淺談優(yōu)化《先進制造技術(shù)》課程教學(xué)方法

王磊+魏敏+張巍+王賢斐

摘要：結(jié)合《先進制造技術(shù)》課程教學(xué)內(nèi)容和機械類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，剖析授課對象特點，提出自主式教學(xué)課堂和應(yīng)用“案例+啟發(fā)式”相結(jié)合的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣，對提高教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的工程素養(yǎng)、工程實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識具有積極的推動作用。

關(guān)鍵詞：先進制造技術(shù)；自主式教學(xué)課堂；教學(xué)方法

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）22-0175-02

我校2013版人才培養(yǎng)方案中，《先進制造技術(shù)》課程是針對機械類專業(yè)開設(shè)的專業(yè)必修選修課程，目的在于通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解先進制造技術(shù)的基本內(nèi)容和國內(nèi)外先進制造水平；掌握先進制造技術(shù)中關(guān)鍵技術(shù)的新思想、新方法、新技術(shù)和其內(nèi)涵。培養(yǎng)和提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，工程素養(yǎng)能力和創(chuàng)新思維。

一、課程特點

1.教學(xué)內(nèi)容[1]和培養(yǎng)目標(biāo)特點。《先進制造技術(shù)》主要介紹的是一種大制造概念，闡述了目前制造行業(yè)的發(fā)展新方向。課程涉及現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)、先進制造工藝技術(shù)、制造自動化技術(shù)、現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)及其他先進制造技術(shù)。融合機械、材料、電子、信息、生物和管理等多學(xué)科，具有多學(xué)科的交叉性，更具有動態(tài)性和前沿性，其教學(xué)內(nèi)容龐雜，更新速度較快。在完成教學(xué)內(nèi)容的同時，以培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)、工程實踐和綜合應(yīng)用能力為目標(biāo)，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識。

2.授課對象的特點。我校2013級人才培養(yǎng)方案中，該課程主要針對我院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)和工業(yè)工程專業(yè)開設(shè)，目的在于通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解和掌握先進制造技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)課程體系需求，該課程安排在整個課程體系最后，在大四第一個學(xué)期授課。此階段的學(xué)生忙于考研，公務(wù)員考試，各類招聘面試、考試等各項事務(wù)，對于專業(yè)選修課僅僅認為拿到學(xué)分即可，這有悖于開設(shè)該課程的初衷。因此，如何通過短短的32的課時學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，主動學(xué)習(xí)該課程知識，并且達到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)，是任課教師應(yīng)該重點思考的問題。

二、改進教學(xué)方式

教學(xué)方式的多樣性，是為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進教學(xué)順利開展，提高教學(xué)效果，達到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。在課堂教學(xué)中以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，轉(zhuǎn)變學(xué)生角色，使學(xué)生由被動接收變主動自學(xué)，由被動學(xué)習(xí)變主動理解，積極參與到課堂教學(xué)中來。

1.建設(shè)自主式學(xué)習(xí)課堂[2]。針對該課程概念多，內(nèi)容前沿和更新速度快等特點，提出自主式課堂教學(xué)。課堂中，教師引導(dǎo)全體學(xué)生主動參與教學(xué)，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生參與教學(xué)，激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中主動獲取、主動發(fā)展的動力，改變被動地灌輸與接受。首先，教師應(yīng)上好第一堂課。根據(jù)課程所涉及的內(nèi)容結(jié)合當(dāng)前制造行業(yè)的熱點問題提煉出相關(guān)話題，例如納米加工、高速切削、高精密加工、工業(yè)機器人、3D打印等；其次，轉(zhuǎn)變學(xué)生角色，將學(xué)生按3—4人分組，小組學(xué)生應(yīng)根據(jù)問題從具體應(yīng)用入手結(jié)合知識點完成PPT、動畫的制作；再次，完成10—15分鐘的學(xué)生授課，并回答任課教師和其他學(xué)生提出的問題。最后，教師對該組學(xué)生的講課內(nèi)容進行講評，并完成該組學(xué)生授課內(nèi)容的知識拓展。在這個過程中，小組組長根據(jù)各成員優(yōu)勢進行任務(wù)協(xié)調(diào)，主動完成查閱資料，動畫制作、PPT制作和課堂講授。機制2013級學(xué)生授課過程中，講述的“3D打印先進制造技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用”，學(xué)生針對該問題，以“3D打印一體成形自行車”為例，從設(shè)計、材料選取、工藝、制造、裝配和庫存的整個制造工藝過程。通過該環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生更好地理解該課程中涉及到的各個學(xué)科的知識。學(xué)生通過查閱大量資料，完成該項工作，在這種自主學(xué)習(xí)的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和閱讀文獻、整理文獻的能力和語言表達能力，同時也培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計做好前期準(zhǔn)備。

