制造業(yè)將為各行各業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供更好更多的裝備，為民眾提供更多更好的產(chǎn)品，也將與世界各國(guó)進(jìn)行更多更密切的商品交換。而在整個(gè)發(fā)展過程中，只有不斷提高創(chuàng)新能力，提高制造業(yè)的價(jià)值含量，培養(yǎng)一批高技術(shù)人才，發(fā)展制造業(yè)特色產(chǎn)業(yè)，從而提高整個(gè)產(chǎn)品檔次，進(jìn)而使產(chǎn)品步入國(guó)際先進(jìn)行列，為人民、為社會(huì)造福、為子孫后代造福，才能屹立于世界制造大國(guó)、強(qiáng)國(guó)之列。

5 結(jié)論

通過基于產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的教育方法研究，使得廣大師生的可持續(xù)設(shè)計(jì)及制造概念得到更新，并向廣大師生提出了新的教學(xué)要求和挑戰(zhàn)。結(jié)合機(jī)械課程專業(yè)教學(xué)改革，進(jìn)行可持續(xù)探索，但機(jī)械學(xué)科可持續(xù)發(fā)展教學(xué)的實(shí)現(xiàn)任重而道遠(yuǎn)，需要不斷進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)改革，并與現(xiàn)有教學(xué)方式相融合，需要長(zhǎng)期進(jìn)行探索與研究。

注釋

① 丁曉紅，祝雁冰.工科設(shè)計(jì)學(xué)中的技術(shù)管理教育.高等工程教育研究，2007.5：032.

② 錢煒，朱堅(jiān)民，丁曉紅.卓越工程師培養(yǎng)中存在的問題及對(duì)策.中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2013（26）：32-32.

③ 劉敬春，劉利國(guó).基于協(xié)同創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)改革初探.機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2015（4）：142-143.