时间：2023-11-10 11:07:42
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关键词：机械制造基础 数字化教学资源 素材库
根据教育部机械基础课程教学指导分委员会金工课指组的指导精神，机械制造基础课程是机类、近机类必修的一门专业技术基础课，是工程训练课程体系的理论基础课程和核心课程之一。该课程教学目标为培养学生工程实践能力，工程技术素质及工程创新能力。
目前机械制造基础课程教学难点在于以下2点：（1）课程信息量大与教学学时少之间的矛盾。机械制造基础课程包含材料成形技术基础和机械制造工艺基础两部分内容，知识范围广泛，信息量大，理论知识点繁多难懂。在比较少的学时内，学生接受吸收大量的知识信息有一定难度。（2）理论与实践结合的不够。机械制造基础课程是培养学生分析解决工程实际问题能力的重要教学课程，由于课程缺少实践环节，而低年级大学生缺乏工程实践能力。缺乏工程背景而使得知识点的学习抽象化，综合分析问题及工程实践能力过于低下。
面对以上问题，应深化教学改革，优化教学内容和方法，积极推进数字化教学资源建设，最大限度地满足教育教学需要，实现教育创新，达到教学目的的总体优化，提高教学效果。
1 机械制造基础课程数字化资源建设内容
机械制造基础数字化教学资源包括电子教材及教案、各类型多媒体教学辅助课件、试题库、工程案例教学素材库及工艺技术虚拟仿真素材库等（如图1所示）。本数字化教学资源是一种综合性、多层次、立体化的教学资源，能够促进课程教学内容、教学体系和教学方法及教学手段的改革，优化课程教学结构和教学过程。
1.1 电子教材及教案
机械制造基础课程理论知识体系庞大，知识点多，由于学时有限，为满足教学要求，在保持经典的核心教学内容基础上，须适当精简优化教学内容。为此，将依托课程教学网站，建设精炼的电子教材及电子教案，进一步优化知识结构和体系。其中，电子教材在纸质版教材的基础之上，将增加大量的图片、动画与视频，将抽象的理论问题进行直观解析，使教学内容更加生动形象；引入材料成形技术及机械加工工艺在生产实践中的应用视频，不仅提高学生的学习兴趣与热情，而且也增强学生的工程实践能力。电子教材与教案不仅是一项有利于教师教学的手段，更有助于提高学生学习效果。
1.2 工艺技术虚拟仿真素材库建设
机械制造基础课程涉及理论教学内容多，同时又与实践联系紧密。因此，要充分利用动画、仿真等学习方式，达到深入浅出的教学效果。
为此，采用计算机模拟仿真技术，以虚拟仿真、动画等形式，以先进的教学手段向学生生动、形象、具体地展示各种先进工艺技术的工艺过程，将学生们带到生动形象的知识世界，巩固强化材料成形工艺及机械加工工艺方面的知识。利用UG，CATIA，Pro/Engineering，SolidWorks等有限元模拟建模软件，DEFORM，ANSYS，Pamstamping等材料成形分析软件，Flash，3DS MAX动画制作软件建立铸造、锻压、焊接及机械加工模拟仿真素材资源库。
如基于Solidworks工程软件对不同齿轮加工方法加工原理的三维动静态仿真，在加工直齿圆柱齿轮时，对滚齿、铣齿、插齿3种方法的加工原理进行动态演示，对比展现各方法加工时齿面成形原理的不同。从而让学习者理解为何滚齿、铣齿不能加工多联齿轮。直观的图片和动画应用于课程教学中，很大程度上增加了学生的学习热情，有效提高了教学效果。
1.3 多媒体辅助教学课件建设
多媒体教学课件建设中包含根据不同需求设计制作的不同类型的课件。除包括教学课件以外，还包括咨询答疑型课件、试题型课件、工艺模拟型课件等，教师或学生都可有针对性地进行选择。咨询答疑型课件，是在教学授课中对有代表性的疑难问题进行分析与讲解，教师应用这类课件时，可与学生互动讨论与交流；学生在应用时，可以对课程学习中的疑难问题寻找答案。试题型课件，是按小节将各种试题进行分类汇编制作课件，题型包括填空、单选与多选、结构工艺性分析及问答题等题型，按各小节的内容归纳题型，极大地方便了学生对所学内容的熟练掌握与应用。工艺模拟型课件，是将课程中的材料成形及机械加工工艺过程进行计算机模拟，将工程实践性强、抽象难懂的加工工艺问题具体化、直观化，提高学生对工艺过程的理解。各类型课件制作完成后，将在课程网站上运行，以方便学生应用。
1.4 工程案例教学素材库的建设
在机械制造基础课程教学中，建设具有一定的代表性、综合性、专业性和贴近工程实践的教学案例及案例分析。将工程大背景引入教学环节，利用取材于实际工况的真实工程案例，为缺乏工程实践经验的学生提供真实的工程场景，从而让学生知道为什么要学这些理论知识，并尝试运用这些理论知识处理实际问题，极大提高了学生的积极性及主动性，不仅培养了学生的工程思维能力，而且提高了学生的工程实践能力，还体现了面向卓越工程师培养的教育理念。为此，建立有关铸造结构工艺性、锻压结构工艺性、焊接结构工艺性教学工程案例；建立铸造工艺设计、自由锻工艺设计及焊接工艺设计工程应用案例，详细制订各案例中零件结构工艺分析及零件工艺规程；建立零件机械加工结构工艺性分析工程案例，建立零件机械加工工艺过程工程案例。所选的工程案例不仅真实而且能揭示所要求掌握的理论知识，能切实提升学生的工程综合能力。
1.5 试题库技术平台的建设
为改变传统教学方式，充分运用现代化教育技术和手段，将研制出具有随机抽题和具有记录反馈信息功能的教学试题库测试系统。试题类型将更加注重工程实际，设置工程类题目，如：结构工艺性分析、工艺方法选择、工艺路线拟定和工艺规程设计等，使测试内容更加符合课程要求，贴近工程实际，注重工程实际应用，注重能力和素质的培养。
通过题库建设，实现教考分离，进一步明确教学基本要求，突出工程特色，注重能力和素质的培养，规范授课过程，提高教学质量。
2 数字化教学资源库建设途径
依据网络教学特点，以机械制造基础课程网站为依托，建设数字化教学资源库。
（1）利用现有教材，优化课程知识体系及结构。
利用Authorware7，Dreamweaver，Flash等相关软件制作机械制造基础练习题库及试题库。按章节进行题库建设。
（2）利用Authorware，PPT及Flash等相关课件制作软件，制作各类型课件，精炼素材内容。运用CATIA，Solidworks，Pro/E软件进行三维实体建模，运用Solidworks的animator插件和cosmonmotion插件，Pro/E的机构运动仿真软件，对机械加工过程进行模拟及动画演示。
所建设的电子版教材与教案，工艺技术虚拟仿真素材库，各类型多媒体教学辅助课件，试题库以及工程案例教学素材库等所有资源库都将链接在课程网站上，以方便学生的自主学习与复习检测。
3 结束语
（1）机械制造基础数字化教学资源库为教师教学，学生学习的整个过程提供优质的教学资源；
（2）数字化教学资源构建了多层次、开放式的教学平台，形成了个性化自主学习的环境；
（3）工艺技术模拟仿真及工程案例素材库建设了多形式的实践教学体系，实现了工程实践能力的培养与强化。
机械制造基础数字化教学资源不仅为学生学习提供了方便和学习参考，也为授课教师准备了多样化的教学素材，也将为所有在校学生了解和掌握机械制造基础课程相关知识提供自学教学载体，最大限度地满足教育教学需要，实现教育创新，达到教学目的的总体优化，提高教学效果。
参考文献
