时间：2022-09-05 01:16:09
引言：易发表网凭借丰富的文秘实践，为您精心挑选了九篇机械制造课程设计范例。如需获取更多原创内容，可随时联系我们的客服老师。
课程设计（CurriculumDesign）是大学某一课程的综合性实践教学环节。一般是对该课程的理论和实践内容的综合性应用和考察，旨在使学生获得促进其迁移的进而促使学生全面发展的具有教育性经验的计划和方案。课程设计突破了课程局限于课堂教学中的界定，把积累、迁移、促进学生创新能力培养等多方面因素作为指标，是教育过程中不可或缺的重要环节。机械制造技术基础课程设计是工科类院校机械专业针对《机械制造技术基础》这门课程展开的综合性实践教学环节，该课程整合了机械加工方法、机床、刀具、夹具和工艺规程设计等原来分属多门课程的主要内容，其涵盖内容广、理论联系实际密切，是在学生学习完理论基础课和机械专业基础课的基础上开设的一门综合性技术学科。本课程设计则是在课程理论教学的基础上展开的，是对学生理论知识进行考察、巩固和加深的非常好的实践环节，其目的是“培养学生掌握机械零件的加工工艺过程所需要的机械制造技术知识，包括机床、夹具、刀具、量具等工艺装备的选择与使用，培养学生应用现代设计方法和手段解决工程实际问题的能力”。课程设计的创新性改革是进行《机械制造技术基础》课程教学创新能力培养改革中不可或缺的一个环节。
二、课程设计主要内容
通常，机械制造技术基础课程设计采用理论教学、生产实习、课程设计分段实施，学生在经过72学时的理论基础课程学习后，由指导教师带领，深入合作企业进行为期一个月的生产实习。通过观察和学习，进一步了解和熟悉机械零件的典型加工和工艺过程，并在此过程中，对课堂学习所掌握的理论知识进行反复加深、掌握。接下来，学生们返回学校，集中三周进行课程设计，对所学习的理论、实践知识加以应用。本课程设计的主要内容按下面四个阶段进行：第一阶段，由指导教师下达设计任务，为学生提供零件图、设计要求，讲解设计过程及注意事项。第二阶段，学生针对设计题目进行零件的结构分析和工艺设计，通过分析、讨论、计算，确定毛坯结构和尺寸，并设计完成该零件的详细工艺规程，制作出工艺过程卡片及工序卡片。第三阶段，针对工艺规程设计结果，选择典型表面的加工工序进行专用夹具结构设计，通过方案分析，选取和设计定位元件、夹紧机构、导向元件、夹具体等关键部件，并做出夹具装配图、典型零件图若干。第四阶段，学生完成设计报告，提交设计成果，然后根据每个人的设计内容、平时成绩，进行成绩的评定。
三、教学问题及改革方案
近年来，随着课堂教学的改革，工科院校的扩招，计算机等相关学科的发展，传统的机械制造技术基础课程设计逐渐显现出教学质量下滑的倾向。因此，研究和探讨如何改进和加强这一环节，切实提高机械制造技术基础课程设计教学质量，充分利用课程设计培养学生的工程实践能力，成为摆在我们面前的一个重大课题。通过对机械制造技术基础课程设计的深入调查研究，并结合多年来的教学工作经验，笔者针对课程设计中存在的几方面问题提出相应改革方案。
1.充分调动学生积极性，解决学生对课程设计的重要性认识不足的现状。在进行本课程设计时，学生已进入大四上学期，很多同学进入毕业前的忙乱或茫然阶段，找工作、考研或对即将离校后的生活不知所措，对课程设计兴趣不高，学习态度不够端正，没有正确认识到课程设计对学习和培养工程师基本设计素质的重要影响，这些不良情绪往往会造成他们不能积极主动地投入课程设计工作。在以往的教学实施过程中，总有部分学生对待课程设计不负责任、敷衍了事，无法达到预期的教学要求和课程设计目的。为改善现状，本文笔者深入学生中与他们进行交流、沟通，了解学生所处的状态，积极引导、解决他们面临的问题。在课程设计开始之前集中召开动员大会，向学生讲清楚课程设计的重要性和必要性，使学生明确课程设计的作用、地位以及对今后学习和工作的影响，同时结合设计任务对学生进行讲解，使学生提高认识，端正态度，自觉地投入到课程设计工作中去。
2.注重课程设计选题的新颖性、先进性，避免选题单一，重复率高。多年来，大多数学校开设的机械制造技术基础课程设计都是针对拨叉类零件进行加工工艺设计和机床夹具设计，这类零件结构典型，大多是金属切削机床的操纵部件，可以很好地将教学和设计内容联系起来，既有助于加深对机构的理解，又易于切入设计任务。但长期重复单一设计题目，很容易使学生懒于思考、相互抄袭，限制了学生的创新设计思维。结合《机械制造技术基础》课程特点，通过参观机械制造综合实验室熟悉各类机床零部件，同时结合生产实习环节中常见的零件进行考察、分析，遴选出结构典型、难度适中的零件进行设计题目的扩充和更新，尽量做到设计选题新颖、难度适中。同时，指导教师还积极鼓励学生通过各种途径自选题目，经老师审核后选用，保证各组题目不重复，组内每人的任务各有特色。这样的设计不仅激发了学生的主动性，培养了学生创新能力，同时也减少或杜绝了抄袭现象。
3.合理安排设计时间，采用先进设计手段解决时间紧任务重、绘图手段落后问题。机械制造技术基础课程设计内容涉及大量的分析、计算和绘图工作，设计难度较之前的课程设计大大增加，这就要求学生在设计过程中要积极思考，充分运用所学结合实践来完成。而设计时间只有三周甚至是两周，这往往会使学生在设计初期不知如何下手，自我思考的时间受到限制，解决工艺参数计算和定位误差分析等问题时，为了赶进度加班加点，过于劳累。还有个别同学急于求成，照搬甚至抄袭别人的设计内容。在学生的设计中，多数仍采用手工绘图，一方面手工绘图时间长，增加设计的任务量；另一方面目前绝大多数企业均采用计算机绘图技术，且学生们在校期间也学习过多种计算机绘图方法，手工绘图手段不能很好地锻炼学生的计算机绘图能力，与实际工作脱节。如此一来，课程设计的质量大大受到影响，无法达到预期的设计效果。针对上述现象，本文从改进课程设计的时间及安排着手，将课程设计融合到《机械制造技术基础》理论课程的教学和生产实习环节中，提前下达设计题目，让学生在课程学习的过程中熟悉设计任务，引导其积极、主动地学习相关知识，并在生产实习环节安排有针对性地参观和学习，这样既可以让学生提前了解课程设计中零件的结构、特点和功用，也大大激发了学生的学习兴趣。
4.课程设计中注重创新思维的培养，避免学生限于传统陈旧的思维框架。一直以来，机械制造技术基础课程设计都是基于传统的设计模式，指导教师也是以简单练习为出发点，让学生按部就班地按照课本上的步骤、题目进行设计，虽说也可以让学生得到一定的锻炼，但也限制了学生思维的创造力。“设计”从一定意义上来说就是一种“创新”。没有“创新”的设计只能是模仿别人的一种陈旧的设计，只有创新设计才有可能超越过去，创造未来，只有创新才能在激烈的市场竞争中占有一席之地，才有可能超越对手。
5.改革成绩评定方式，进一步规范。由于设计过程中三四个学生一组，进行同一个零件的工艺分析和夹具设计，难免会有个别同学偷懒抄袭的现象，那么仅凭平时表现和设计成果由指导教师直接判定成绩难免会出现偏颇，无法达到全面、公平的评定效果。我们应该在设计过程中采取自评、互评、教师置疑、小组答辩的方式，公平、公正地对学生的设计给予合理的肯定和评定，营造良好的学风和教风。自评即在设计过程中由学生结合评分标准进行自我评价，找出不足进行改善，争取取得更好的成绩；自评结束后，让学生两两结合进行互评，给出成绩并互相学习互相促进；最后由教师组织分组答辩，结合自评、互评、答辩成绩给出最终成绩。
四、改革成效
