機(jī)械自動(dòng)化制造系統(tǒng)課程建設(shè)及教學(xué)方法的探討

王偉 李樹(shù)森 李健

摘要：針對(duì)機(jī)械自動(dòng)化制造系統(tǒng)課程綜合性強(qiáng)、理論與實(shí)踐結(jié)合緊密的特點(diǎn)及其在當(dāng)前教學(xué)中存在的問(wèn)題，從激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與能力培養(yǎng)、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法與手段、革新考核手段等方面，對(duì)課程建設(shè)和教學(xué)方法提出了一些建議和探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)械自動(dòng)化制造系統(tǒng)；課程建設(shè)；能力培養(yǎng)；教學(xué)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）18-0182-02

機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展為制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、智能化提供了必要的技術(shù)保障，我國(guó)由“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”轉(zhuǎn)型，迫切需要大量的機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)實(shí)用型、創(chuàng)新型人才。為了更好地適應(yīng)高等教育培養(yǎng)模式的需要，培養(yǎng)高端實(shí)用型、創(chuàng)新型人才，本著對(duì)學(xué)生就業(yè)負(fù)責(zé)、為社會(huì)服務(wù)的原則，根據(jù)企業(yè)的反饋信息，結(jié)合我校機(jī)械專(zhuān)業(yè)特色（林業(yè)機(jī)械、木材機(jī)械），合理開(kāi)展課程建設(shè)，提高教學(xué)質(zhì)量就顯得尤為重要。

機(jī)械自動(dòng)化制造系統(tǒng)是一門(mén)綜合了自動(dòng)化原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、檢測(cè)、控制和管理多學(xué)科知識(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。為了更好地適應(yīng)高等教育培養(yǎng)模式以及人才市場(chǎng)的需要，本文基于CBE/DACUM的教學(xué)思想，對(duì)我校機(jī)械自動(dòng)化制造系統(tǒng)課程的建設(shè)和實(shí)施進(jìn)行了一些探討。

一、教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容的確定

1.教學(xué)目標(biāo)的確定。人才市場(chǎng)需求信息分析顯示，機(jī)械制造業(yè)是我國(guó)當(dāng)前和相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)人才需求十分旺盛的行業(yè)。在本領(lǐng)域內(nèi)需要培養(yǎng)適應(yīng)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)向高科技、高精度、高質(zhì)量、高效率，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)制造傳統(tǒng)工藝、現(xiàn)代先進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)及企業(yè)管理等知識(shí)和技能，熟悉各種機(jī)械加工設(shè)備，能夠熟練應(yīng)用機(jī)械CAD/CAM技術(shù)，并具有一定組織管理能力的技術(shù)應(yīng)用型人才。

基于上述行業(yè)發(fā)展對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才需求的趨勢(shì)，我們的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生將所學(xué)的基礎(chǔ)理論和相關(guān)技術(shù)靈活應(yīng)用于自動(dòng)化制造系統(tǒng)中去，讓學(xué)生知道在實(shí)際制造自動(dòng)化系統(tǒng)建立和實(shí)現(xiàn)過(guò)程中應(yīng)用什么知識(shí)以及如何應(yīng)用。旨在使學(xué)生了解國(guó)內(nèi)外機(jī)械自動(dòng)化制造系統(tǒng)的前沿技術(shù)，開(kāi)闊思維，拓寬知識(shí)面，掌握機(jī)械自動(dòng)化制造系統(tǒng)的理念與方法，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維與工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。