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【关键词】高职 数字测图 课程项目化改造 教学目标
教学实施过程
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2012）02C-0046-02
一、课程项目化改造的必要性
数字测图是我国目前进行数字地球、数字中国和城市地理信息系统GIS、国家基础测绘的主要技术手段，是目前各种工程测量中地形图测绘的重要方法，是高职工程测量技术专业的一门重要的职业核心课程。数字测图的知识和能力的掌握对学习后续课程起到关键性作用，数字测图也是学生就业中重要的职业岗位之一。
数字测图的内容主要有数字测图的基本知识和电子全站仪的应用、数字测图的外业数据采集和内业用计算机进行数据处理成图等。教学要求，是培养学生具有数字测图的基本知识和数字测图的职业能力。一直以来，在教学上是采用先理论、后实践的教学方法，理论与实际相脱离，教学效果较差，难以达到课程教学目标的培养要求。学生缺乏观察能力和空间想象能力，对数字测图技术的整体过程体会不深，一知半解，实践能力差，严重影响了学生应具有的数字测图的职业工作能力。
高等职业技术教育以培养生产、建设、服务、管理第一线的高端技能型专门人才为主要任务。如何在教学中进行课程项目化改造，用项目和任务训练学生，理论与实践一体化教学，提高学生的数字测图实践能力,培养高技能型人才，已经成为高职数字测图教学改革中急需解决的重要课题。
二、课程项目化改造工作思路
所谓课程项目化改造，是根据职业岗位能力培养的需要，将数字测图课程教学过程转化为实践工作任务，将工作任务贯穿于项目教学的始终，以工作任务为基础驱动项目教学的整个过程。学生在完成工作任务过程中，学习课程的专业知识。这样可以利用工作任务，激发学生学习的兴趣，实现教学做一体化，理论与实践一体化。课程紧密结合实际工程项目，可以使学生在完成任务过程中巩固理论知识，训练实际工作能力，最终具备职业岗位的工作能力。
为了进一步开展各项工作，应确定数字测图课程项目化改造工作思路：深入各行业和基层进行行业调研与分析；确定数字测图职业岗位能力目标、职业素质目标和职业知识目标；根据数字测图岗位的工作过程的不同环节和具体任务，进行课程教学设计；按照课程项目化实施教学。数字测图课程项目化改造工作思路如图1所示。
三、课程项目化教学目标
数字测图是高职工程测量技术专业的一门核心课程，在教学体系中占有着非常重要位置。数字测图针对于国家基础测绘、水利水电工程测绘、交通工程测绘、城市建设工程测绘等岗位要求，培养能在生产、建设、服务、管理第一线的从事数字测图的、具有系统的应用知识和良好的职业素质，并具有可持续发展能力的高素质、高技能型人才。通过行业调研与分析归纳，得出数字测图课程项目化教学目标见表1所示。
四、课程项目化教学设计
数字测图项目化改造，是以数字测图的职业能力目标为核心，以数字测图过程为主线，通过设计工作任务，构建学习情境，建设仿真和真实的学习场景，让学生在职业活动中获取知识、锻炼职业技能，通过完成系列工作任务来培养学生具有职业能力。根据数字测图的工作内容和真实工作过程来设计课程的教学内容和顺序，每一个教学单元就是一项工作任务，对应一项具体的能力训练目标。数字测图为一个贯穿性综合项目，有4个子项目，见表2所示。
五、课程项目化教学实施
数字测图课程项目化教学实施是以项目为载体、任务驱动，学生为主体开展教学活动。采用分小组作业的形式各自独立地完成4个具体的项目工作任务。具体教学实施过程如下：
第一，收集资料。学生根据完成项目任务内容、要求，收集各种必要的资料。主要有原项目已有的各种比例尺地形图，有关数字测图测量规范和地形图图式，控制测量的成果以及数字测图技术设计书等。
第二，学生分组。将学生分为若干个小组，每组4～6人，选出组长。组长工作能力直接影响到该组任务的完成，在分组中要注意组长的选定，应选择具有一定的组织能力、工作能力，责任心较强的学生担任。
第三，实施方案。各小组根据项目任务的要求和有关行业规范，制订出项目实施方案。方案的主要内容有数字测图项目任务内容、相应的实施步骤、测量的方法、时间安排及要求和注意事项等。
第四，实施项目。各小组按实施方案实施项目，各小组依据规范要求协作完成项目任务。主要内容有各组根据实施方案，按规范要求完成数字测图各项目任务。
第五，教师指导。教师跟踪检查和指导学生实施项目任务情况，回答学生提出的问题，对学生进行启发和及时指导。
第六，任务评价。学生完成各项目任务后，安排学生分组讨论总结完成项目任务过程，各小组数字测图项目成果进行总结和互相交流，每小组派代表汇报完成项目情况，教师进行点评和知识归纳。
第七，成绩考核。学生课程成绩考核分为4个方面。一是过程考核，主要考核学生在完成各个项目过程中的成果；二是实践能力考核，主要考核学生的仪器操作能力、绘图能力；三是知识考核，主要考核学生的数字测图课程的应用知识；四是考核学生的工作态度，主要考核学生的团队精神、工作态度、出勤、安全等方面情况。根据学生以上四个方面及小组互评、组内互评和指导教师评价综合评定学生的成绩。
职业教育课程目标的最终目标，就是具有实战能力――解决问题的综合能力。数字测图项目化改造与教学实践证明，以职业活动为导向，以素质为基础，突出能力目标，以学生为主体，以项目为载体，以实训为手段，设计出知识、理论、实践一体化的课程，教学目标明确，学生在学中做，做中学，边学边做。教师在做中教，边做边教。教、学、做一体化，理论与实践一体化，这种课程项目化教学方法，符合高职学生的学习规律，学生学习积极性高，巩固了理论知识，提高了实践能力，教学效果良好。
【参考文献】
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【基金项目】广西“十一五”教改科研项目（2009C134）
[关键词] 数字化设计制造综合实训；CAD/CAM；逆向工程；教学改革与创新
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2017） 03-0092-02
随着全球经济的迅猛发展，消费者的消费观念发生了结构性变化，要求产品更新换代的速度加快，产品设计制造周期缩短，产品质量还必须要好。数字化设计制造技术是一项综合性、集成性很高的高新技术，是先进制造技术的重要组成部分，也是提高设计水平、缩短产品开发周期、增强企业竞争力的一项关键技术。全面、熟悉地掌握数字化设计制造技术已成为工程技术人员适应新形势、新要求的重要任务，也成为应用型大学本科生实践教学改革的新方向。
一 应用型大学本科数字化设计制造综合实训课程现状
数字化设计制造综合实训是机械设计制造及其自动化专业和机械类专业学生的一门必修课，也是理论教学结束后进行的实践教学环节。部分学校也称CAD/CAM实训、CAD实训、CAM实训或计算机辅助设计制造实训等。教学目的是让学生进一步掌握现代设计制造的方法和手段，提高学生的CAD/CAM技术应用能力。通过实训让学生亲身参与产品设计、制造的整个过程，熟悉产品设计的流程、规范、制造方法、工艺过程等，锻炼学生综合运用知识的能力、设计软件的使用能力、查阅资料的能力、动手与团队协作的能力，培养对产品创新设计的兴趣。目前现有的课程大概有以下几种形式。
