农业院校机械学科的先进制造技术实验教学的研究

郭洪宇 谢哲东

摘 要：先进制造技术是机械学科相关专业学生的一门比较重要的专业基础课程，而其实验教学是该门课程必修的部分，是将理论知识与实践操作结合的重要环节。本文主要针对农业院校中的机械学科专业在先进制造技术实验教学环节中普遍存在的“重理论、轻实践”，对实验教学重视程度不足，相关实验教学师资力量薄弱，实验教学缺乏整体提升模块，缺少重要设备的资金投入等现状问题进行研究，并将吉林农业大学工程技术学院开设先进制造技术课程的专业作为研究对象，通过对先进制造技术实验教学的部分模式改进，从而使教学达到更加理想的效果。

关键词：农业院校;机械学科;先进制造技术课程;实验教学

中图分类号：S-0

文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190815069

前言

我国的工科专业的本科教育自20世纪90年代起逐步完成了相关专业的合理设置，形成了以机械类、电子类为基础的工科专业的教学体系，现在很多农业院校都是涵盖多学科门类的综合性大学，其中工科专业也是比较重要的学科分支。2015年3月5日，李克强总理在全国两会上作《政府工作报告》时首次提出“中国制造2025”的宏大计划。这一国家级战略的提出，对于制造业的发展提供了千载难逢的机遇，也对高校工科专业的创新型人才培养以及相关课程的教学方式方法提出了更高的要求。

先进制造技术（advanced manufacturing technique，AMT），就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。先进制造技术这门课程是工科专业，特别是机械设计制造及其自动化、自动化等专业的专业基础课。通过这门课程的学习，学生可以掌握部分先进制造技术的原理，了解目前先进制造技术的发展方向，而先进制造技术的实验环节可以使学生熟悉部分先进制造设备的加工方式和操作方法，是一个夯实基础知识、提高实践动手能力的重要过程[1]。

1 先进制造技术实验教学的特点

先进制造技术课程是一门综合性很强的机械学科专业理论课程，涉及到的概念、理论、方法比较多，同时，在学习过程中还会运用到其他机械学科的课程的相关知识，例如：机械设计、机械原理、互换性与测量技术等。因此，先进制造技术这门课程，在整个机械学科的课程安排中有着重要的地位。

机械学科专业设置的课程，如果只有课堂上理论知识的讲解是无法培养出合格的工科专业人才的。实验教学的开展对于学生深入掌握专业知识，提高动手能力，培养学生的综合能力起着关键作用。先进制造技术实验教学作为先进制造技术课程的实践教学环节，以提高学生灵活运用专业知识、培养学生创新实践能力为方向;以了解机械制造前沿科学技术为引领;以夯实理论知识及加强学生动手操作能力为抓手;以实驗指导教师的讲授和各种网路资源的应用为方法;以学生的实际操作和经验总结为过程开展实践教学活动。

相对于其他一些机械学科专业课程的实验教学内容，先进制造技术的实验教学既要通过实验设备对一些重要的理论知识部分进行讲解与操作，还要利用各种教学资源对先进制造技术的发展前景及现阶段应用情况进行介绍。因此，先进制造技术实验可分为理论指导实验和前沿技术引导实验。先理论，再前沿，激发学生对于先进制造技术以及机械制造学习的强烈兴趣，培养学生独立自主的创新实践能力以及一定水平的工程素养。

2 农业院校机械学科先进制造技术实验教学存在的主要问题

2.1 对实验教学的重视程度不够及实验设备设置不足

农业院校是我国高等教育学校设置中十分重要的组成部分，与农业相关的专业是学校以及所在省份教育部门支持优先发展的学科，经费、人力等资源必然会优先投入到这些学科。机械学科作为工科专业的一支，不是学校的优势学科，必然出现重视程度不够、基础薄弱、发展迟缓的问题[2]。这些问题的存在一定程度上影响了教学及科研等工作的开展，也让一些任课教师产生了消极的情绪，特别是对于实验课程更是有了“能不麻烦就不麻烦”的态度;同时，实验教学中需要对一些实验设备进行操作演示，部分任课教师缺乏相关设备操作的培训及使用经验，导致一些设备无法使用，也让有的任课教师产生了“期末考试又不考设备操作”的想法。部分农业院校在所在省份是省属重点院校，非“985”和“211”院校，高考招生中生源素质不是特别理想，很多学生进入到大学校园后，认为自己“自由”了，缺乏继续深造的动力和自主学习的能力，对实验课程也不够重视。

以先进制造技术实验教学为代表的工科专业的实验教学对实验室以及实验设备的要求较高，但实验室的建设和相关设备的设置需要大量的经费。为了完成人才培养方案的最低要求，只购置了一些满足基本教学需要的设备，数量少、技术含量低，特别是先进制造技术实验教学需要的一些实验设备涉及到很多前沿技术，例如：柔性制造系统、超精密加工机床、激光切割机床、快速成型设备等由于价格昂贵，在很多农业院校的实验室中还是空白，导致“实验课无动手操作”，学生无法真正接触到先进制造技术的新技术、新科技，甚至一些已经发展很多年的先进制造技术都只是“书本上的东西”。老师讲授过程没有新意，学生没有学习的兴趣，使农业院校中机械学科的学生在继续深造和就业上没有优势。