2.教學(xué)內(nèi)容的確定。本課程是對(duì)以前的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的擴(kuò)展，主要圍繞機(jī)械自動(dòng)化制造系統(tǒng)的各主題，系統(tǒng)介紹各種機(jī)械自動(dòng)化制造系統(tǒng)的理念與裝備技術(shù)。結(jié)合行業(yè)發(fā)展對(duì)本專(zhuān)業(yè)學(xué)生需求的趨勢(shì)及課程培養(yǎng)目標(biāo)，機(jī)械自動(dòng)化制造系統(tǒng)課程教學(xué)內(nèi)容如圖1所示。主要包括：機(jī)械自動(dòng)化制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的理論與方法；制造過(guò)程自動(dòng)化的新技術(shù)、新方法及其發(fā)展趨勢(shì)；自動(dòng)化系統(tǒng)的系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理及方法；制造系統(tǒng)自動(dòng)化控制；制造系統(tǒng)物料的自動(dòng)化傳輸；制造系統(tǒng)的自動(dòng)化檢測(cè)與監(jiān)控；制造系統(tǒng)的自動(dòng)化裝配；制造系統(tǒng)的自動(dòng)化管理等方面的內(nèi)容。

機(jī)械自動(dòng)化制造系統(tǒng)課程涉及機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、微電子技術(shù)及信息技術(shù)等多學(xué)科等相關(guān)技術(shù)。要求學(xué)生已掌握的知識(shí)很多，因此，為避免與其他相關(guān)課程內(nèi)容重復(fù)，授課過(guò)程中應(yīng)盡量使理論與實(shí)踐結(jié)合，重點(diǎn)突出各種技術(shù)在自動(dòng)化制造系統(tǒng)中的應(yīng)用。

二、教學(xué)方法改革

教學(xué)方法的改革，是教學(xué)研究永恒的課題，是大面積提高教育教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。為此，結(jié)合本校本專(zhuān)業(yè)的實(shí)際，針對(duì)制造自動(dòng)化技術(shù)綜合性強(qiáng)、理論與實(shí)踐結(jié)合緊密的特點(diǎn)，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)方法的改革。

1.變單純傳授知識(shí)為在傳授知識(shí)過(guò)程中重視能力培養(yǎng)。（1）緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，更新教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維。信息時(shí)代，技術(shù)發(fā)展日新月異，為了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，在每輪教學(xué)中都會(huì)刪減和補(bǔ)充一些內(nèi)容，將最新的制造自動(dòng)化技術(shù)引入到教學(xué)內(nèi)容中。例如：在教學(xué)中引入最新的3D打印技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)等，在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識(shí)。（2）理論與實(shí)踐相結(jié)合，引入實(shí)際科研內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。企業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)技術(shù)應(yīng)用型人才，而學(xué)生所欠缺的正是能夠解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為此，在教學(xué)中引入科研內(nèi)容，既調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，又培養(yǎng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力。例如：在講解建立自動(dòng)化制造系統(tǒng)模型部分時(shí)，在介紹了幾種建模方法后，將林業(yè)機(jī)械、木工機(jī)械科研領(lǐng)域建模問(wèn)題引入教學(xué)中，在突出我專(zhuān)業(yè)特色的同時(shí)，使學(xué)生具有了針對(duì)具體問(wèn)題，應(yīng)該采用何種技術(shù)，如何去解決問(wèn)題的能力。（3）重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，開(kāi)發(fā)合理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神。為了配合課堂教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力。專(zhuān)業(yè)有針對(duì)性的購(gòu)置了10套實(shí)驗(yàn)設(shè)備。目前，利用這套設(shè)備開(kāi)發(fā)了6個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、自動(dòng)化檢測(cè)、自動(dòng)化控制等內(nèi)容，與課堂教學(xué)內(nèi)容結(jié)合緊密。目前開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)有：循跡履帶小車(chē)與傳送帶實(shí)驗(yàn)，攪拌器與撥送機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)，自動(dòng)臺(tái)燈與推送機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)，平動(dòng)機(jī)械手小車(chē)組裝與運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，收放繩索吊車(chē)組裝與運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，姿態(tài)機(jī)械手組裝及運(yùn)行實(shí)驗(yàn)等。在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，如圖2所示。實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生3～5人一組，要求學(xué)生根據(jù)老師提出的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合上述6個(gè)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行探索性、創(chuàng)新型的自動(dòng)化制造生產(chǎn)線設(shè)計(jì)、組裝、檢測(cè)及控制實(shí)驗(yàn)，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、解決工程實(shí)踐問(wèn)題能力的同時(shí)，也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