1 实训只进行CAD/CAM的部分环节，比如只进行CAD模块或CAM模块的实训，学生不能系统熟悉整个设计制造流程，更无法模拟体验企业作业过程。
2 实训让学生采用一门CAD/CAM集成软件，对零件进行CAD 阶段的设计，再进行CAM过程的模拟仿真加工，整个过程以课内上机形式完成，未进行零件的实际加工，学生不能切身进行数控设备加工过程的操作练习，且学生未能体验到整个设计制造的过程。
3 实训让学生掌握并应用一门CAD/CAM集成软件，完成一般零件的造型设计，运用所学CAM及数控编程的相关知识，针对设计的零件进行手工编程，并实际操作数控车床完成零件的加工。CAD和CAM通过手工编程来连接，整个CAD/CAM的集成过程未能实现，且缺失DNC过程，先进的数字化设计制造技术未能得到完整的诠释。
4 在实训过程中，使学生亲身经历从设计――工艺――制造―DNC传输――零件加工制造整个数字化设计制造流程，通过数字化设计制造综合实训，让学生建立数字化设计制造理念，懂得运用先进的设计制造方法解决实际问题并进行工程应用。但是绝大多数都是由指导教师给学生下定任务单，学生机械的完成整个过程，缺乏创新，不能充分发挥学生的主观能动性。
二 应用型大学本科数字化设计制造综合实训教学改革措施
社会与经济的发展对产品的设计与制造提出了更高的要求，产品在保证质量的前提下，研发和制造的周期越来越短。这样就要求在设计的过程中必须保证设计的正确性与可靠性。不断发展的CAD/CAM技术可以最大限度的满足目前产品的设计制造要求。所以为了满足现代社会生产技术的要求，在相关专业本科生的培养过程中，需让学生对这一现代化的技术有全面的了解和熟练的应用能力。在实践教学过程中，我们从教学方法、教学内容和考核方式等几方面入手，探索和实践了新的教学改革，现阐述如下。
（一）教学方法改革
1 项目教学法
以企业真实项目为载体设计实训项目，按照实际工作过程明确具体任务，并通过完成任务实现技能模块的教学过程。实施步骤为：项目分解――任务驱动――实际操作――技术研讨。在整个过程中学生始终保持团队合作状态。
此方法既可以让学生掌握实际产品的设计、制造流程和相关的知识，又能锻炼学生的团队合作能力。
2 问题探究教学法
教师（组）或教师引导学生提出问题，在教师组织和指导下，通过学生比较独立的探究和研究活动，探求问题的答案而获得知识。如车削零件时，就可采用该方法，实施步骤如下：创设问题的情境――机床如何实现车削过程；选择与确定问题――数字化制造部分理知识体系；讨论和解决问题――CAPP；仿真验证――CAXA数控车仿真；实践并得出结论。
3 小组合作教学法
项目在实践教学环节，将学生划分为不同小组，每个小组有不同的实训任务单，每个小组根据任务内容和教师的安排，通过技术讨论、实际操作等手段，合作完成一个实训项目。这样既提高了学生实践操作技能，又培养了学生组织协调、合作学习的能力。
4 现场教学法
将实践教学环节的一部分设置在学校的工程训练中心，另一部分设置在校外实践教学基地。让两部分的教学内容能够相互关联，通过工程训练中的操作实践和校外教学基地的认知实践，让学生把所学的知识与企业的实际生产联系起来，感受真实生产氛围，学习知识在企业中真实应用的技能。
5 分层教学法
项目采用分层次培养学生能力的教学思路。课程在设置之初对学生的要求划分了3个层次：基础理论与技能应用层次、综合系统培养层次、科技创新层次。基础理论与技能应用层次针对机械类等对课程要求较低的专业，要求学生在理论知识掌握和实践技能应用方面达到课程大纲要求；综合系统培养层次针对机械专业的学生，要求学生对理论知识和实践技能可达到熟练综合运用的程度；科技创新层次针对在课内和实践训练环节综合能力较为突出的学生，每学期选拔一批对课程内容掌握较扎实的学生进行课外科技创新培训培养、校企实践教育教学基地共同培养等活动。
（二）教学内容的安排
数字化设计制造综合实训构建在现代数字化工厂的实际环境之中，学生通过对典型机械零件的完整设计、仿真直至真实加工与检测，可系统且完整地体会现代数字化设计制造模式的全过程。数字化设计制造方法优于传统设计制造，整个设计制造过程不是独立的，而是一个并行的过程，详见图1。
根据数字化设计制造综合实训的要求和拟达到的预期目标，项目需要完成的主要内容包括以下几方面：计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺设计（CAPP）、计算机辅助制造（CAM）、机床实际操作和逆向工程。计算机辅助设计主要完成数控车、数控铣及线切割3个工种的零件设计；计算机辅助工艺设计需要对CAD阶段的零件进行加工路线安排；计算机辅助制造则是对已完成工艺设计的零件进行仿真加工、NC代码生成及校验；机床实际操作主要完成数控设备的简介及基本操作、NC代码的DNC传输、零件成型、机床保养及维护等内容的教学与实践；逆向工程主要给学生讲解逆向工程的原理、实现逆向的设备简介及操作过程。
图1 数字化设计制造综合实训课程内容流程图
（三）考核方式
数字化设计制造综合实训考核方式注重过程考核、能力考核以及结果考核。因此数字化设计制造综合实训成绩包含形成性的考核和终结性考核两部分，具体考核内容及占比见表1。
表1 数字化设计制造综合实训考核内容及占比
三 改革的创新点
在教学中注重了从“设计――工艺――制造”的完整周期，让学生有一个完整的体验和认识；CAD和CAM通过DNC来连接，实现了整个CAD/CAM的集成过程，数字化设计制造技术得到了很好的诠释和展现；实训过程中采用单独和协作共存的模式，既锻炼了学生个人的动手能力，又让他们认识到团队合作的重要性，锻炼了团度合作协调能力；教学过程中突出学生自身的主观能动性，允许学生自主设计，并将所设计的产品制造出来，既让学生在实践过程中学习了知识，又增强了学生的自信心。
参考文献
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《现代设计方法及应用》是实用性非常强的课程，对农业机械化领域一线的农业推广硕士来说有重要的意义．但在实际教学过程中，存在诸多问题制约了教学的效果和质量．1）从教学内容上讲，课程所讲的内容与本科生课程《现代设计方法》无本质区别，导致学生对专业的发展前沿动态知之不多，兴趣不浓厚．信息时代，数字化设计与制造的研究方兴未艾，知识在不断更新，因此课程内容的陈旧，易给学生造成所学知识过时，与本科课程毫无区别的错觉．2）从教学方法和教学手段上讲，仍是以课堂讲授为主，教师主导，学生被动接受，对项目教学和讨论教学等没有足够的重视，教学实践环节薄弱，形式单一．课程中的设计方法、算法大都已经集成到成熟的商业软件中，学生却没有机会接触这些软件，而它们恰恰是现在成熟装备设计制造类企业，如汽车，重工机械企业等研发过程中使用的主流软件．相对于装备设计制造类企业较成熟的与国际接轨的数字化设计与制造来说，农机行业，特别是中西部的企业稍显落后．攻读农业机械领域农业推广硕士的学生很多来自一线农机设计与制造类企业，如果他们不熟悉这些软件将十分不利于农业机械的发展与创新．对于攻读农业推广硕士学位的研究生来讲，学习《现代设计方法及应用》应该强调其应用性，然而现在的课程教学更多的是侧重数学、力学知识的讲解，课堂教学枯燥乏味．教学内容、教学方法和教学手段的相对滞后以及实验教学环节教学方式设计不合理是造成上述结果的主要原因．