近年来,受多种因素的影响,普通工科院校的机械制造工艺学课程设计普遍存在着一些问题。
(1)学生不重视课程设计,缺乏兴趣,存在应付了事的思想。
(2)机械制造工艺学课程设计教学时间安排不合理,在课程设计专周期间,学生还要准备其他各种考试,或者忙于求职等,无暇顾及课程设计。
(3)由于高校扩招后,生源素质有所下降,部分学生对理论知识掌握不好,课程设计自然无从下手,因而抄袭现象时有发生。
(4)学生缺乏吃苦耐劳精神,在处理课程设计这种比较复杂的问题时,不愿意积极主动地寻求解决途径,同时不愿意反复修改课程设计成果,存在畏难情绪,学生总是希望老师告诉他们应该怎样去做,成为“复印机”。
2机械制造工艺学课程设计的改革探索
机械制造工艺学课程设计要求学生针对一个中等复杂程度的零件编制一套机械加工工艺规程,设计一副教师指定的加工工序的专用夹具,并撰写设计说明书。学生应该在老师的指导下,认真地、有计划地、独立完成设计任务,整个课程设计侧重于让学生掌握机械零件加工工艺编制的完整过程。针对机械制造工艺学课程设计所出现的问题,从多方面入手,综合应用多种教学手段提高课程设计的教学质量。
2.1重视设计题目选择
选题要能充分实现教学目标,针对应用型本科培养的目标,机械制造工艺学课程设计所指定的零件应有很强典型性和现实性。首先,所用零件要有典型性,课程设计用到的零件应该是轴类、盘盖类、箱体类和异形零件中的代表性零件;其次,所选零件结构相对简单,加工工艺要求不高,旨在让学生能够掌握加工工艺设计的全过程,能够独立完成;最后,要鼓励学生从生产实践中或从生活中自选零件作为设计用零件。课程设计中选定的零件复杂程度不同,所造成的零件加工和夹具设计的难度也大不一样,学生可以根据自己的实际情况和兴趣爱好自由选择。教师在评定成绩的时候应该将零件加工的难易程度等因素考虑其中。这样就有利于不同能力学生水平的发挥,提高学生对专业课课程设计的积极性,增强学生的自信心。选题要能承接先修课程,选题要承接先修的机械测绘课程设计、金工实习及生产实习等课程。机械测绘课程设计使学生初步了解典型零部件的结构、装配关系和零件的连接方法;金工实习和生产实习有利于在课程设计中合理的选择加工方法和定位方案,机械零件的三维造型的学习,为学生提供了比较直观的设计成果,有效地克服了目前学生中普遍存在空间想象力问题所导致的二维制图错误百出的问题。课程所选题目能够紧密联系先修课程,这样既有利于培养学生工艺设计和夹具设计等方面的能力,又能训练计算、绘图、查资料、执行标准等基本技能。
2.2改进教学组织模式
改变传统的设计小组分组模式,在学生安排方面可根据零件的复杂程度确定每一个组的学生人数,但是在确定每一组学生时,指导老师往往根据学生理论课成绩的高低,把成绩好的和成绩差的分在同一设计小组,以图能够完成设计任务和减少教师的指导难度。而今大学生个性心理普遍较强,这样的分组方式会引起部分成绩较差学生的误解,认为这是教师的一种歧视,因而对设计有抵触情绪,不利于学生的课程设计。指导教师可以根据学生名单的顺序依次分组,实践表明,学生们之间的互相帮助和讨论并非一定要在同一小组内进行,所以顺序分组并不会影响学生间的相互协助。改变传统教学组织模式,一般工科院校采用两周左右教学专周来组织课程设计,这样虽然便于教学组织管理,但是设计任务过于集中,在此期间,学生既要完成课程设计,可能还要忙于其他考试,往往使得学生应付课程设计,缺少充足的思考时间。为了改变这一现状,指导教师在理论课程开始时就下发课程设计任务书,这样,学生会带着任务或问题学习理论课程,学生有充分的课外时间查资料、定方案、改错误。教师也有充足的时间解答学生的疑问,更可把课程设计中具有代表性的问题作为案例教学,将课程设计的问题与难点分解到整个教学过程。经过理论教学和课程设计同步进行,学生在设计专用周里能够很快进入状态,有充足的时间思考和修改,提高了设计质量,同时也丰富了理论教学。
2.3计算机辅助课程设计全过程
随着计算机技术的发展,现代工程技术人员在实际工作中广泛采用计算机辅助设计。但在传统的机械制造工艺学课程设计中,出于训练学生工程设计基础技能的需要,指导教师往往要求学生手工绘制设计图纸,这与工厂工艺技术人员实际工作情况相背。因此,我们要求学生尽量采用计算机辅助设计方式。首先,利用成熟的CAPP软件进行工艺设计,其次,运用三维CAD软件设计专用机床夹具并转化为二维图纸用于生产制造,然后,利用有限元分析软件进行夹具关键零件的强度和刚度分析,最后,利用常用办公软件撰写课程设计说明书等。通过全程计算机辅助设计,培养学生的计算机应用能力,提高了设计效率,把更多的时间用于思考,同时也弥补了学生空间想象能力差和二维制图错误多的状况。
2.4提高教师的指导效果
现代教育强调以学生为主体,教师为主导。课程设计应由学生独立完成,不能依赖教师。但是机械制造工艺学课程设计包括工艺路线制订、定位夹紧方案设计、工艺参数选择、夹
具结构设计等,学生往往感到已知条件太少而无从下手。实践表明,机械制造工艺课程设计应借助教师的步步引导,不能完全放任,教师的指导是课程设计能否完成的关键。改善指导方式,教师应采用集体与个别相结合的指导方式。设计前一定要把任务交代清楚;中间穿插集体指导,解决共性问题;后期主要是检查与纠正细节。针对学生能力和基础上的差异,教师要注重因材施教。学生完成一部分设计后,送交教师批阅作为总评的依据,教师能对每个学生的设计情况进行动态检查。建立正确的指导理念,教师应有正确的指导理念。 (1)要有参与意识,教师不能只作旁观者,教师的参与往往起到很好的示范效果。
(2)对学生在设计中的遇到困难,指导教师不要急于给出解决方案或者过早地给问题下结论,要多引导和启发学生,给出解决问题的思路或者需要查阅的参考资料等,不可代替学生去做。
(3)要把握好指导的度,指导教师不要过分地强调合理性而过多或频繁的指出学生设计中的“错误”,这样会使学生“不敢”设计下去,对设计失去了信心。对于学生的某些设计成果,只要不是原则性错误,指导教师应该多肯定同时也要指出这样设计的弊端,多鼓励学生大胆独立地设计。
(4)要引导学生树立正确的设计思想,设计是一个反复推敲、反复修正、不断创新的过程,引导学生从错误和失败中找到问题所在,在反复地修改中体会理论知识。
2.5成绩评定
在设计完成后,安排时间分组进行答辩,答辩是教师检查设计质量高低和辨别抄袭的有效手段,也是对暴露出来的共性问题进行的一次集中答疑。同时通过答辩也锻炼了学生的口头表达能力。答辩既不能流于形式,也不能拘于形式,师生要认真做好答辩的准备和组织工作。答辩时,首先将本组完成的工艺卡提交给教师,由一名学生担任主要答辩人,对该组在零件工序设计的理由和每位组员在设计过程中所做的工作描述,阐述在设计过程中出现的各种问题以及组员是如何解决这些问题的等,其他小组成员协助主答辩人回答教师的提问;然后小组的每一位同学相老师展示自己所设计的夹具图纸,指导教师对每一位同学的设计成果的相关问题提问并对学生的回答和设计成果进行点评,当场给出课程设计成绩等级。课程设计成绩评定应该以图纸、计算说明书和答辩成绩为主,兼顾设计态度等表现;同时,评定成绩要有一个相对固定的考核标准,但又不拘泥于该标准,要鼓励学生大胆合理创新,创新意识在考核成绩中应有所体现。课程设计的最后成绩由工艺设计成绩和夹具设计成绩两部分组成,工艺设计成绩占40%,夹具设计成绩占60%。工艺设计部分的成绩根据小组提交的工序卡和答辩情况总体给分。夹具设计部分成绩是根据个人的夹具设计成果、答辩表现和平时表现等综合给分。
