首页 > 论文范文 > 工程工业论文 > 重工业论文 > 机械工业论文 > 工程教育认证背景下机械制造技术基础教学改革研究

工程教育认证背景下机械制造技术基础教学改革研究

2024-08-21 135 上传者：管理员

摘要：针对机械制造技术基础课程教学过程中存在的重理论、轻实践，教学内容与企业实际需求存在较大差距；实践教学管理及考评体系不满足工程师的培养标准；专业教师的工程素养不能很好地满足实践指导三个方面问题，将课程实验和综合设计融入复杂工程问题建成“项目驱动系列”,使学生在校期间能够接受到“企业工程师”的工作模式，提高学生应用专业知识分析解决工程实践问题能力。

关键词：
企业工程师
工作模式
工程教育认证
机械制造技术基础
项目式教学
加入收藏

在新工科、国家一流专业、专业认证的引领下，内蒙古工业大学机械设计制造及其自动化专业2023版本培养方案中机械制造技术基础作为专业核心课，课程大纲的课程目标、毕业要求达成度都强调除了专业知识以外的解决复杂工程问题能力，尤其是在课程对应的实验、实践、课程设计环节。传统的分散实验、课程设计已经不能满足新技术、新产业、传统制造业的升级改造对专业技术人才的要求。

通过比较分析基于OBE理念的教学大纲毕业要求指标点，目前学校机制专业机械制造技术基础课程教学方面还存在如下问题：

(1)重理论、轻实践，课程教学内容与企业实际需求存在较大差距；

(2)缺少产业界的参与、行业的引导支持以及能与国际接轨的注册工程师制度和法律保障；

(3)实践教学管理及考评体系不适应工程师的培养，毕业生缺乏工程实践能力和创新意识；

(4)专业教师的工程素养不能很好地满足新工科对工程技术人员培养的实践指导。

基于以上原因，机械制造技术基础需要整合重构教学内容及附带教学实践环节，重新对机械、电子、液压多知识体系进行融合，构建基于企业用人需求的项目式教学设计，以满足国家、企业和学生自身发展的新要求。

1、教学目标与设计

针对学校机制专业应用型人才培养方案，以工程实践能力培养为主要依据，完善教学体系和课堂教学模式，实施项目式教学系列改革，将课程教学分成不同能力维度的项目系列，构建从低级到高级、简单到复杂逐层递进的能力进阶型探究式项目，让工程实践贯穿整个专业课教学过程。充分利用优慕课等线上课程网络资源建设教学项目库，完善开放式项目库的网络平台，争取利用2—3年时间逐步实现教学项目的规范化和标准化。主动联系校外优秀企业工程师，参与机制专业的综合设计和毕业设计指导工作，挖掘企业创新案例作为项目教学资源，使学生在校期间能够接受到“企业工程师”的训练模式，以期达到“零距离”的工程实践衔接，改善实践教学效果，切实提高学生应用专业知识分析问题和解决问题的综合能力，确保培养企业实际需要的应用型技术人才质量，为我国经济建设发展服务。

课题将借鉴先进的CDIO工程教育理念。以产品结构设计到装配运行为载体，以专业基础课与专业课之间的有机联系为实践载体，基于项目进行教学，让学生在“做中学”,通过逐层提高式项目系列化探究，逐步提高学生工程实践能力。

最终针对大三、大四学生进入专业课程的学习阶段，在机械制造技术基础课程开设过程中，学生分成3—5人小组设置综合项目，综合项目要求学生在企业参加生产实习和毕业实习过程中探寻项目的实施方案和创新点，实习期间和企业指导教师、校内带队教师进行面对面交流和解答，以期能够实现企业的技术革新、技术改造，提高企业生产线的自动化水平，改善企业产品功能，增加企业收益。

2、实施方案

机械制造技术基础属于机制专业的专业核心课程。主要让同学们掌握机械加工方法、机械制造工艺学、金属切削原理与机床等机械加工工艺方面的基本知识。涉及从毛坯加工制造到装配的全过程，课程目标是使学生掌握从工艺装备选择到装夹定位总体的机械加工制造过程，具备辨识机械制造过程中涉及新技术、新工艺、新方法的能力。

在课程讲述完机床、刀具、夹具，进行到机械加工工艺设计阶段的时候，学生对课程内容和知识体系有了初步认识。任课教师根据讲述过的内容开始布置初级项目任务，让学生带着任务去听课，这样每组同学领到项目任务需求后，对授课内容进行总结与反思。通过对典型零件加工工艺规程设计，其中包含毛坯设计、加工方法选择、机床与工艺装备选择、工艺参数选取等，让工艺设计贯穿课程实验、机、电、液综合实训和专业综合设计一实践教学环节，项目任务实施过程可以分为以下四个阶段：

(1)任务布置：

教师发布项目任务书，任务书包含所要设计零件的零件图，零件结构，以中等复杂程度为主。如常见的卡盘盘体、拨叉、齿轮箱、连杆、阀体等。任务书还需对项目任务进行相关细节说明，并提供必要的参考资料。任务完成需要提交工艺过程卡、工序卡以及工艺设计说明书。

(2)方案设计：

学生以3—4人为小组进行任务分工，通过查阅资料及组内讨论的方式，制定相应的工艺过程及加工方案。同学们领到的任务零件一般加工工艺过程在20道工序左右，组内每位同学大约设计5道工序，每组的组长负责给每位成员分配任务，因此，组长要率先制定出零件的加工工艺过程卡。