2.2 教学模式古老，不能合理利用网络资源

由于对实验教学的重视程度不够及实验设备设置不足等原因，操作实验变成演示实验，老师“讲”、学生“看”，部分认真学习的学生会跟随实验教师的思路完成学习，大部分学生却没有融入，致使实验课变成了效果不佳的“鸡肋课程”。而使用的一些实验教材和指导书，年头较长、内容古老，缺乏对当代大学生工程素养以及创新实践综合能力的培养与整体提升。

当今社会，是一个网络高度发达和高速发展的时代，合理利用网络资源服务于高等教育的各个环节，是这个时代对所有教育的参与者的新要求。但是，目前很多机械学科教师和学生还没有顺应这个时代潮流，还是“课堂+书本”的模式，不能合理利用网络资源。

2.3 实验教学与实际生产以及新技术发展“脱钩”

机械学科培养的学生大部分在今后的工作岗位的选择上，都要从事与机械设计、机械制造、机械自动化相关的领域，而这些都需要学生具备扎实的理论知识、较强的动手操作能力、综合解决问题的能力以及创新实践的能力，最终将这些能力运用到实际生产中。但是目前的实验教学缺少与实际生产的相互融合，缺少“双师型”实验教师的指导，导致学生“机械式”完成了学习任务，毕业后无法马上成为生产单位需要的专业人才。

3 先进制造技术实验教学的模式改进措施

3.1 发挥农业院校优势，提高机械学科课程实验教学的重视程度

提高机械学科课程实验教学的重视程度，需要院校、任课教师、专业学生共同努力。

在“新工科”、“新农科”等概念相继提出的背景下，机械学科所属的工科专业是综合性农业院校学科融合发展，提高学校综合竞争实力必不可少的学科配置。学校应从学科建设的高度上，加强学科间的融合，促进学科间的协调共同发展;为学科建设与发展争取更多中央和地方的政策和资金的支持力度，加大实验设备特别是先进制造前沿技术设备的购置力度;让实验教学的任课教师“走出去”，通过继续培养提高任课教师整体水平，让具有一定实际生产经验的企业人员“请进来”，通过“传帮带”指导实验教学工作。

任课教师作为整个实验教学关节的讲授者，应明确作为教师的使命和责任，意识到实验教学的重要作用，主动学习先进制造前沿技术的内容，加强对实验指导的深度和广度，学会合理利用网络资源，进一步优化实验教学指导的内容。

学生作为学习过程的“终端”，应本着对自己负责任的态度，认真完成各项实验教学的安排。积极运用网络资源及其他渠道，主动了解先进制造前沿技术的内容。同时，通过积极参与各种实习实践活动，大学生学科竞赛，例如：全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛、全国大学生智能农业装备设计大赛等赛事。通过成绩的取得以及准备过程中的收获，培养学生自主学习的主动性，进而提高整个先进制造技术实验教学的质量。

3.2 利用网络资源等新技术创新实验授课模式

积极利用网络资源将先进制造技術的前沿科技向学生进行讲解，可以一定程度上弥补实验设备不足导致实验效果不好的弊端。例如：微信的“公众号”功能中有一些涉及到先进制造技术的公众号，比如“金属加工”、“数控工程师”等，可以向学生介绍，让学生每天学习，不出校园便可以及时了解和得到前沿技术和相关的资料。利用多媒体技术将实验教学的每个步骤用图片、视频、动图呈现出来，制作成“微课”、“慕课”等新授课方式，让学生对于实验课充满兴趣和期待，积极主动完成实验教学内容[3]。

3.3 实验室全面开放，开拓校外生产实习基地

先进制造技术的实验设备不仅仅是为了完成机械学科相关实验而准备的，实验室应面向全校乃至社会提供服务，为各学院学生参加各种实习实践活动、专业学科竞赛以及协助完成各学院教师的科研课题提供设备基础。例如：吉林农业大学机械制造实验室同信息技术学体院合作，完成了“消失模切割机”、“硬币分拣识别设备”等项目的制造等工作。同时，开拓校外生产实习基地，吉林农业大学工程技术学院积极联系了中国第一汽车集团公司，中国中车长客集团公司、等一批有社会责任感、有实力的企业作为校外生产实习基地。

4 结束语

在先进制造技术实验课程开展并改进的几年时间里，相关改进措施正在逐步摸索与实施，任课教师“乐于教、精于教”，专业学生“乐于学、精于学”的氛围正在形成，为学生接下来课程的学习和个人的良好发展奠定了基础。近年来，吉林农业大学工程技术学院在机械学科的教学、科研等相关领域都取得了一定成绩和可喜变化，但也存在很多需要继续完善和改进的地方，任重道远，需要继续奋斗。

参考文献

[1]赵云伟，刘晓敏.基于创新能力培养的先进制造技术实训教学改革[J].实验技术与管理，2019，36（04）：193-196.

[2]田耘，杨亚洲，郭颖杰，潘世强.农业院校工科类学生创新型人才培养的研究与实践[J].吉林农业大学高等教育研究，2013（3）：30-32.

[3]孔晓玲，尹成龙，王睿，周洁，朱林，杨义.多媒体技术在金工实习中的应用[J].高等农业教育，2007（10）：109-112.

作者简介：

郭洪宇（1988-），男，硕士，实验师。研究方向：先进制造技术与装备;

谢哲东（1974-），男，博士，副教授。研究方向：先进制造技术与装备。