关键词：机械制造技术基础；教学方法；课程设计
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）30-0218-02
引言
“机械制造技术基础”课程设计是“机械制造技术基础”课程结束后的实践性教学环节，是对该课程所学知识的巩固和系统应用。该课程设计专业性特色突出，培养锻炼学生在独立检索资料、查阅相关设计手册、综合分析论证设计方案、理论计算、工程制图、计算机应用、编写技术文件等方面的工程实践能力。[1]
一、课程设计存在的问题
1.“三多三少”问题。该课程设计是将综合知识合理运用并有机结合起来的训练过程，涉及机械制造工艺学、金属切削原理与刀具、金属切削机床及机床夹具设计等内容，应用知识较多；设计内容工作量较多，包括专用刀具、工艺规程制定、专用夹具设计三方面内容；参加设计的学生人数较多。同时，学生综合运用理论知识和信息资料的能力较欠缺；为期3周的设计时间较少；指导课程设计的教师人数较少。
2.“三不”问题。学生自主性不强。首先，学生对课程设计重要性认识不够，比较懈怠，造成前松后紧的设计局面。其次，设计初始阶段，不能从设计题目和任务中发现主要问题，不会和设计内容相结合，一味等待和依靠指导教师，甚至需要指导教师提出设计方案。再次，针对一些参考资料提供的设计思路和方法，不能进行合理选择，生搬硬套，导致设计方案不合理，设计思路混乱，不能体现创造性。有小部分同学对设计中出现的种种困难产生畏难情绪，等待抄袭别人的成果，独立自主性较差。图纸绘制不规范，说明书撰写不规范。部分学生图纸标注错误，零件制造工艺和装配工艺差。设计说明书中对设计方案的提出，解决问题思路和方法不能明确表述；设计原理、计算方法阐述条理不清；目录和内容不对应，缺少参考文献，参考文献格式错误等。
3.“三部”问题。课程设计成绩评定一般依据三部分：一、出勤及平时表现；二、设计图纸及说明书质量；三、答辩情况。指导教师不能长期在设计教室，出勤靠学生的自觉性；学生图纸内容相似，说明书内容相同，存在拷贝现象；答辩时间较短，提问问题有限。据此评定成绩，必然存在弊端。
二、采取的教学管理措施
为保证“机械制造技术基础”课程设计的质量，培养学生创新能力，提高学生综合素质，采取以下教学管理措施。
1.教师授课同时下达课程设计任务。当讲授“机械制造技术基础”课程内容与课程设计内容相关时，教师下达设计任务，让学生带着任务听课，逐步探索解决实际问题的方法，激发学习兴趣。当相关授课内容结束时，有目的的指导安排学生查阅相关资料，既巩固知识，拓宽思路，又可以深层研究课程设计内容。将授课内容和课程设计任务有机结合起来，为学生提前一步进入课程设计做好准备。
2.调整课程设计内容安排。课程设计内容安排，“刀具设计”部分，安排15组数据，2～3名学生一组，绘制刀具图；“机械加工工艺规程”安排5个零件，6～8个同学一组，要求每组同学至少安排两套方案，这样3～4名同学一套方案，制订机械加工工艺卡片1套；“机床夹具”设计，要求在自己制订的工艺方案中，选取相应工序的专用夹具进行设计，一般2人一组，绘制夹具装配图；撰写课程设计说明书一份。学生既有分工又有合作，同组的学生之间可以共同讨论，互相协作，互相督促，更快地设计出合理的零件机械加工工艺规程；指导教师对学生选择设计题目的难易程度做到整体把握。指导教师指导内容既集中又分散，集中在5个零件，分散在不同的工序安排，不同的夹具设计方面；既避免学生一人一题的大工作量，又可使实现设计题目的多样化。
3.指导方法改进。一对一指导：改变答疑式指导方法，采用一对一指导。在每个工作日，逐个了解学生的工作进度，鼓励进度快的同学，督促进度慢的同学，重视每一个学生。及时了解每个学生具体的设计思路，查看草图，校正设计错误和不妥之处，和学生一起探讨改进的措施，对个别的问题单独解决，如遇共性的问题，及时向全班同学提出，希望大家引以为鉴，使设计顺利进行。
阶段性指导：将整个设计过程分为三个阶段，即刀具，工艺和夹具。学生每完成一个阶段的设计任务，教师针对绘制的总图和该阶段的说明书做出相应的评判，审核图纸，指出错误和欠妥的地方，指导学生及时修改，说明书指出计算方法，方案论证的优缺点，及说明书撰写格式的谬误，为下一阶段的设计打下基础，避免同样的错误重复出现。
利用现有资源条件，开拓指导方法。“机械制造技术基础”课程设计实践性强，可以参考相似结构图进行指导。利用多媒体教学手段，绘制所给零件的三维图，使学生用最短的时间明确零件的结构，各种夹具的虚拟装配视频演示，掌握夹具各部分结构的功用，细致观察，拓宽设计思路。鼓励学生独立分析、思考解决问题，指导过程中，细心听取学生设计思路，引导学生，不将教师的主观意见强加给学生，遇到难题，建议学生查找哪些资料，共同探讨解决方案。开发利用笔记本电脑这一资源，调动学生积极性，鼓励学生探讨进行CAD/CAM在该课程设计中的应用。
4.成绩评定方式。课程设计成绩评定采用针对图纸及说明书，指导教师置疑、自评、答辩和同班同学点评4个环节相结合的方式进行。既要设计学生明白自己设计的优缺点，又要使其他同学从中得到收益。
课程设计前，要明确设计标准，包括考勤、图纸和说明书质量、答辩三项内容。指导教师置疑阶段：绘制图纸质量反映刀具设计是否正确，夹具结构设计是否紧凑合理，是否符合国家制图标准。设计说明书反映零件加工工艺规程制订是否合理，计算是否准确和详实，说明书撰写是否规范等等。所以指导教师置疑阶段和阶段性指导评价同步，既可以完成对所指导学生一一进行当面置疑，使学生设计中存在的问题及时更正，又可以使学生最后对自身的评价更趋于合理。自评阶段：设计过程中，同学之间互相观摩图纸，参考说明书，对自身设计水平、设计质量有一个客观认识，同时根据图纸上指导教师置疑记录，结合实际情况给自己一个客观的评价，以此成绩作为课程设计的自评分。答辩阶段：课程设计完成，要进行课程设计的答辩，根据学生回答教师提出的问题情况，进一步了解学生独立完成课程设计的程度和创新能力[2]，更准确地把握学生的实际水平。根据答辩的情况，在自评分的基础上进行分数调整。同班同学点评：针对某些学生而言，自评可能不太客观，答辩比较紧张，都可能影响学生的成绩。同学互相比较了解，由同学之间点评成绩，综合之后适当调整成绩。调整之后公布所有同学的成绩，如果有争议，就个别同学的成绩探讨；如果大家没有意见，作为最后的成绩。
三、结语
“机械制造技术基础”课程设计教学是一个复杂的过程。设计初期，学生要了解课程设计的目的、性质、任务和基本要求、设计过程、时间安排；教师对设计工作提出严格要求，按时完成设计任务，避免学生最后赶工的现象。设计中期，学生需要结合设计题目和教师提供的图纸灵活地运用所学知识，独立完成设计任务；教师选用合适的教学方法指导学生，讲解可能出现的问题给学生借鉴，同时启发设计思路。设计后期，结合设计实际情况，给予学生综合评价。“机械制造技术基础”课程设计给学生提供一个学习和培养能力的空间，更好地完成教学任务。
参考文献：
[1]邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程[M].北京：机械工业出版社，2004.
[2]李传芳，林丽纯.课程设计实操成绩评分标准的探讨[J].广东工业大学学报，2008，（8）：268-269.