(3)项目实施：

每个小组组长负责收集组内成员设计过程中遇到的问题，与指导教师一起探讨工艺规程的合理性，指导教师将同学们设计的工艺方案存在的优缺点及可能导致的结果告知学生，最终由学生确定本组的工艺规程。

(4)工作总结：

指导教师根据学生提交的工艺规程报告、设计说明书，对各个组存在的共性问题进行点评，做出总结，为学生的专业学习和能力提升指明努力方向。

图1 机械制造技术基础课程与相关实践环节教学设计递进关系流程图

机械制造技术基础课程与相关实践环节教学设计递进关系流程如图1 所示。通过这样的项目式教学模式推动，建立一个考核机制，使课程教学与课程实验、机、电、液综合实训、专业综合设计成绩有机结合，从整体上评价作为一名专业技术工程师应具备的能力水平。通过这样的考核机制，能让学生在各个学习环节有的放矢，带着任务去做功课，在任务执行期考虑问题的全面性和正确性，避免了传统考核模式的单一性。

此外，学院一直注重年轻教师的实践能力提升，尤其是在机械设计制造及其自动化专业通过专业认证持续改进过程中，鼓励年轻教师每年有一次为期至少2周的企业实践培训经历，学院也多方联系一些技术水平、效益较好的制造型企业，为年轻教师实践能力提升创造更高更好的平台。截至目前，机制教研室17名教师，3人具有高级工程师资格证书，具有企业工作经历三年以上教师6人，企业实践能力提升实现全覆盖。

3、教学硬件配置

内蒙古工业大学机械设计制造及其自动化专业拥有内蒙古自治区先进制造重点实验室，现拥有多台多轴精密数控机床，世界先进水平的德国五轴联动数控加工中心DMU100, 沈阳机床VMC0856h五轴加工中心，高速高精度四轴运动控制实验台，数控车/铣床装调维修系统，车、铣削加工中心，透明液压综合试验台，PPCNC数控加工实验室等。还有新购置的虚拟仿真平台，实现计算机辅助制造，在线仿真验证加工过程。

此外还拥有特殊服役机器人重点实验室、感知技术与智能系统重点实验室、内蒙古制造业信息化生产力促进中心、内蒙古工业大学自动化研究所等教学实践平台和研究机构，为教学改革的实施提供良好的硬件平台支撑。

4、教学实施效果

围绕机械加工工艺设计与机械制造工程师培养，对机械制造技术基础课程及相关实践环节进行重构设计，通过实验室硬件整合与专业优势学科平台，建立情境化的教学体系。在实践教学环节普及数字化制作技术，提升学生及老师的实践能力，改善大学生的创新思维。以激发学生学习兴趣为促学的着力点，利用数控加工，按照加工工艺对项目进行制作，将课程打造成理论与实践结合，获取知识和掌握技能结合，完成作业与享受成就感结合，展示才艺和竞赛结合的场所，学生总有令人惊喜的作品出现，如图2所示。

通过本课程改革的实施使学生掌握了机械制造工艺过程中所涉及的机床、夹具、工装系统的选择，工序、工步划分，设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的零件加工工艺规程，并能够完成夹具设计、搭建典型的电液控制系统，为后续的机电装备课程设计打好基础。

图2 学生项目作品

5、结语

机械设计制造及其自动化专业2022年通过工程教育专业认证，持续改进教学中的各种问题。机械制造技术基础课程改革，整合梳理了专业理论与实践类课程资源，通过提炼核心知识点，按照项目进行表达重构。经过一轮的教学检验，学生受益匪浅，毕业生更贴近行业发展方向和岗位要求，培养了学生的职业操守和工匠精神。面向新工科的机械设计制造及其自动化专业机械制造教学体系初步建成，为省内兄弟院校相关专业的教学体系改革建设提供参考，本课程的教学模式在培养复合型人才方面具有一定推广价值。

参考文献:

[1]朱延松,汪胜陆.从理论教学和工程意识培养的角度谈切削原理与刀具设计课程教学[J].中国现代教育装备,2022,(01):99-100+103.

[2]林润燕.一体化下高校思政课“三教三改”教改分析[J].现代商贸工业,2024,45(05):216-219.

[3]赵国龙.机械制造技术基础课程的创新型教学方法与模式探讨[J].高教学刊,2021,7(22):47-50.

[4]班子轩,徐卫平,吴荻,等.线上线下混合式教学在工科课程中的应用——以“机械制造技术基础”课程为例[J].装备制造技术,2023,(05):192-196.

[5]闫世程,胡亚辉,刘婕,等.“机械制造技术基础”一流本科课程教学改革实践[J].教育教学论坛,2023,(17):109-112.

[6]何船,陶亮,王刚,等.基于CDIO理念的机械制造技术基础课程教学改革实践[J].中国现代教育装备,2020,(01):67-69.

[7]张培荣,杜劲,周婷婷,等.产教融合背景下机械制造技术基础课程教学方法研究[J].高教学刊,2024,10(06):6-10.

[8]周婷婷,张培荣.“机械制造技术基础”教学案例库建设[J].教育教学论坛,2023,(29):145-148.

[9]王譞,胡晨晨.基于OBE教学理念的创新创业课程项目式教改实践研究[J].现代商贸工业,2024,45(05):92-94.

基金资助:机制专业机电液一体化装备教学团队,内蒙古工业大学校级教学团队;

文章来源:李宗学,陈杰,刘江,等.工程教育认证背景下机械制造技术基础教学改革研究[J].现代商贸工业,2024,45(18):266-268.