2.啟發(fā)式+案例式教學(xué)法[3]。針對機械設(shè)計制造專業(yè)學(xué)生在授課過程中重點講述：現(xiàn)代設(shè)計、工業(yè)技術(shù)、制造自動化技術(shù)，這些章節(jié)中概念多，學(xué)生容易感覺到枯燥，所以在授課過程融合了啟發(fā)式教學(xué)、案例式教學(xué)等多種教學(xué)手段。案例來自生產(chǎn)實例、第二課堂或先導(dǎo)課程《機制工藝學(xué)》的課程設(shè)計。教學(xué)過程中，教師應(yīng)準(zhǔn)備好案例和引導(dǎo)問題，從案例入手提出問題，經(jīng)學(xué)生討論，最終解決問題。教師做好引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生思考，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，有效地提高教學(xué)效果。在講授先進制造工藝技術(shù)內(nèi)容時，以“全國大學(xué)生工程能力綜合競賽”中的閥芯和閥體設(shè)計制造及配合為例，從制造精度和配合精度等方面設(shè)計問題。對《機械制造基礎(chǔ)》中的材料加工方法，《機械制造工藝學(xué)》中尺寸測量方法、精度檢測和公差配合等進行回顧。通過此過程對課程體系進行串聯(lián)，培養(yǎng)并提升學(xué)生思考問題，分析問題，解決問題的能力。

三、現(xiàn)場教學(xué)，理論聯(lián)系實際

在制定2013級培養(yǎng)方案時，我院先進制造技術(shù)相關(guān)實驗室并未建設(shè)，該課程為32理論學(xué)時，并未設(shè)置實驗學(xué)時。但隨著學(xué)?！耙皇∫恍！表椖宽樌七M，學(xué)院建設(shè)了數(shù)控加工實驗室、柔性裝配生產(chǎn)線（油泵）、3D打印實驗室、數(shù)控網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造實驗室和精準(zhǔn)測量實驗室等一系列現(xiàn)代制造實驗室。授課教師根據(jù)講述知識點，將理論課堂講解轉(zhuǎn)到實驗室講解，授課教師可邊演示邊授課。例如：講述現(xiàn)代設(shè)計方法中反求工程內(nèi)容時，將課堂設(shè)在三坐標(biāo)三維測量實驗室，講解機制工藝學(xué)中的形位誤差、尺寸精度測量等概念，通過對零件的三維掃描，逆向反求零件三維實體模型。通過實踐聯(lián)合理論的方法，提高學(xué)生的分析問題和解決問題的能力，增強學(xué)生的實踐動手能力，提升第二課堂實施效果和畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量。課程結(jié)束后，鼓勵學(xué)生走進實驗室，應(yīng)用所學(xué)的理論知識解決實際問題。鼓勵學(xué)生借助實驗室的先進制造設(shè)備完成《機械制造工藝學(xué)》課程設(shè)計中涉及的軸類、盤套類零件加工，畢業(yè)設(shè)計虛擬樣機的3D打印模型。鼓勵學(xué)生參加學(xué)校的第二課堂，申報校級SRP項目、國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、“互聯(lián)網(wǎng)+”項目、創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項目等；參加“全國大學(xué)生工程能力綜合競賽”、“全國3D設(shè)計大賽”等全國重要大賽，學(xué)生在“全國大學(xué)生工程能力綜合競賽”中取得三等獎，“全國3D設(shè)計大賽”中榮獲全國一等獎的好成績，使學(xué)生的工程能力得以實現(xiàn)和提升。

先進制造技術(shù)是一門多交叉學(xué)科知識的匯總，授課過程中立足于先進制造技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容的特點，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方式等方面不斷改進，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提升學(xué)生的分析問題能力、解決問題能力、綜合應(yīng)用能力；增強學(xué)生工程素養(yǎng)、工程實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，以適應(yīng)機械工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，并更好地適應(yīng)今后工作需求。

參考文獻：

[1]李文.先進制造技術(shù)[M].湖北：華中科技大學(xué)出版社，2014.

[2]張有強.先進制造技術(shù)課堂戶主教學(xué)法探討與實踐[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2012，（17）：32-33.

[3]李國偉.面向“卓越計劃”的“先進制造技術(shù)”教學(xué)改革探索[J].中國電力教育，2014，（21）：31-32.

Elementary Discussion on the Optimizing Teaching Methods of "Advanced Manufacturing Technology"

WANG Lei，WEI Min，ZHANG Wei，WANG Xian-fei

（College of Machinery and Electricity Engineering，Shihezi University，Shihezi，Xinjiang 832000，China）

Abstract：With the combination of the content of the course of "Advanced Manufacturing Technology" and the training target of the major in Mechanical Engineering，and the dissection of the students characteristics，a teaching method which is combined with the autonomous teaching classroom and the application of "Case and Illumination" is proposed for the motivation of autonomous learning interest. The proposal has a positive reinforcement for the enhancement of the quality of teaching as well as the promotion of the engineering accomplishment，the engineering practice ability，and innovation and entrepreneurship awareness.

Key words："Advanced Manufacturing Technology"；autonomous teaching classroom，teaching method