关键词：机械制造技术基础；精品课程建设；工程能力培养；教学改革
作者简介：王（1966-），女，河南郑州人，北京信息科技大学机电工程学院，教授；张怀存（1956-），男，陕西延安人，北京信息科技大学机电工程学院，副教授。（北京 100192）
基金项目：本文系北京信息科技大学市级精品课程建设项目、北京信息科技大学2010教学改革项目（项目编号：2010JG06）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）01-0087-03
一、“机械制造技术基础”精品课程建设的背景
随着高等教育改革的不断深入和发展，课程作为高等学校培养计划的基本组成单元，是实现高等学校教育目标的基本保证。课程体系、内容的合适与否影响着培养目标实现。教育部在2003 年正式启动国家精品课程建设项目并在《教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》中指出“国家精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程”。[1]即精品课程应该具有体系的整体性、内容的先进性、资源的开放性和师生之间的互动性并具有强烈的示范作用。要求精品课程以多媒体信息技术为实现手段，基于互联网，包括课程的历史沿革、网上教学资源如大纲、电子教案、多媒体课件、教材和课堂录像、教育理念、师资队伍、教学方法手段与教学改革、学生和专家的评价考核等建设要素。[2]精品课程不单纯是教学方法和教学模式的改革，更是一个包含教师、学生、教材、教学技术手段、教学制度等多种要素的系统工程。精品课程建设一般分为内容建设、队伍建设、教学方法和手段建设、教材建设、实验内容建设及机制建设等六个方面。[3]
1997年国家教委工科处委托制图与机械基础两课委员会组织全国重点工科高校就工程材料和机械制造基础课程召开会议，对原金工系列课程改革的必要性和基本思路进行了探讨，会议通过了《高等工科院校金工系列课程改革指南》。提出根据“以培养学生创新能力为核心，以CAD/CAM为主线，拓宽基础，重视实践”的总体改革思路；重新规划了机械制造系列课程的内容体系。按照其改革方案而设置的“机械制造技术基础”课程是机械制造基础系列课程中的一门主要专业基础课程。1998年配合北京信息科技大学拓宽专业口径和人才培养模式改革，进行专业改革，将原机械制造及其自动化、机械设计和机械电子等专业合并为机械设计制造及其自动化专业。为了适应扩宽机械类专业人才培养模式的需要，将“机械制造工艺学”、“金属切削原理与刀具”、“金属切削机床”和“机床夹具设计”四门课程按照重基础、少学时、新知识、宽面向的原则整合优化合并为“机械制造技术基础”。[4]“机械制造技术基础”不仅是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课程，也是工业工程、车辆工程等专业的专业基础课程。目前北京信息科技大学机械设计制造及其自动化、工业工程、车辆工程等专业均设置该门课程。机械设计制造及其自动化专业计划80学时、工业工程专业计划72 学时，其中实验8学时；车辆工程专业计划40 学时，其中实验6学时。
北京信息科技大学一直以来非常重视精品课程建设。为了适应当今社会对机械专业人才需求，实现机械设计制造及其自动化专业应用型人才专业核心能力的要求，[5]学生既要具有必备的理论基础，又要具有快速适应工作岗位的工程能力。2006年“机械制造技术基础”被列为北京信息科技大学重点建设课程、2007年被评为校精品建设课程。经过多年的建设和完善，2009年被评为北京市精品课程。在精品课程建设过程中进行了深入思考，特别注重教学内容的与时俱进；注重教学方法和教学模式的改革；构建了公益劳动、金工实习、课程内实验、生产实习、综合实验周、课程设计、制造综合能力学科竞赛的基于工程的实践教学体系，实现对学生工程能力的培养。
二、与时俱进优化课程体系和教学内容，适应学科最新发展
“机械制造技术基础”课程内容涉及知识面宽、知识点多、综合性强，与实际工程结合紧密，图多、层次多。科学技术的迅猛发展不断促进制造技术的发展，新材料新技术不断涌现。要实现与工业企业的无缝连接，教师需密切关注学科发展，与时俱进优化课程体系和教学内容，协调传统内容与先进性。
课程的内容围绕产品的加工制造，以机械加工工艺为主线，以优质、高效、低成本、节能减排为宗旨，将涉及到的机床设备、金属切削原理与刀具、工艺装备等有关内容有机结合起来，并根据这条主线的需求作为取舍的原则，强调以产品质量、生产率、经济性、可持续发展为中心融入节约能源和绿色制造的理念。从培养学生的综合工程素质出发，使学生熟悉和掌握基本理论和专业知识，具有能够在理论上进行分析、在实践上具有解决一般技术问题能力。补充新知识，增加现代工业领域采用的新刀具材料、新加工方法、数控机床的基本介绍、数控加工工艺的特点、计算机辅助工艺设计、绿色制造等内容，使教学内容能够充分反映现代制造技术的发展。
目前，“机械制造技术基础”教学内容多课时少，在教学内容的讲授上既要加强基础，又要拓宽知识面；既要保持经典，又要体现先进制造技术的发展；既要掌握基本理论，又要加强工程实践能力和创新思维的培养。在教学内容上以少、精、宽、新为原则，对教学内容进行必要的调整，如减少车床进给和螺纹加工运动传动链的讲授，而将这部分内容放在实验课中，学生在现场对着实物进行感性观察，学得更快、记得更牢。对于机械加工工艺拟定、加工精度部分等重点内容仍进行重点讲解，但是更加注重对实际工程问题的分析和理解，强化学生在实际工程中应用所学知识解决问题的能力。
高水平教材的建设是课程建设的基本，本课程选用韩秋实和王主编《机械制造技术基础（第3版）》作为教材。该教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材和北京市精品教材立项，该教材还获得中国机械工业科技进步三等奖。编写出版与之配套的《机械制造技术基础习题集》，分为学习指导和习题（包括填空题、选择题、判断题、简答题、分析题、计算题和参考答案）。编写《机械制造技术基础实验指导书》和实验报告，用于实验教学。编写《综合实验周大纲》和《综合实验周指导书》用于指导学生完成综合实验周的学习。建设了“机械制造技术基础”的课程教学网络化平台。制作了网络课件、编写了多媒体教案，网上提供教学大纲、教案、电子讲义等资料，实现教学资源的共享。开设网上答疑和交流通道。学生利用网络资源巩固课本知识的同时，进一步拓宽知识面，增强理论学习的深入性，使课堂教学得到扩展。
三、以工程能力培养为中心，构建层次式的实践教学体系，实现理论教学和创新实践活动的有机融合
深入企业调研，分析整合和提炼典型生产流程所需的知识、技能、核心能力和态度，构建专业认知与实践－金工实习－课程实验教学－生产实习－课程设计-综合实验周－制造综合能力-数控加工学科竞赛“多元结合”的实践教学体系。在实践性教学体系构建的过程中，特别注重学生实践能力的培养，努力实现从模拟型向实战型转变，由限制性向自主性转变，由验证性向综合性转变，由理论性向应用性转变。注重让学生建立起工程的系统概念，了解工艺设计、制造、检验等过程。从机械制造技术基础—先进制造技术—数控编程—实际加工操作，注重层次化、从设计、仿真到实际零件加工的动手能力培养，体现渐进性教学方式。
金工实习使学生了解基本的机械制造知识和方法；生产实习使之了解机械产品加工与装配工艺过程和工艺装备，将所学理论知识与生产实际紧密联系起来；课程实验教学将科研成果引入教学，教师运用现代实验手段开出综合性、设计性实验，让学生亲自动手，提高了学生实验技能和实际动手能力；课程设计选自实际生产课题，要求学生独立完成，同时注意发挥团队作用。重点培养学生制订零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力；综合实验课使学生受到一次接近实际的工程训练，全面实践和了解产品从设计、分析、制造、装配的全过程，提高学生综合分析能力、解决工程实际问题能力、协同工作能力和系统集成能力。制造综合能力-数控加工学科竞赛满足学生进行创新的需求，进一步融合理论与实践，使学生的工程能力得到进一步提升。
在课程建设过程中，本校进一步强化和加强生产实习组织、指导教师队伍的建设，设立长春一汽生产实习基地，使生产实习取得实效。综合实验周通过学生对产品的设计建模，进行工艺设计、数控编程和在机床上加工出产品，使学生综合运用知识解决问题的能力大大提高。
实验指导教师在实验中只讲述实验中的难点、应注意的事项，而实验原理、仪器的工作原理和使用方法由学生自己在实验预习中完成。另外，安排学生生产实习，使学生对机械制造工艺及设备有一个切身的感性认识，每年还鼓励学生参加各种比赛和见习工程师考试，取得了较好的效果。
在专业课程设计中融入现代计算机工程软件的应用，实现与先进制造技术和信息技术的融合。从计算机辅助设计进行产品的建模分析，然后基于计算机辅助制造软件进行零件的数控编程，通过DNC系统将程序传到数控机床上进行加工，得到零件。通过实验为学生建立起制造系统的概念。专业课程设计过程中教师的指导和讨论环节规范化，使学生的课程设计真正取得实效。
面向工程实际，为学生营造现代工业背景的工程大环境。利用北京市的相关资源为学生提供实践机会。与机床协会密切合作，每年组织学生参观机床展览会并进行讨论和研讨。邀请相关企业的技术工程师到校讲座、联系北汽福田、现代等现代化企业组织学生进行参观，为学生创造机会接触了解先进制造技术的最新发展动向和行业发展趋势，增加对现代化企业实际的感性认识。学校购置了各种教学模型、高档加工中心、数控车床、FMS系统、机床静刚度测试仪、主轴动态特性测试试验台等实验设备，设有专门的制造实验室，为学生构建了实际的工程环境，使从未接触过工程实际的学生建立应用的整体概念，突出实验的演示性、设计性和综合性，追求实验手段的先进性。
为了适应应用型高级人才培养目标的实验体系研究和实验环节的建设，学校开设综合性和设计性实验，构建实验平台，编写实验指导书和任务书；编写相关的课程设计指导书。开设综合性和设计性实验，初步设想设定加工某零件要求达到的精度目标，让学生自主设计实验项目和方案，并独立完成实验。利用综合实验周的时间开设计算机辅助工艺设计和先进制造技术实验等。主要安排反映制造工程领域技术先进性和技术发展动向的实验，包括数控机床加工操作、计算机辅助工艺设计、计算机辅助制造等实验，使学生了解先进制造技术的研究发展和基本技术方法，建立现代制造工业先进技术的实际概念，完成先进技术设备实际操作的基础训练。