2数字化设计与制造发展现状
“数字化”作为信息时代的显著技术特征初露端倪．机械工业是国家支柱产业，近年来在重大技术装备、汽车产品、农业机械装备和基础产品四个领域的发展也尤为迅速，对于产品的创新性以及数字化的要求也越来越高，机械工业的发展需要信息技术的支撑［9］．随着信息技术与机械工业的结合，以C3P（CAD／CAPP／CAM／PDM）为代表的计算机辅助设计工具CAX在机械工业界得到广泛普及，C3P更多地以软件接口实现数据集成，但对更高层次的设计如动力学分析、系统优化设计缺乏有效的支持．针对这些不足，现在计算机辅助设计更多地强调基于多体（Multibody）系统复杂机械产品的设计、基于本构融合的多领域（Multidomain）统一建模和基于多学科（Multidisciplinar－y）协同集成框架的优化设计，并逐步形成计算机辅助工程（Computer－AidedEngineering，CAE）相关平台工具．在企业信息化的设计管理方面，产品数据管理（PDM）得到拓延，已形成产品全生命周期管理（PLM）技术，M3P（Multibody／Multidomain／Multidisciplinary／PLM）已成为当前机械工业技术研究、开发和应用的时代特征［10］．农业机械现代化的战略制高点是农业机械设计数字化［11］．数字化设计与制造是从“中国制造”转向“中国创造”的新途径．将数字化设计与制造引入农业机械行业，将改变传统农业机械的设计与生产方式，使数字化技术能够改造传统农业机械设计与制造产业［12］，实现信息技术在农业机械领域的新应用［13］．
3应对措施
在《现代设计法及其应用》的教学中，拟以数字化设计统领课程的教学，从授课内容、方式和方法上进行课程建设，突出设计方法“计算机辅助（Computer－Aided）”的理念．从教学内容、教学方法和教学手段三个方面的改革与创新来进行课程建设，框架如图1所示：在教学内容方面，主要是优化课程内容结构，在实验教学中采用“基于项目的教学”．在教学方法上紧紧抓住“数字化”这一主线，突出计算机在设计方法中的作用．在教学手段上应用多媒体、CAI课件，讲课的过程中即时通过集成设计方法、算法的软件演示来讲授方法、算法的应用效果，打破以往的教学体系中课堂教学与实验环节相脱节的授课方式，在课堂教学中引出实验环节的内容，使课堂教学与实验教学做到相互贯通、互为补充、相辅相成，以提高总体教学效果，使得学生能更全面、系统地掌握专业知识．1）从教学内容上讲，课程讲授内容更新及时、紧扣前沿．对于《现代设计方法及应用》课程，拟主要讲授多体动力学仿真（柔性多体动力学会引入有限元分析）和多领域仿真的内容，补充讲解多学科优化方面的内容，这些都是CAE研究的热点，也是数字化设计的核心．通过项目组老师前期教学和科研的积累，可以为学生指定并提供相关内容的经典著作、文献参考资料．讲解框架如图2：对于整个现代设计方法体系，在C3P的基础上，着重讲解M3P的构架，成系统地讲解使得学生明确《现代设计方法及应用》在整个企业流程中所处的位置．PLM使学生了解企业如何进行数字化设计与制造的统筹管理以及产品全生命周期管理，让他们对现代企业设计制造工作流程有深入的了解．2）从教学方法和教学手段上讲，立足实践，把“应用现场”搬入课堂，改进实验教学环节．课程内容以讲解企业的实际应用为主，增加学生兴趣．授课过程中，在方法、算法讲解的基础上，辅助集成这些方法或者算法的成熟软件演示，使得学生在理论学习完成后，马上知道方法、算法的企业级应用，以达到强烈的“学以致用”的效果，把“应用现场”搬入课堂，使得学生了解现代设计方法的高效、直观和快捷的特点，引发学习热情，引入并倡导启发式、讨论式教学方法，将学生在实际工作中遇到的问题引入课堂，实现“以学生为主体、以教师为主导”的教学模式．针对学生设计工作中遇到的设计问题或农业机械类企业的设计需求．强调集成现代设计方法软件的应用．如动力学分析的MSC．ADAMS软件，有限元分析的ANSYS软件，多领域仿真分析的Dymola软件，优化设计方面的iSIGHT软件和Matlab软件的Optimization工具箱等等，采用企业设计需求的实验教学，提高学生使用现代设计方法分析问题和解决问题的能力．
4结论
关键词：机械专业；数字化设计；数字化制造
计算机技术已全面渗透到机械领域，学生熟练掌握和应用数字化设计制造技术已成为其必备的基本技能，企业在招聘中也将这项能力作为重要考核指标之一。为适应这种快速发展的新形势，满足社会的迫切需求，研究和探索如何培养掌握和应用数字化设计制造技术的优秀毕业生具有重要意义。通过广泛调研和细致分析，结合我校机械专业实际情况，提出了以典型数字化设计、分析、制造技术工程软件应用为主线，以实践教学基地和工程训练中心为载体，以培养学生创新能力、实践能力为目标，构建了贯穿于机械专业培养过程始终的数字化设计制造技术培养体系。
一、教学体系和教学内容的改革
在保持专业原有优势和特色的基础上，着重对数字化设计、数字化制造的教学内容、实习和实训等进行改革与创新，形成了一套完整的提高学生数字化设计制造技术能力的教学体系。
（一）工程制图类教学与实践
工程制图类是学生认识机械、了解机械的重要专业基础课，开设了机械制图、计算机绘图、三维设计等制图类课程，在教学中注重各门课程之间的融会贯通。计算机绘图将制图基本知识、视图表达方法、零部件绘制、装配关系等用计算机实现，提高了效率和设计质量，加深了对机械制图的理解和掌握。在三维设计中，通过建立三维实体模型、动态仿真，使学生容易理解，更容易激发其空间想象力和创新热情。
（二）工程力学类教学与实践
开设了机械系统动力学分析（如ADAMS）和有限元分析（如ANSYS）等分析课，增强工程力学类课程的直观性。如将刚体的静力学、动力学分析，变成动态的曲线或动画等输出形式，将构件的应力、应变分析等，变成动态的颜色改变、形状改变以及数据改变，形象直观，印象深刻。
（三）机械基础类教学与实践
机械基础类包括完整的机器设计过程―运动设计和工作能力设计。利用ADAMS等可以根据机构的运动尺寸建模，对机构进行运动学、动力学分析，为工作能力设计提供技术支持。利用ANSYS等进行应力、应变以及应力集中问题的仿真分析，加深学生对传动方案、结构尺寸和选用原则的理解。
（四）机制基础类教学与实践
机制基础类教学的一个主要任务是培养学生的工艺设计和夹具设计的能力。针对工程实际中的一个具有典型特征的机械产品零件，根据生产纲领要求以及现实生产条件，进行工艺设计和夹具设计。利用数字化设计表达夹具零件和装配体，并验证其设计结果。
（五）数控技术类教学与实践
针对工程实际中的典型加工对象，利用三维数字化设计首先进行建模、编程，生成加工轨迹，仿真加工及检验，后置处理，最终生成数控G代码。通过串行通讯或网络，实现上位机与数控机床之间通讯，将编制好的数控G代码下载到数控设备中，从而进行实际加工。从对象建模、刀具选择、工艺规划、代码生成、实际加工、加工效率检验等多方面培养学生的设计制造综合能力。
（六）现代设计方法类教学与实践
反求工程是现代设计方法之一。其利用三维激光扫描仪无接触地扫描被测对象表面轮廓，获得几何数据，构建曲面数字化模型，经过后置处理，生成RP需要的模型截面轮廓数据或NC代码，最终复制出原型或加工出实物。反求工程实现了从产品原型、产品设计到产品制造的数字化，达到了对学生进行综合应用训练的目的。