2.變重教法輕學(xué)法為教法學(xué)法同步改革，提高教與學(xué)的效果。（1）利用現(xiàn)代教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。在教學(xué)過(guò)程中，充分利用現(xiàn)代教學(xué)方法和手段，改變傳統(tǒng)授課模式。在授課中，教師系統(tǒng)講解原理和方法后，利用多媒體課件，用影像、聲音、文字、動(dòng)畫(huà)演示等手段，將教材內(nèi)容生動(dòng)形象的展現(xiàn)在學(xué)生眼前，并有針對(duì)性地提出問(wèn)題，交給學(xué)生去討論問(wèn)題、解決問(wèn)題。變教師為中心為學(xué)生為主體，讓學(xué)生成為課堂的主角，從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。（2）布置綜合性作業(yè)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能。學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能是無(wú)限的，如何去開(kāi)發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能呢？為此，課程結(jié)束后，會(huì)有針對(duì)性地布置幾個(gè)綜合性作業(yè)，要求學(xué)生選擇其中之一分組完成。例如：AGV小車(chē)設(shè)計(jì)大作業(yè)，由學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，自主完成設(shè)計(jì)。在學(xué)生針對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱資料，提出設(shè)計(jì)方案，到最終完成設(shè)計(jì)的過(guò)程中，學(xué)生充分發(fā)揮了學(xué)習(xí)潛能，提高了學(xué)習(xí)效果。（3）培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)，綜合考核學(xué)生能力。管理能力、創(chuàng)新能力、綜合分析能力、溝通能力是企業(yè)最看重的能力。如何通過(guò)考核，體現(xiàn)學(xué)生的各方面能力，也是一個(gè)需要思考的問(wèn)題。結(jié)合我?？荚嚪椒ǜ姆ǎ瑢?duì)課程考核方法做出了相應(yīng)嘗試和調(diào)整。

在對(duì)學(xué)生的考核中，平時(shí)成績(jī)占10%（通過(guò)平時(shí)課堂表現(xiàn)和大作業(yè)進(jìn)行考核），實(shí)驗(yàn)占10%，卷面考試占80%。在以后的教學(xué)中，大作業(yè)、實(shí)驗(yàn)在考核中的比例會(huì)根據(jù)需要進(jìn)一步增加，以更合理地反映學(xué)生綜合素質(zhì)。

三、結(jié)論

在機(jī)械自動(dòng)化制造系統(tǒng)課程建設(shè)和教學(xué)改革中，基于CBE/DACUM的教學(xué)思想，通過(guò)企業(yè)人才需求調(diào)查，確定了本課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容；在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)引入最新制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)、科研項(xiàng)目及開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，變單純傳授知識(shí)為在傳授知識(shí)過(guò)程中重視能力培養(yǎng)；利用現(xiàn)代教學(xué)方法、綜合性作業(yè)以及合理的考核方法，變重教法輕學(xué)法為教法學(xué)法同步改革，提高了教與學(xué)的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]王文琴，費(fèi)賢舉，莊燕濱.CBE/DACUM在應(yīng)用型本科教育中的應(yīng)用[J].常州工學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，（4）：81-85.

[2]湯文軍.基于自主學(xué)習(xí)的課程建設(shè)與教學(xué)改革實(shí)踐探索[J].紹興文理學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，（2）：114-116.

[3]孫寶軍.應(yīng)用型高?！稒C(jī)械制造工藝學(xué)》課程建設(shè)的研究[J].科技信息，2010，（1）：878-879.

[4]王東生.應(yīng)用型本科“互換性與技術(shù)測(cè)量”課程建設(shè)及教學(xué)改革實(shí)踐[J].新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，（1）：71-74.

[5]黃小龍.面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的“機(jī)械原理”課程建設(shè)[J].中國(guó)電力教育，2013，（22）：94-95.