四、实施工程意识培养和实践能力提高的基于项目的教学改革
1.以建构主义理论为指导，以工程应用为主线，研究基于项目的教学模式，注重工程能力的培养
针对目前普遍存在的教学与科研相脱节，课堂教学内容缺乏现实感，学生缺乏对先进制造技术的认识和专业学习积极性；课堂教学与企业的实践操作彼此割裂，学生运用学科理论与方法解决工程实际问题的能力得不到培养和锻炼；校园生活与工业实际彼此分离等问题，以建构主义理论为指导，在机械制造及其自动化专业方向实施基于项目的教学模式改革的实践，整个过程贯穿学习—实践—再学习—再实践，以项目引领、任务驱动、教学做一体化课程教学模式设计和组织教学内容。
从“机械制造技术基础”课程的第一节课，提出基于项目研究的学习。给每个同学发一份项目研究任务书，一个“机械制造技术基础课程”项目研究活动一览表。学生自愿组合，1～3人为一个小组，以小组为单位开展研究。随着教学内容的开展，基于项目的要求，在教师的指导下，学生通过课堂学习、下课到图书馆查阅相关资料，遇到问题请教教师，循序渐进地完成项目的研究。学生成为学习主体，充分调动学生的主观能动性，将教师的教学与学生的学习活动融为一体。学生以小组为单位通过解决实际问题而学习，通过讨论与小组其他成员进行积极的良性互动，相互交流想法、相互鼓励和沟通，培养了学生的团队合作意识和工程能力。实行新的教学模式后，学生的学习积极性和主动性提高，解决工程实际问题的能力得到了锻炼和提高。
2.课堂讨论法
在课程讲授过程中常注意提出一些思考问题启发学生积极主动思考。结合课程的重点、难点，设计课堂讨论题目，通过讨论、质疑和总结提高学生学习的兴趣和课堂活力，使学生对知识易于理解和掌握。对于习题中的错误，教师设计题目，供同学们讨论。比如对于机械加工关键工序的工序尺寸的拟订，如何判断封闭环是关键，教师给出一个实例，给同学们讨论，然后通过正确和不正确方法的比较，和同学们一起总结出“尺寸链很重要，基准转换用得着；先看封闭环，再判增和减，极值和概率法帮计算；多尺寸计算，图表法最有效” 等朗朗上口的口诀，便于学生记忆。注重结合生产实践，讲课过程中还经常结合科研项目中的问题与学生进行课堂讨论得出解决方案。
3.案例教学法
本课程主讲教师近年承担国家高档数控机床科技重大专项、国家和北京市自然基金、北京市科技计划等多项科研项目，得到科研经费上千万，获得省部级科技奖励7项。在高端数控装备的研制和开发上取得多项科研成果。在教学过程中，将科研成果作为案例介绍给学生，从实际需求、方案的构思、方案的设计和实施方式，使学生较真实地接触工程实际，将其中的科学规律与教学内容有机地结合起来，培养学生科学思考问题的工程能力。比如在讲到提高生产效率的时候，将研制的复合机床作为实例，使学生深刻理解提高效率的各种不同途径。在讲到机床传动链时，介绍传动链的长短的优点和不足。在介绍数控机床时，以研究的电主轴为例，提出电主轴概念的来源，在于缩短传动链，揭示机械制造科学技术进步内在规律，开阔了学生的学术眼界。其次，鼓励学生参与科研，积极拓展第二课堂，吸收学生参与教师科研项目，依托科研项目培养学生的综合素质、实际解决问题的能力和创新能力。
在“机械制造技术基础”精品课程建设中，基于工程能力培养的精品课程的建设是一个长期的工作，需要不断凝练课程特色、持续完善课程体系和优化教学内容、在教学模式和教学方法的改革等方面不断探索实践改进，才能将“机械制造技术基础”课程建设成真正意义上的精品课程。
参考文献：
[1]教育部高教司.教育部关于启动高等学校教学质量和教学改革工程精品课程建设工作的通知[EB/OL].．
[2]柳礼泉.论精品课程的特征[J].高等教育研究，2009，（3）.
[3]段远源，杨蕾.以提高人才培养质量为核心 深入推进精品课程建设[J].中国高等教育，2008，（Z3）.
关键词 产学研 协同创新 机械制造技术基础 教学设计
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.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
制造业作为国民经济的主体产业，正朝着全球化、信息化、智能化、绿色化并与多学科融合的方向发展。然而随着能源与资源的不断消耗，环境、经济与社会发展之间的矛盾逐渐凸显，作为能源资源消耗大户的制造业必须改进生产方式，利用清洁能源，并节约资源和能源消耗。
机械专业是支撑制造业发展的基础学科，未来学生会成为各行各业设计、制造等相关行业的决策者，而机械制造技术基础课程与产品加工紧密相关。因此，基于产学研协同创新模式不仅可实现社会可持续发展的基础与保障，解决传统的课程设计主要关注教学内容的完整性及专业性，较少考虑在教学设计环节增加协同创新模式的问题，而且促进可持续制造目标的实现。
栩栩如生、富有感召力的教学方能激励学生的学习兴趣和积极性，培养学生创新能力，本文基于产学研协同创新模式提出针对机械制造技术基础的课程设计，以机械工程专业课程作为载体，将课程教学研究与机械专业课程相结合，探讨技术专业课程的教学改革路线。
1 产学研协同创新模式的内涵
高校协同创新，主要围绕多主体、多因素共同协作，培养具有交叉学科发展知识、创新体系机制的一体化人才。通过产学研协同创新模式，促进高校与科研院所、企业和政府的相互融合度，从而培养具有创新精神、学科创造能力、创新科研精神的一大批优秀人才。拓展高校专业人才的培养方式和培养空间，为创新体系的建立提供有效保障，使高校在国家创新体系中发挥更大作用，努力为建设创新型国家做出积极贡献。①②产学研协同创新模式如图1所示。
许多欧美名校都积极地为企业提供高质量的科研技术服务，以吸引企业与高校进行合作，同时，企业以实际设备为高校培养人才及进行科学研究提供便利条件。③同时，在全面考虑各方的意愿及利益的前提下，双方致力于扩大项目合作模式，形成良性互动，以期建立长期合作的传统。
同时，建立高校与企业之间人才的联合培养模式，鼓励企业为高校学生提供实习机会，从中发掘所需人才类型，并反馈给高校;高校则针对这种反馈进行人才培养模式的调整，从而充分发挥企业的人才培养导向作用。
2 基于产学研协同创新模式的教学设计
针对学生对实际应用知识缺乏的问题，创新教学方法，首先由主讲教师讲授理论知识，然后邀请科研院所工程师对实际科学问题的重要性进行分析，并组织学生团队，每一团队在课程之初即布置课程设计作业，并贯穿整个教学过程，最后邀请企业专家讲授产品实际开发过程的相关知识，并对学生团队的每一课程设计作业内容进行点评，反馈给学生并进行改进，从而培养学生的创新及实际应用能力。
以加州大学伯克利分校讲授的“可持续制造”课程为例，在教学设计环节即将每组学生分成不同的组，并根据可持续相关知识，选择或自选相关项目，并制定考核标准，形成一份报告，并集中在课程结束后进行答辩，期间每组同学可以自行制定不同的计划，也可以求助于企业工程师，从而不仅有效促进了每位同学团队意识，而且加深对可持续知识的应用背景。
针对学生对机械制造技术基础涉及工艺理解较差的问题，邀请具有丰富经验的企业工艺师傅，讲授机械制造过程工艺对产品的重要性，工艺设计需要注意的问题，如材料选择、工艺参数优化、装配方案优化等。在传统教案设计基础上，结合产学研协同创新模式，进行课程设计，将讲授内容分组，并针对不同内容，邀请不同行业的专家进行讲座，机械制造技术基础课程设计如表1所示。
3 分组团队设计，团队与个人考核相结合方法
鉴于目前教学方法多以个人为主体，缺少团队合作，每人的参与感缺乏等问题，课程之初授课老师准备不同的项目名称，根据个人兴趣选择不同项目，组成不同团队，并布置完成的内容，最后通过个人与团队成绩不同权重计算总成绩的方法，实现每位同学的参与感，培养团队协同感。
所有学生在进行课程设计时，通过自由组合方式分成不同组，并确定组长，根据兴趣点和专业特长，可以选择老师提前准备的题目，也可以自由选择相关专业的题目，从而实现课程设计的多样化、自由性，并鼓励学生独立学习智能制造知识，利用现代化设计方法和相关软件，完成课题研究，并最终形成书面论文，与此同时，在课程结束后，协调时间，每组进行现场答辩，展示各组成果，邀请相关企业人员，进行现场评价，并反馈，从而培养学生团队精神，激励主动学习意识。
4 可持续制造理念的贯穿
当前，中国制造业是以低成本、便宜的劳动力、廉价的能源和资源参与全球制造体系，但是随着能源、资源、环境问题的凸显，传统制造业难以继续生存，必须进行产业结构的升级、发展方式的转型，当前可持续制造是其发展的必然模式。可持续制造的发展模式即在夯实传统产业的基础上，进行创新的制造模式，同时考虑环境、经济、社会因素的一种新的制造模式，中国在这个大的背景下，应该培育新的竞争优势，坚持创新领先地位，将中国低端制造大国转变为中高端制造基地，提高制造业附加值。
结合传统产业中占主导地位的制造业，在本专项领域中进行改革创新，发展具有中国制造产业特色的模式，重视基础技术产业的发展，坚持自主创新，提高产品价值，重视环境、经济和社会问题，最终形成自主创新能力和具有自主知识产权的技术和产品。
要实现可持续制造的有效实施，必须培养新一代技术性人才。可持续制造强调的是在制造中集成环境、经济、社会因素，而目前的老一辈工程师及企业是以产业和效益为第一位的，这不符合可持续制造的发展方向，所以我们不仅需要加强对老一辈工程人员进行可持续制造的知识普及，而且需要培养新一代技术性人才，强调以人为本。
我国在今后几十年中，工业仍将继续发展、提高，制造业将为各行各业经济的发展提供更好更多的装备，为民众提供更多更好的产品，也将与世界各国进行更多更密切的商品交换。而在整个发展过程中，只有不断提高创新能力，提高制造业的价值含量，培养一批高技术人才，发展制造业特色产业，从而提高整个产品档次，进而使产品步入国际先进行列，为人民、为社会造福、为子孙后代造福，才能屹立于世界制造大国、强国之列。
5 结论
通过基于产学研协同创新的教育方法研究，使得广大师生的可持续设计及制造概念得到更新，并向广大师生提出了新的教学要求和挑战。结合机械课程专业教学改革，进行可持续探索，但机械学科可持续发展教学的实现任重而道远，需要不断进行教学设计改革，并与现有教学方式相融合，需要长期进行探索与研究。
注释
① 丁晓红，祝雁冰.工科设计学中的技术管理教育.高等工程教育研究，2007.5：032.