二、工程训练体系和内容的改革
工程训练的基本指导思想是四年不断线，分阶段、分内容、分层次系统地进行训练和培养。
（一）机械基础认知实习
对于刚入校的学生，进行包括传统设计、数字化设计、常规制造技术以及数控制造技术等在内的机械设计和制造方法的参观演示，使学生对主要的设计方法、制造技术和实现方式有一定的感性认识，激发学生对专业知识的学习热情和对专业的热爱。
（二）机械基础技能训练
进行全面的机械设计技术、制造技术等基础知识的学习与训练。绝大部分时间是用于车削、铣削、磨削、钳工、焊接、铸造、锻压、冲压、剪切等传统制造技术训练。同时，也进行简单典型零件二维、三维设计、读图能力训练以及基本的数控加工技术训练。
（三）数控技术训练
学生使用数字化设计制造手段进行典型零件的设计和数控编程，并在数控机床上完成零件的加工，突出了数字化设计与制造二者的有机融合。
（四）特种加工训练
训练学生掌握和使用多种与特种加工有关的设计、加工软件，掌握特种加工方法。加入这些训练内容，可使训练内容更加全面、生动、丰富。
三、项目驱动式第二课堂创新与实践能力培养
项目实践过程与听课不同，是一个主动的学习经历。项目课题主要来源于三个方面：一是学生自主命题，就是学生将在生活实际中遇到的困难、问题，进行提炼、分析、总结，提出有创造性价值的课题，这有助于培养学生的创造性思维和发现问题、分析问题及解决问题的能力。二是有主题的实践活动，例如根据各种学科竞赛的主题要求，组织学生开展创新设计实践，选拔优秀的创新设计作品参加竞赛，这有助于提高学生的创新能力。三是教师提供项目课题，教师可以根据自己的科研课题为学生提供创新实践项目。在项目的实施过程中，从设计构思、具体设计、工艺规划、加工制造、装配调试以及产品商业化等全过程都需要学生付诸实践。数字化设计与制造手段为项目课题的顺利实施起到重要作用。
四、结语
以数字化设计制造能力培养为切入点进行教学改革，促进了人才培养模式的不断完善。通过实践，该方法行之有效。不但使学生在空间思维能力、图形表达能力、常规工程设计制造能力得到培养和提高，而且其创新设计能力、先进制造能力以及工程实践能力也得到培养和训练，适应了知识创新和技术创新的需求。
参考文献：
[1] 雷辉. 机械类专业实验创新模式的构建与实践―链式工程训练实验教学法研究[J]. 中国大学教育, 2010, (6).
[2] 张树仁. 构建数字化设计制造技术教学平台的探索与实践[J]. 长春理工大学学报（高教版）, 2010, (4).
基金项目：黑龙江省高等学校新世纪教学改革工程项目“机械专业先进技术应用与创新型人才培养模式的研究与实践”（项目编号：黑教高处函[2009]7号）；黑龙江大学新世纪教育教学改革工程项目“机械专业创新型人才培养模式的研究与实践”（项目编号：200953）。
关键词：任务驱动；CAD/CAM；加工仿真；无缝衔接；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）28-0106-03
2013年，德国提出了工业4.0战略；我国于2015年5月提出了《中国制造2025》规划。所有这些都表明，当今的制造业正在向数字化、信息化、智能化方向深度发展，对制造业人才的培养也提出了新的要求。高等院校作为国家制造业人才培养的主阵地，也应该与时俱进，推动机械类专业教育教学改革创新。在此形势下，北京航空航天大学机械制造专业于2013年开始对原有的本科教学计划进行全面改革，包括：专业基础课、专业方向课和专业综合实践课。笔者作为机械制造专业方向课和专业综合实践课的一线教师，通过对改革中可能存在的专业方向课和专业综合实践课之间容易脱节的问题进行深入剖析，提出基于任务驱动的教学方法，并指出CAD/CAM虚拟设计/加工仿真是连接专业方向课和专业综合实践课的纽带。
一、机械制造专业教学计划改革的主要措施
机械制造专业原有的专业方向课程有“机械制造工艺学”（48学时）、“数字化制造技术”（48学时）、“先进加工技术及装备”（48学时）。这些课在内容上重复较多，占用学时也多，不利于学生挤出较多的时间学习新技术，比如“机械制造工艺学”和“数字化制造技术”都有关于加工工艺和典型零件加工方法的内容；“数字化制造技术”和“先进加工技术及装备”都有关于机床、刀具、夹具等的内容。并且，有些课程内容已不符合当今社会的发展需求，需要进行革新，比如“机械制造工艺学”主要讲的是普通机床的加工工艺，而对当今流行的数控机床加工工艺却很少涉及；“数字化制造技术”虽然针对数控机床和数控技术，但对当今流行的计算机辅助设计、制造、仿真等软件却很少涉及；“先进加工技术及装备”也需要增加一些当今新兴的加工技术（如3D打印、绿色制造等）的内容，同时删减一些较为陈旧的内容。
专业方向课的改革措施是将三门课的内容进行整合，最后形成两门，分别为“数字化制造工艺与装备”（64学时）和“先进加工技术”（32学时）。其中，“数字化制造工艺与装备”是对原来的“机械制造工艺学”、“数字化制造技术”和“先进加工技术及装备”（部分内容，计32学时）内容的整合，摒弃了原有教学计划中关于普通机床结构及加工工艺的介绍，而代之以数控技术、数控机床、数控工艺、数控编程、计算机辅助检测等内容。同时，授课学时也由原来的合计128学时压缩为64学时。通过该门课程的学习，培养学生具有数字化制造的基础理论知识，使学生能够初步掌握数控工艺和数控程序的编程以及现场质量检测的方法。
在实践类课程方面，机械制造专业原有两门专业实践类课程：“专业课程设计”（80学时）和“综合实验”（80学时）。这两门课程不仅内容陈旧、急需革新，而且两门课程之间缺乏应有的联系，造成了课时的很大浪费，授课质量和授课效率都很低。
综合实践类课程的改革措施是将原来的“机械制造专业课程设计”和“机械制造专业综合实验”统一为一门课程，即“机械制造专业综合实践”（80学时）。也就是说，在专业课程设计中设计的零件还要在综合实验中加工出来，从而保证了实践教学环节的连续性。授课学时也由原来的合计160学时压缩为80学时，并且在两周内集中完成。在实验条件上摒弃了现有教学计划中关于滚齿机、插齿机、磨齿机等早已过时的设备，而代之以数控铣床、数控车床、数控磨床等，这也同时带来了夹具的革新换代。
机械制造专业方向课和专业综合实践课改革方案如图1所示，整个课程体系以数字化制造为主线，由理论到实践，内容精练，避免重复。
二、基于任务驱动的理论―仿真―实践教学方法
教学计划的改革必然要带来教学方法的改进。在以往的教学过程中，理论课的教师只负责课堂授课，其中也会穿插少量的实验，但这些实验只是验证性的，而课程设计和综合实验课也是自成体系。这种各自独立的教学方法已不适应新教学计划的要求，主要表现在以下几方面。
1.专业方向课缺乏应有的课外实践环节，导致学生对课堂内容的理解不够深入，不利于培养学生的思维方式和创新能力。
2.专业综合实践课学时太少，实际可操作性差。按照新教学大纲的要求，学生要在集中两周的时间内完成给定零件的工艺过程设计、工艺装备设计、数控编程与零件加工等整个实践环节，内容多，时间紧张，不利于培养学生的工程意识和动手能力。