Abstract： According to the features of machinery manufacturing equipment design course， the paper elaborates on the reform methods on the base of the machinery manufacturing equipment design course teaching status， aiming to improve the quality of machinery manufacturing equipment design course teaching and provide some references for further reform.
关键词： 机械制造装备设计；教学改革；研讨
Key words： machinery manufacturing equipment design；teaching reform；seminar
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）33-0264-02
0 引言
随着我国机床行业大力发展大型、精密、高效数控装备及功能部件等重大技术设备，改变大型、高精度数控机床大部分依赖进口的局面，增强自主创新能力，培养掌握机械制造装备核心技术的专业人才是当前我国制造行业的当务之急[1]。
机械制造装备设计是机械设计制造及其自动化专业的一门重要的、涉及面宽、实践性很强的专业主干课程，也是本专业课程教学中的重点和难点。为满足企业对人才需求的日益提高，使学生能充分地利用自己所学到的知识独立地、创造性地进行设计，我们在课程教学中不断改革创新。下面结合本人在教学中的实际情况，谈谈机械制造装备设计课程教学的特点及其对该课程教学改革中的一些认识思路。
1 机械制造装备设计课程的产生及教学特点
20世纪70年代以后，由于微电子技术、控制技术、传感器技术与机电一体化技术的迅速发展，特别是计算机的广泛应用，不仅给机械制造领域带来了许多新技术、新工艺、新观念，而且使机械制造技术产生了质的飞跃，走上一个新台阶，这就要求高等教育事业跟上形势的发展，进行一次重大的改革。随着教学改革的深入，专家学者提出将原机制专业的机械方面的专业课进行课程的综合化与内容的优化，将金属切削机床概论与设计、金属切削原理与刀具设计、机械制造工艺学、金属切削机床夹具设计原四门专业课程进行整合，并对课程体系与内容进行摸索，不断总结完善。经过重组优化后，建立了新体系而成为两门课程——机械制造技术基础、机械制造装备设计[2]。机械制造装备设计成为了机械设计制造及其自动化专业一门理论和实践性紧密结合的专业课程。
从教师授课来看，这门课程包含的知识多、应用性强，如何将课程专业知识的应用融入到教学中，既取决于任课教师自身的理论水平和现场实际工程经验的多少，同时也与教师的教学方法息息相关。此外，机械制造装备设计课程与社会发展、科学技术的迅速发展密不可分，课程教学内容更新很快，需要及时跟上科学技术发展的步伐，这也对教师的教学提出了较高的要求。同时，如前所述，本门课程是之前老四门课程综合优化后的一部分，教学任务重，教学学时相对较短。因此，教师在相对较短的时间内，讲授较多的内容，上课学时相当紧张。
从学生学习来看，由于该课程的内容多、课程实践性强，而学生实践经验少，因此学生们一接触本课程总是不大习惯、不适应。另外，专业教材中的内容大多是一些基本的理论、装备的结构与工作原理等，使得学生的思维容易处于被动状态。因此，学生总认为本课程内容的系统性差，科学逻辑性不强等等，严重地影响了学生的学习积极性。
因此，本门课程无论是从教师教，还是从学生学来讲都是较难的，需要不断地在教学中摸索经验、不断地进行改革和创新。
2 课程教学中的改革思路
2.1 教学中应大力加强理论与实践的相结合 机械制造装备设计是一门重要的专业课程，主要内容是阐述机械制造中有关装备的作用、工作原理、设计方法等。课程设置的目的是使学生在机械制造装备方面获得最基本的专业知识和技能，为设计和改造机械制造领域中的装备及设备而服务。机械制造装备设计课程的研究对象基本分为4个部分：①机床的总体设计，传动系统设计和主要零、部件设计等。②常用机构设计，其主要研究对象为装备中常用机构的设计和使用，其中还包括工业机械手等。③工夹具设计，其主要研究对象为刀具及机床夹具。④工件输送装备，其主要研究对象为机械制造车间中运输机械的特性、工作原理、应用范围等以及生产流水线等。
学生在大四上学期学习本门课程，之前他们已经进行了机床操作实习和生产实习等实践类课程，这虽然为学生提供了一些宝贵的实践经验，但是作为机械制造装备设计课程内容所涉及到的机床、机构、工夹具等的设计而言却是不够的。同学们掌握如何操作机床，却对机床内部结构仍缺乏足够的认识。在对课程各部分的教学中，虽然可以利用多媒体显示各种机床或机构等的图片进行授课，但是同学们的切身感受仍不强烈。因此，在课程的理论教学中，可使部分课堂教学内容在具有实践条件的场所开展，力求教学、实验、实训、实践、考核一体化。如果将课堂从教室转移到学校实训中心，面对机床或机构、夹具实物等进行授课，学生在接受理论知识的同时会对机床内部结构、操纵机构、制动机构、传动机构等有了生动感性的认识，可以起到优良的教学效果。因此，我们在平时的教学中可以有针对性的弥补学生在这方面感性认识的不足。在实习工厂中，打开机床主轴箱盖，让学生了解机床主运动系统及其有关传动结构，观察主轴箱内各传动布置及轴上传动件布局、安装、定位和结构形式，对机构进行操纵，装卸夹具等，在实践中掌握理论知识，以理论知识指导实践。因此，在机械制造装备设计课程教学中，教师应对教学内容进行分级和筛选，将适宜的理论教学内容转变成实践化表达的教学形式。这要求教师对课程进行细致分析，对每一部分教学内容进行合理安排规划，使理论教学与现场教学有机的结合起来，相互协调、相互补充。使学生既能够学习到机械装备设计中严谨的理论基础，又能够亲手操作、亲身观察不同装备的结构和工作状况，大大加强了理论联系实践的能力。
2.2 教学中应充分注重培养学生分析问题解决问题的能力 机械制造装备设计课程其显著特点是紧密结合生产实际、涉及知识面广、综合性高、特别强调知识的灵活掌握。而在多年的学习生活中，大学生们大都养成了书本学习和死记硬背的习惯，卷面上的考试并不能完全体现出学生对课程的真正掌握情况。对机械专业的学生来说，尤其要求教师在教学别要注重培养学生的分析问题和解决问题的能力，引导学生善于对具体问题作出具体的分析。
从培养学生分析问题解决问题的能力出发，在教学中，教师对整门课程的教学顺序可采用与机械装备设计步骤相一致的原则。以机床部分的学习为例，可使学生体会到学习课程就是在完成一台机床的设计；学习的过程就是设计过程中困难的解决过程，让学生变身为设计师，角色的变换使同学有了不同的思维方式，令学生带着问题学习、带着兴趣学习。在教学过程中，教师可就教学中的关键点、难点问题详细讲解，而对于容易解决的问题可只对学生起引导作用。当学生在设计中遇到这样或那样的问题时，不是直接告诉学生答案，也不是让学生绕过问题，而是鼓励学生通过学习教材相关内容积极思考后，老师和学生共同讨论来解决，让学生体会到自主学习解决问题的能力，充分调动同学的积极性，锻炼同学们的思考能力。
例如，在讲授机床传动系统设计时，在授课中可有目的的讲授机床传动系统的主要设计步骤、特点和功用，鼓励学生从收集到的设计资料中认真分析总结，可以多设计几个不同的方案，从不同的角度多思考、多比较，并可采用课堂专题讨论法让同学们展开讨论，分析不同传动方案的优缺点，讨论其设计的合理性对机床性能等关键指标的直接影响。在讨论时，老师不能放弃主导作用，但又应作为普通一员来参与，设法让学生自己来主持讨论。当学生提出观点时，设法引导向正确方向发展，既对同学们容易忽视的设计细节加强提醒，又同时尽可能培养学生的学习主动性与创造性。最后由学生自己确定合理的传动方案和结构形式，以加深巩固同学们对本部分内容的掌握。
另外，在针对学生们实际设计水平有高有低的问题时，教师在设计指导中应该有所区别。针对设计中出现的多种可能的方案和结构，要做到开拓思路、活跃思想，使学生在设计中达到较宽、较深的要求。针对设计中准备的一些设计资料与设计图册，则要求学生应根据设计内容消化理解，做到多看、多想、多思考，切忌死搬硬套，应做到消化理解后的合理选用。
2.3 教学中应充分利用优质网络资源 早在2007年教育部就明确提出，要加强课程优质网络资源建设，并把信息技术作为提高教学质量的重要手段，广泛采用信息技术，改变高校人才培养模式，不断推进教学资源的共建共享，逐步实现教学及管理的网络化和数字化[3]。
目前，在我校网站我们完成了机械制造装备设计课程网站的建立。主要内容包括课程的教学大纲、电子教案、课程设计指导书、学习指导、练习指导、课程样卷及其相关学习网站推荐等，我们还在不断地对其进行完善与扩充。改革开放后，我国机械制造装备业获得迅速发展，目前我国已能生产出多种精密、自动化、高效率的机床及自动生产线，并达到一定的技术水平。而在学校的教学过程中，即使最新的教材也不能完全展现出我国乃至国际装备水平的发展状况，教师和学生都需要与时俱进。任课教师一方面应关注教材，选择最新的权威教材；另一方面应将教材中来不及反映的最新发展动态补充到教学内容中来，使学生能够掌握最新的专业知识。
运用网络平台，一方面给予学生更大的自，激发学生的学习兴趣；另一方面教师可引导学生紧跟时代步伐，使学生能够充分了解自己所学专业的发展状况，加强学生的学习动力。这对培养学生的创新意识，开阔学生的视野，紧密联系企业发展等都具有重要的意义。
3 结语
总之，机械制造业提供的装备水平对国民经济各部门的技术进步有着很大的和直接的影响，时代的发展对机械装备行业人才的培养提出了新的要求。这就要求教师进一步转变教学理念，切实加强教学中的理论联系实际，从学生的成长和社会的需求出发，推进学生在学习中分析问题、解决问题能力的培养，并应充分利用网络资源，与时俱进，全面提高学生的创新设计能力及综合工程素质，使学生得到更多的锻炼和培养，努力使其成为我国机械装备行业的优秀人才。
参考文献：
[1]王卫兵，魏敏.“机械制造装备设计”课程教学方法改革与实践[J].中国科教创新导刊，2012，13：205.
机械设计制造及自动化专业主要课程有哪些
主要课程：工程力学、机械设计基础、电工与电子技术、微型计算机原理应用、机械工程材料、制造技术基础。主要实践性教学环节：包括军训，金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计(论文)等，一般应安排40周以上。
主要专业实验：现代制造技术综合实验、测试与信息处理实验。
专业选修课：机械动力学、软件工程、网络技术、多媒体技术及应用、数据库原理及应用、机械创新设计、工业机器人基础、机械故障诊断学、文献检索、专业外语、有限元方法、机械优化设计、工艺过程自动化、先进制造技术、特种加工、成组技术与CAPP、智能机械概论、微小机械概论、虚拟样机技术、市场营销学、在线检测与控制、实用控制系统设计、数控机床与编程。
机械设计制造及自动化专业就业前景如何
机械设计制造及其自动化专业的学生们将来可以从事科技研发、运行管理、应用研究、销售等机械制造领域的一些职位。该专业的学生们需要具备机械制造方面的一些基础知识，学会运用专业知识解决实际工作中的一些相关问题。毕业生们可以参加到机械制造以及设计、机械、电气、气压、液压等控制设备的维修维护的一些工作中去，为我们国家的机械工程作出自己的贡献。
机械制造与自动化专业控制类课程教学设计机械制造与自动化专业的各门控制类课程之间有着一定的联系，部分内容在某些课程中甚至是重复进行，因此可将《传感器与检测技术》《PLC与电力拖动技术》《机电一体化》等机械制造与自动化专业的控制类课程进行整合。采用理论与实践教学一体化的职业教育课程模式，以职业任务和行动过程为导向，将课程归纳出若干个典型工作任务，通过实施一个完整的工作任务进行教学活动。由于课程部分内容不成系统。因此，在工作任务中未涉及到的教学大纲规定的内容可通过其他形式的教学活动完成。
一、课程总体设计思路
结合机械制造与自动化专业课程体系的建设目标，在本专业的控制类课程设计时，分析《传感器与检测技术》《PLC与电力拖动技术》《机电一体化》等课程的教学大纲。同时，分析所培养学生的能力、就业趋势与职业技能，使理论知识紧紧围绕工作任务的需要选取十个左右的能基本涵盖课程教学内容的典型工作任务，通过工作任务为单元，使学生在完成工作任务的过程中学习专业知识，培养职业能力。
二、典型工作任务教学设计案例
1.典型工作任务选取原则
学习单元中的工作任务来源于企业或生活实际的典型案例，通过归纳、提炼，找出适合学生的学习型的工作任务。同时，课程模块的设计结合职业能力的培养规律，从简单到复杂地设计学习单元。
2.典型工作任务教学设计
（1）“控制门”案例包含的知识点
通过对“控制门”整个装置的研究，可发现“控制门”这个案例中包含有气动和电动元件知识，包含有能实施控制的继电器，同时应包含有关于安全方面的知识。
细分各部分知识可知，整个“控制门”装置所涉及的知识点包括：传动器、阀、气缸、控制器、气动装置、气动管线、压力测量、电力元件、电压源、电路图、安全知识、PLC、控制系统基本组成。将这些知识点进行分类和归纳后整理出如下几类知识：控制方面基础知识，包括电路元件、阀、空气过滤器、气缸、气动装置、控制器、控制系统基本组成；气动液压参数，包括参数计算、编程；动力源，包括电压源、气动管线、空压机；电气气动控制图，包括电路图、气动图、编程；信号及压力值，包括压力测量、传感器；安全知识包括安全知识、门以及经济学及环保知识。
（2）课堂教学设计
①课堂教学设计整体思路
在进行课堂教学设计时，不仅注重培养学生的专业能力，也应注重方法能力和社会能力的培养。课堂理论教学设计时同时应分阶段、目标明确，注重培养学生的资料收集整理能力、制订实施及巩固计划的能力以及检查、判断能力，同时还应学会将理论知识综合应用的能力。教学内容也不能仅限于工作任务涉及的知识点，针对这些知识点所辐射的部分知识点，也应在课堂理论教学中进行学习。如“控制门”中虽仅涉及气动方面的知识，但与气动相关联的液压的基本知识、液压参数的计算也应进行相应学习。
在教学方法的设计上，应注意培养学生的沟通能力及团队协作精神、培养学生自主分析问题、解决问题的能力，最重要的是，一定不能忽视培养学生的安全意识及自我保护能力。
②课堂教学设计举例
本文以安全知识为例说明通过阶段目标的完成来进行教学设计，如表1所示。
3.考核方式设计
为了考核学生的综合能力，加强过程考核，同时将学生的工作与职业操守、学习态度、团队合作精神、交流及表达能力、组织协调能力作为工作任务的公共考核评价纳入考核项目，以此来对学生进行综合评价。
在工作任务的实施中，项目采用了专业知识占30%，专业技能占30%，职业素质占30%及总体评估占10%的评价权重。
三、教材建设
职业教育的教材建设与传统的大专、本科教材是有所区别的。在教材建设的思路上，绝不能套用本科教材的思路。因此，从项目实施至今，笔者与同事们一直致力于校本教材的建设，突出职业教育的特点，将理论与生产实际相结合，突出动手能力的培养，以典型工作任务为载体，通过学生自主的行动和教师有效的组织、合理引导实施教学进程，以此来满足职业教育中工学结合的教学改革的需要。
四、总结
工学结合的教学模式是目前职业教育的发展方向，而典型工作的任务的选取又保证了基本工学结合教学模式的教学改革顺利进行的前提。我国职业教育的诸多模式许多吸取了德国的职业教育模式的经验进行的创新与试验。只有结合各校的实际情况，考虑我国学生的真实文化水平、学习态度及学习现状，才能完成符合各校实际情况的课程改革，才能推动我国职业教育的发展。
参考文献：
[1]王子媛.基于工作过程导向的高职机械制图课程设计.新课程，2010，（8）：152-153.