3.专业方向课和专业综合实践课脱节。从新教学计划对机械制造专业课的整合可以看出，“数字化制造工艺与装备”主要是培养学生具有数字化制造的基础理论知识，专业综合实践课是它的后续课程，目的是培养学生解决工程实际问题的能力。但两门课之间相对独立，缺少一个应有的联系纽带，使授课质量和授课效率都受到影响。
针对此情况，提出基于任务驱动的理论―仿真―实践教学方法。其基本思路如图2所示。
在讲授“数字化制造工艺与装备”课程的过程中，引入CAD/CAM虚拟仿真环节，学生以所学理论作指导，针对某一典型航空零件，利用UG、ProE等CAD/CAM软件完成数字建模、工艺过程设计、工艺装备设计，然后在CAM环境下生成NC加工程序，并利用Vericut仿真软件进行模拟加工仿真和参数优化。利用仿真软件直观、实时的优势，充分发挥每位学生的积极性、主动性和创造性，最终得到可以直接用于加工的数控工艺、数控程序及与之相应的组合夹具。
在专业综合实践课中，可以直接利用CAD/CAM虚拟仿真环节得到的数控加工工艺、程序、组合夹具等用于实际零件的加工。在数控加工中，对每道工序进行精度测量，验证虚拟仿真结果的准确性，并对数控工艺和数控程序进行修正，丰富和完善组合夹具单元库和机床加工参数优化库。这样，不仅保证了专业方向课和专业综合实践课之间的无缝衔接，还节省了大约40学时的课程设计时间，将其分配到专业综合实践课的其他环节中，保证了专业综合实践课的教学质量。
采取任务驱动的理论―仿真―实践教学方法，可以收到如下的显著效果。
1.初步建立接近工程实际的虚拟制造过程体系，并在本科教学实践中不断完善。
2.在专业方向课和专业综合实践课之间搭建一座衔接的桥梁，保证机械制造专业新教学计划实施的质量。
3.帮助学生建立现代设计与制造的思维模式，加深对设计制造本质的理解，培养学生的创新思维能力和实际动手能力，为今后利用先进手段开展机械设计、分析和制造打下良好的基础。
三、结论
采用任务驱动式教学方法，引入CAD/CAM虚拟设计/加工仿真环节，打破以往单一的数字化建模与加工仿真形式，采取以专业方向课理论作指导，经专业综合实践课验证，使学生在真实的任务问题下学习和应用知识，使所学知识得到巩固、加深和迁移，提高教学效率；同时使实践教学和理论教学融为一体，提高了学生主动学习的积极性，学生的动手能力和工程实践能力、分析问题和解决生产实际问题的能力得到了加强，较好地解决了理论和实际相结合的问题，提高了教学效果。
参考文献：
[1]刘德仿，王旭华，阳程.以能力培养为中心的机械工程应用型人才培养教学体系探索与实践[J].中国高教研究，2009，（11）：85-87.
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[6]张玉新，张瑞珠，李勇，等.《模具CAD/CAM》教育教学实践[J].华北水利水电学院学报（社科版），2011，（6）：174-176.
[7]贾艳辉，曹贵和.机械设计教学改革的回顾与反思[C].全国机械设计教学研讨会议，2004.
关键词：工学结合 无纸化
中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2013）08-0049-01
一、数字化虚拟工厂建设的必要性
把现代化的无纸化的企业生产模式引入学校，真实模拟现代企业的生产经营场景，成为培养工科制造类学生职业能力的理想实践场所。学校建立数字化设计制造体验中心以及数字化的实训工厂，建立起数字化设计制造平台、教学管理平台。从而实现教学、实训的全数字化。为职教“双师型”师资培养培训及交流创造良好的平台。
二、数字化虚拟工厂的作用
职业学校为实现教学与生产的零距离对接，结合教学模式改革，在原有的数控实训基地及相关实训场所基础上，建设一个数字化虚拟工厂，按企业的生产流程组织教学，让学生在学习中扮演企业的不同岗位角色，按职业要求进行训练，实现工学结合的项目引领式教学。虚拟工厂建成后，将优化和创新现有教学模式，培养更符合现代企业需要的应用型技术人才，为建设一支“双师型”教师队伍，为提升本专业技术攻关能力提供有力保障，具体表现在以下几方面：
1.推进人才培养模式和课程体系改革，实施校企合作，工学结合的项目引领式人才培养模式，整合优质课程资源，构建“工学结合”紧密的课程体系；有效带动相关专业共同发展，形成与企业、社会深度融合的开放性特色专业群。
2.引入企业真实产品进行实训教学，从单一技能实训过渡到综合技能实训，让学生在实训中能够通过一个真实的产品了解企业生产流程，并固化成教学资源，不断积累。在此基础上，教师专业技能得到了提升，学生综合协作能力得到了提升。
3.通过该平台的运行，可以建设一支在业界有较大影响、善于解决行业技术难题的高层次的“双师”素质教师队伍，不仅能指导学生完成符合企业要求的产品的生产，更能帮助企业进行产品技术攻关。
三、数字化虚拟工厂框架模型
数字化虚拟工厂由体验中心、现场教学示范区、视频监控设备和网络设备组成。
1.体验中心
体验中心的软件包含数字化测绘平台、数字化工艺平台、数字化加工平台和数字化管理平台。学生按照销售采购、设计、工艺编程和生产等角色分工，建立典型零件实例库，通过典型零件的接订单、设计、工艺、编程、采购、加工等流程完成综合实训。
2.数字化现场教学示范区
在车间现场设置一个数字化的教学示范区，通过交互式电子白板的教学方式，与学生进行互动。教师和学生也可以通过电子白板访问到体验中心中的服务器，将基于工作过程所做过的实例调出来进行实际加工，使实践与与理论一体化。这样做改变了传统的纸质教学模式，实现与现代化的企业的生产流程接轨。对外加工用到的软件及编完的工艺和程序，通过车间电脑可以直接传输到机床上进行加工，真正实现无纸化的设计与生产模式。
3.视频监控设备
在数控机床里面安装视频监控及信息采集系统，在数字化互动教学体验中心可以看到机床的工作过程，方便理论与实践教学的互动。可以采集到机床运转的相关信息，老师在办公室也可以了解到机床的运转状态。
4.网络化设备
数控设备联网，即网络DNC系统。对于有网卡的数控机床直接设置IP地址和网络连接，对于具备RS232接口的数控设备通过数据线连接智能终端转换为RJ45口，并设置IP地址和网络连接。
四、数字化虚拟工厂建成后达到的预期效果
1.巩固与提升现有理论与实践教学效果
在完成基础教学后，按项目方式组织实践教学。在实践教学中仿真企业的真实工作岗位设置，从工件测量开始，绘图、工艺展示、数控编程、仿真、调度、加工、检验、入库等环节，涉及机械制图、数控编程与仿真、数控加工工艺等课程。新的教学方式既可以弥补原有教学中理论与实践脱节的问题，又可以将企业的整个设计生产过程在实训中心中展示出来，并且对应相关工作岗位，让学生在学习知识的同时，对现代制造企业有一个完整的认识，使本专业学生不但有扎实的理论、实践知识，同时有数字化工厂的全局观念，对今后就业及发展起到良好的促进作用。
2.提升竞赛团队训练水平
基础教育看高考，职业教育看大赛。国家通过组织职业院校大赛，促进教学水平向提高教学质量方向迈进。数字化工厂建设，包含了数控大赛的软件，大赛承办方及专家组提供的专业培训，集成了大赛软硬件资源。为学校参加大赛，提供了有力保障。
3.先进性