关键词：卓越工程师；专业课；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A ？摇文章编号：1674-9324（2013）18-0021-03
“机械制造装备设计”是工科院校机械工程自动化专业学生必修的一门专业课，不仅需要温习前期所学多门基础理论课知识，而且要接受新的专业课理论知识，另外它还是一门实践性很强的课程，它要求以机械制造过程所需的装备为对象，阐述机床设计、夹具设计、刀具设计、物流仓储装置设计、专用工业机器人等搬运工具设计和自动化生产线设计的基本理论，使学生能够将理论应用于典型的案例工作中，初步具备机械制造装备的设计能力、实践动手能力、综合分析和解决实际问题的能力。
“卓越工程师”培养计划是教育部2009年推出的一项教育改革项目，旨在培养工科专业各类层次学生，使其达到知识、能力与素质等新的要求，需要以实际工程为背景，以工程技术为主线，培养造就一大批创新能力强、适应企业发展需要的多种类型的优秀工程师。
我校自2010年开始，以铁路部门需求专业为对象，实施了依托产学研合作的“3+1”培养模式改革试点，几年来的实践表明，我们的产学研合作“3+1”培养模式具有鲜明的独特性，专业课教授采取传统的形式或方法已经不适应新的培养要求，故必须进行有针对性的教学改革，才能切实支撑“3+1”培养模式的实施和人才培养目标的实现。
一、课程现状及存在的问题
“机械制造装备设计”课程强调知识综合性和实用性，培养综合分析解决生产实际问题的能力，这正是“卓越工程师”培养计划所要求的，但是目前传统的教学方式或方法并不易达到这一目的，存在的主要问题如下：
1.现有课程内容体系是建立在知识的系统性和完整性之上的，沿用传统的教学理念，新材料、新技术和新工艺方面的知识点较少，所用教材缺乏生产实际要求的内容。
2.现有课程实验教学多为演示性内容，学生缺少自己动手和动脑思考的机会，难于通过实验悟出机械制造装备中有关部分的结构、力学性能、热性能和实际应用之间的内在联系。
3.企业的就业需求决定了我们学校的“卓越工程师3+1”的培养模式具有其独特性，每家企业需要多个专业的学生构成一个培养班，而且每个专业的学生数是动态变化的，有时两三个，有时八九个，这样采用集中大课讲授方式已经不妥。
4.现行的课程教学限于课时安排和教学大纲的要求，灵活性不足，缺少学生自主的研究性学习内容，主动积极学习的能力培养方面比较欠缺。
二、课程建设与教学改革
课程建设是一项长期而艰巨的工作，需要不懈的努力和不断的改革，才能取得良好的效果。“机械制造装备设计”是一门历史发展悠久的专业课程，几十年来其教学内容、形式一直在不断地变化与改革中，而卓越工程师培养计划要求其适应社会需求而再进行教学改革，我们对此进行了如下的教改工作。
（一）教学内容更新
结合当前高等教育的改革形势和卓越工程师培养计划的目标要求，我们走访了五家具有代表性的企业，收集意见和建议，了解其对课程教学内容的需要，并且查阅了国内外有关本课程的教学资料，通过调研讨论等一系列活动，明确了课程的最新基本目标和任务，提出了强化教学内容的先进性和应用性，明确了重要知识点，形成了新的各章教学内容体系。
（1）机械制造装备设计方法，主要讲授机械制造装备设计的类型、方法和评价。
（2）金属切削机床设计，主要讲授与金属切削机床设计有关的基础理论知识，如机床运动学原理、工件表面形成方法、机床功能原理图设计、刚度、抗振性、热变形、噪声、磨损和低速运动平稳性，金属切削机床总体设计方法和总体结构方案设计及机床主传动系统、进给传动系统、主轴部件、支承件、导轨、机床刀架和自动换刀装置的设计。
（3）工业机器人及其作业线设计，主要讲授工业机器人及其分类、工业机器人运动学设计、动力学设计方法、工业机器人机械系统设计和控制系统的设计方法。
（4）机床夹具设计，主要讲授机床夹具设计的要求、夹具功能、夹具机构、刀具导向机构，分析典型机床夹具结构。
（5）物流系统设计，主要讲授物流系统的功能和应满足的要求、物流系统总体及上料装置设计、机床间工件传送装置设计和仓储系统设计方法。
（6）机械加工生产线总体设计，主要讲授机械加工生产线设计应遵循的原则、基本组成、生产工艺方案设计、生产线工艺方案制定原则、总体设计方法、加工设备的选型、生产率及经济性核算和柔性制造系统的设计特点。
（二）教学方法和教学手段改革
（1）从国家战略需求的高度激发学生学习热情。为使学生充分认识到装备制造业是国家的重要支柱产业，在绪论中以近几年铁路高速发展所需重大装备为例，详细讲解动车制造所需重大装备设计制造中的关键技术与难点问题，激发学生的学习兴趣，鼓励学生学好机械制造装备设计这门课程，面对强大的市场和国家战略需求，学生有责任和义务发展中国自己的制造装备产业，抢占技术的制高点。
（2）引入最新研究成果丰富授课内容。①在讲解《机床支承件》这一单元时，主讲老师结合自己的科研成果，分析目前常用支承件材料性能，总结其各自的优缺点，提出应用复合混凝土技术制造精密机床支承件的优越性，其不但技术性能优良，而且制造成本低廉环保，符合国家发展绿色制造的战略要求。②在讲授机床夹具设计环节时，引入教师科研工作中经典的机床夹具实例，图文并茂地讲解夹具定位布局优化技术以及设计中应注意的问题，开拓学生的视野，增强学生对实际工作的感知力，同时吸引学生对今后实际工作的向往。③在讲授《物流》这一章时，鉴于课本上的内容非常凝练和概括，为便于学生直观理解，结合工程中的实际案例“汽车生产厂新线物流系统设计思路和方法”进行有针对性的讲解，使学生的印象加深，更加符合学生的认知规律。④紧跟机械制造装备的发展趋势，在增大演示实验比例的同时，让学生们尽可能动手参与实验，引发学生的深度思考与理解。
鉴于数控加工和工业机器人装备的广泛应用，开设工业机器人和五轴数控加工演示实验的同时，让学生尽可能在指导教师的引导下动手参与实验，使学生了解这些先进装备的基本原理、国内外差距以及结构设计、自动控制和运动几何规划在先进装备开发与操作中的重要性。
（4）应用现代教育技术和现代化教学手段。由于讲授内容增加和学时减少，促使我们改进传统授课方式。针对教材自制了内容丰富的多媒体课件，在电子教案中，不仅有大量的机床单元部件等实物图片，还有刀库自动换刀、部分加工中心、自动立体仓库的录像演示。采用板书、多媒体、视频与网络等多种教学手段完成教学。
（5）教学方法、作业、考试等教改措施。作业形式多样化，除了常规作业以外，还要有学生进工厂的参观学习心得、参加工程实际项目的总结报告等。考试由实验成绩、作业和笔试三部分组成。根据每章节内容的不同，分别采用直观感知教学法、抽象思维和形象思维并行教学法、启发式教学法、师生互动教学法、交互分析教学法、多彩描述突出重点法和个性表述法等。
上述教学方法在每个教学环节中分别不同程度地得到了体现，以形象逼真的启发式教学，为学生创造了一种分析理解问题、归纳和推理、联想或想象的思维空间，并辅以精心设计的题目，包括课堂作业、课程设计、实验各个教学环节的题目，找到了一条达到教学目标的有效途径。它具有交互性、集成性、自适应性和可编辑等特点，大大地提高了教学效果及效率。
三、结束语
本文通过“机械制造装备设计”专业课的教学改革，针对传统教学中不适应卓越工程师培养计划要求的问题，提出了该课程的教学改革的思想和在工作中实施的教学改革方式与方法，经过几年的实践，不仅提高了教师系统化并多样化教学能力，而且使学生的学习积极性和主动性有了较大提高，综合分析和解决实际问题的能力培养环节也得到了进一步加强，通过调研就业于社会的几届“3+1”卓越工程师毕业生及所在单位的反馈意见，证明我们的专业课教学改革是成功的，收到了良好的效果。
参考文献：
[1]林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究，2011，（5）：1-9.
[2]梁利东，许德章，于华.机制专业卓越工程师培养模式下的教学内容和实施方案的研究[J].科技创新导报，2011，（29）：187-188.