数字化工厂建设方案是利用信息化手段，结合数控实训设备，实现了先进的现代化制造企业生产模式。代表了最先进的技术。数字化工厂先进的企业应用模式结合现有教学，如一体化教学讨论区、无纸化加工调度等先进教学单元，一方面可以充分利用教学设备，提高实训接纳能力；另一方面可以使多媒体教学与实训车间真正互动起来，在理论教学或软件教学时可以切换到实训车间的实操环节，让学生体验先进的现代车间工作场景。
一、整体规划、分步实施，建设数字校园，全面推进学校信息化建设
学校把信息化建设作为学校建设的一个重要组成部分，坚持以人为本，构建数字化的教学环境、数字化的科研环境、数字化的管理环境、数字化的服务环境，最终提高学校的核心竞争力，实现学校的跨越式发展。通过对学校数字校园建设状况的分析，结合当前高校信息化发展趋势，从长远发展角度来考虑，学校将信息化建设的总体规划目标定位为：利用技术创新手段，通过组织和业务流程再造，提高办学效益和工作效率，提升管理水平，促进科学决策；在技术实现上，建成学校的三大基础平台，搭建资源高度共享的业务及应用平台，提供个性化信息服务，构筑数字化的教学、科研、管理和校园生活环境，从各个层面全面提高学校教育信息化整体水平。学校信息化建设坚持党政决策指挥和师生集成服务两个基本点，将信息化工作分为：宣传文化、学生管理、教学管理、教工管理、社会服务、财务资产管理、后勤安全保障和信息化支撑等八个业务领域（图1），几乎覆盖了学校所有的业务应用需求；每个业务领域按规划逐步建设完善相应的信息资源库，并通过学校数据中心初步实现各业务领域信息资源数据共享。经过近5年的建设和发展，学校的信息化水平得到了显著提升，先后获得国家数字化学习资源中心（NERC：NationalE-learningResourceCenter）分中心、国家级教育信息化建设试点单位和北京市属高等学校数字校园示范校建设单位等重大信息化建设项目。此外2012年学校还作为骨干校参与了教育部《高等学校管理信息行业标准》的制订（JY/T1006-2012），是全国参与该标准制订的众多高校中为数不多的三所高职院校之一。
二、以信息化助教促学，提升专业建设水平和人才培养质量
教学信息化是将信息技术有机地融入到教学工作的各个方面，改进教学手段、拓展教学模式、提升教学效果。全面加强教学信息化建设有利于提升专业建设水平和人才培养的质量。
（一）以开发网络课程和精品课程为抓手，带动专业建设全面发展
学校建立了包括理实一体教材、网络课程、实训仿真软件、专业媒体素材库、资料目录索引库、文献资料库在内的网络教学综合平台。为教师、学生和教学管理人员提供了一个教与学互动、教学资源展示、教学管理和沟通传播的数字化教学环境，推动学校信息化人才培养环境与培养模式的建立。为改进教学模式，克服教学时空限制，方便学生学习，提升教学效果，学校重点加强了网络课程建设。分别从经费上资助、从管理上纳入教师聘期考核，以调动教师建设网络课程积极性。同时，规定各级精品课程只能从网络课程产生，以网络课程建设为抓手，打磨更高水平的精品课程。目前网络课程已基本覆盖全校所有的专业课程。学校从400门网络课程中评选出校级精品课程96门，并遴选15门课程推荐申报国家级、市级精品课程，其中获批市级精品课程11门、国家级精品课程4门。课程网站注册人数3万余人，访问量已突破200万人次。网络课程建设同时带动了精品教材建设，获教育部普通高等教育十二五国家级规划教材14部，获北京市高等教育精品教材建设11部，形成国家级教学团队1个，北京市级优秀团队11个。
（二）以建设专业教学资源库为先导，提高教学资源的信息化质量和水平
学校把教学资源库建设作为教育观念转变和教学方式改革的基本动力，通过利用信息技术整合各种教学资源，实现优质教学资源共享，促进主动式、协作式、研究型、自主型学习。学校的资源库建设从顶层设计开始，形成满足教师、学习者、企业等三方用户需求的结构框架，并划分三级教学资源，分别是：专业级教学资源、课程级教学资源和素材级教学资源。①专业资源库包括专业介绍、专业人才培养方案、顶岗实习、教学条件配置和整体专业资源等。②课程资源库由市级和校级网络精品课程资源课组成。③素材库建设主要包括虚拟仿真软件、题库、企业案例、企业质量标准、企业新技术、新设备和新工艺等元素组成。资源库中嵌入行业企业信息、职业资格技能和就业信息等模块，促进了专业和产业企业岗位的对接，毕业证书和职业资格证书的对接。学校在7大类专业群共开发了包括“楼宇智能化工程技术”等9个校级专业教学资源库；建设了21门核心课程的课程教学资源库。2013年《Windows移动应用开发》等4门课程被批准为国家级精品资源共享课程。经过多年对民族文化传承与创新专业的探索实践与积累，学校积淀了丰富的信息化教学资源与成果。2013年，学校成功获教育部批准建设“职业教育民族文化传承与创新专业教学资源库”。民族文化传承与创新专业教学资源库是以“非遗”资源为载体，应用数字媒体技术，按照行业规范和职业标准，“政校企行”共建的具有国内外先进水平的大容量、图1学校信息化业务应用领域共享型、互动式、持续更新的职业教育民族文化传承与创新专业教学资源库，实现民族文化传承创新专业人才培养与非物质文化遗产传承对接，也标志着学校教育系息化工作达到了一个新的高度。
（三）以实践教学信息化平台为依托，提升学生职业技能水平
“助教促学，高效共享，传播示范”是学校搭建实践教学信息化平台的基本思路“。助教促学”是信息化平台搭建的首要任务，使之更好地服务于师生“；高效共享”指提高实践教学系统的运行效率并降低成本，同时服务于全校，乃至兄弟院校、全社会“；传播示范”指既要对学校有一定的宣传作用，又要对兄弟院校实践教学信息化建设起到一定的示范引领作用。为提高实践教学质量，学校开发建设了高职实训资源共享平台。平台共分为四大功能：展示、资源管理、课程管理和共享。四大功能联系紧密、相互依托。整个平台通过展示功能将实验实训课程资源、实验实训条件资源、实训内容信息到网络上，展现给用户。学生可以通过这个平台了解实训学习内容，教师可以了解实践教学条件、内容等，为自己的实践教学提供参考。学校的实验实训资源由资源管理功能统一、集中管理，提供给平台其他功能使用。实训是教学模式之一，也要从课程的角度组织资源、服务于教学。共享功能使实验实训设施与设备发挥更大的效益，利用率大大提高，减少重复建设，降低学校建设成本；教学内容、方法、模式的共享使得教师的教学设计可以互相学习、取长补短，从而有效提高实践教学的质量。
（四）信息化贯穿于教学建设与改革，提升教师信息化教学能力
《教育部关于加快推进职业教育信息化发展的意见》指出，提升职业教育工作者的信息素养是推进改革创新，突破职业教育信息化发展的关键环节。提升教师信息化教学能力更是关键中的关键。学校通过“全国高职院校信息化教学大赛“”多媒体教学软件比赛”等项目，鼓励、引导和指导教师充分利用信息化手段建设立体化教学资源并应用于课堂教学中。（1）促进多媒体教学软件的开发。教师开发的多媒体教学软件具有丰富的数字技术表现手段，在设计上从实际出发，在应用上没有操作平台的限制，应用方便；软件中的典型案例来自企业，学生的优秀作品被企业采用，同时纳入软件的案例库。既丰富了案例库，又学中做、做中学，培养了现代职业人。学校老师开发的“多媒体产品艺术设计”教学软件获得2013年全国高职院校信息化教学大赛多媒体教学软件赛项一等奖。（2）提高课程的信息化教学设计水平。按照现代教学理念，充分利用信息技术和数字化资源，科学、合理、巧妙地安排教学过程的各个环节和要素，优化教学过程。小至单元教学中的学习目标、任务分析、情境设计、学习过程，以及重点、难点解析等，大至整个课程体系的开发设计，各方面都体现出信息化教学设计的优势。学校教师编写的“叶片刀具路径的设置”教学设计获得2012年全国高职院校信息化教学大赛信息化教学设计赛项二等奖。（3）强化课程信息化教学载体开发的能力。信息化教学载体汇集多门学科理论知识，以多媒体形式（动画、视频及音频等）直观展示典型零件制作与装配过程中的各项工序与工艺，锻炼学生自主学习能力。学校教师开发的《奔驰车模制作与装配》课程教学载体，提炼了6年多来与北京奔驰汽车有限公司进行校企合作、工学结合课程的教学经验，并以信息技术手段呈现于课堂教学和实训过程，建立了《奔驰车模制作与装配》课程的标准化教学模式并得到推广。（4）加大课程教学素材库的建设力度。支持教师利用信息技术改革教学，为学生学习方式的变革提供更多的实践空间与机会，有效地让学生借助丰富的学习资源进行相关问题的探索，围绕主题进行更有实效地自主、合作、探究学习。学校教师开发的“体育教学素材库”重点着力于“体育课通用素材”的开发建设。针对目前尚无专门的、却是各层次体育课程教学均需涉及的“开始准备部分”进行素材库建设，即：体育游戏库、热身体操库、队列队形库、典型教法库等内容。该素材库的开发在实际教学应用中取得了良好的效果。
（五）校企合作共同开发符合生产实际的数字化教学系统
基于计算机技术的数字化教学系统是职业教育信息化建设的重要内容。有些实践教学无法在真正的生产环境中实施，学校充分发挥各学科专业优势，积极利用企业的实力和技术能力，整合学校信息化实践教学资源，以培养学生基础知识和基本技能同时具备一定的创新能力为出发点，推进校企合作共同开发数字化教学系统，模拟企业真实生产工艺流程和典型工件制作加工装配过程等，提高教学能力，拓展实践领域，丰富教学内容，开展绿色实训教学。汽车制造与装配技术专业与北京奔驰汽车公司围绕汽车制造四大工艺——冲压、涂装、焊装和总装而开发的数字化教学系统把汽车的整车制造过程进行分解，按照真实的工艺流程和生产环节进行虚拟仿真，将现代化的汽车制造模式、生产工艺借助多媒体，虚拟互动等手段展现给学生，学生可以了解冲压、焊装等关键汽车制造工艺，了解汽车制造现场管理的先进模式，学习汽车制造工艺路线的制定、生产节拍的计算、工具的使用，汽车制造质量控制环节等知识和技能。基于工作过程的数字化教学系统实现了专业和产业企业岗位对接、职业教育专业课程内容和职业标准对接、教学过程和生产过程对接，为学生上岗扫清障碍。
三、以用促建、逐步拓展，促进教学管理工作信息化，保障教学管理工作科学规范
学校教学管理信息化建设以教学管理工作为主线，秉承“以用促建、逐步拓展”的理念。首先从教学计划、开课计划、课程表、学籍管理、学生选课、成绩管理等基础模块开始建设逐步拓展应用领域和层次，形成基于信息化的教学管理工作流程。（一）规范基础信息，制定统一数据标准学校实施了教学管理信息化信息规范建设，对全校各学院、各专业的人才培养方案、课程标准、学生信息、教师信息等进行汇总、整理，提出教学管理信息化建设信息代码规范并实现全校统一。（二）实现业务协同，数据共享管理信息化建设通过工作业务流、工作信息流连接起各模块工作，实现业务整体协同和数据互联互通。学校7个学院、2个教学部和4个校区的教学管理工作依托教学管理信息系统实现了同步和统一。这种同步既包括学籍管理与排课管理等具体工作的同步，也包括阶段工作的整体性同步。同步意味着工作时间节点一致、工作质量标准一致，全校的教学资源实现协调安排。（三）实现教学管理信息化建设全方位、数字化学校早在1993年就开发出管理信息系统并应用于教学管理工作中，取得了良好的效果。2006年又开发了《现代教学管理信息系统》。系统依托计算机网络技术，为教学管理工作提供了新的工作平台。通过系统建设，教学管理工作流程得到新的改进，实现多校区教学管理网络协同和工作同步；形成教学管理数据标准规范，实现教学管理信息集中管理和数据共享；最终实现了教学管理网络化、数字化、综合化。
四、结束语
关键词：数字化工厂（DF）；PLM系统；教学模式改革
1. 前言
本文是基于“工业化”与信息化融合及国家大力发展职业教育的大背景下，结合工厂的实践及高等职业教育的教学实践，进行的关于职业教育改革的思考。
范围界定：数字化工厂（DF）概念很广泛，本文特指离散型制造企业，结合到职业教育中的具体专业包含但不限于“数控、模具、机电一体化、机械设计与制造等”。
2. 需求的提出
“教改、加强实践、基于工作过程的教学、项目式教学、体验参与式教学......"如今已经在广泛讨论和尝试，但最终到要落脚到我们的服务对象（制造业）上去，那么我们服务的制造业到底是怎么在运行、怎么在工作呢？这些如何纳入到我们的教学中去呢？师资队伍是否能够适应？教学素材是否切实可行？教学的课时和成本是否可以有效控制？教材如何匹配？
综合来讲，就是解决“学什么/教什么？怎么学/怎么教？”的问题。
3. 解决思路
从国家工信部的合并组建，到其提出的信息化“两甩工程——甩图、甩帐”，都可以用一个概念——数字化工厂——来描述先进制造企业。
“数字化工厂”就中国制造企业目前来讲，主要包括PLM和ERP两大系统，如下图：
图1 中等批量生产制造企业信息系统
而职业院校理工类教学主要是培养技术的技能，属于PLM系统的范畴，因此引入的数字化工厂教学平台就是指PLM系统，在此系统中，包含了设计、工艺、制造（编程与加工）、及此过程中的管理等方面；此数字化工厂教学平台系统具体包括以下几部分：
3.1.实践环境：将数控设备、计算机中心通过PLM软件系统集成为一体；
3.2.教学：采用项目式教学，开发如热气机、减速机、手机模具等一系列项目，通过一个个实际的项目课题组织教学，并贯穿始终；一方面让学生掌握这些信息化软件，更重要的是让学生自己动手参与这样一个从设计、出图、编工艺、编程序、加工操作全过程的实际项目，培养兴趣，锻炼对岗位的认识、工作过程的认识、强化实际操作动手能力。
3.3.教材：由于课程的连贯性更强、甚至是教学大纲也将有较大的调整，与“数字化工厂教学平台”相关的教材就非常重要。
3.4.师资培养：今天老师大多是从学校到学校，没有企业经验，需要借助校企合作帮助老师的提升。
今天制造企业中应用非常广泛的“CAXA数字化工厂——CAXA PLM”是很好的技术支撑平台，再加上其大量的制造企业经验及教学经验，是很好的选择。其构成平台如下图：
图2 CAXA数字化工厂模型
图3 依托CAXA数字化工厂平台进行项目式教学
4. 结语
如今随着国家对教育的投入力度加大，越来越多的中高职学校以示范校建设为契机，全力开展与企业接轨的专业建设，汲取企业的先进制造经验，其中数控、机电、模具等专业均建设数字化工厂项目，数字化工厂项目模拟企业模式，通过PLM体验中心、现代实训车间、8S管理等内容建设构建出数字化工厂模型，再配合企业应用广泛的CAD/CAPP/CAM/PDM/DNC等软件，完成数字化工厂核心内涵建设，并由此展开教学模式改革，做到真正与企业接轨。
参考文献：
[1] 新时代下数字化工厂产业形势分析探讨 。中国行业研究网.2013-4-2。
[2] 构建数字化工厂 。中科海德。
