新工科背景下机械制造工程课程改革探讨

王鹏

[摘 要] 为了主动适应世界范围内的科技革命和产业变革发展趋势，服务“中国制造2025”，我国积极推进新工科建设。高等工程教育是新工科建设的主战场，其中普通高等院校机械设计制造及自动化专业是新工科建设的重要一环。机械制造工程作为机械专业主干专业课程应及时进行课程改革，以应对技术革新和产业升级对人才培养的要求。分析机械制造工程课程特点，结合新工科建设特点指出现阶段课程存在的问题，就课程改革的方向和具体措施进行探讨。

[关键词] 新工科;高校课程改革;机械制造工程

[作者简介] 王 鹏（1990—），男，山东泰安人，工学博士，天津职业技术师范大学机械工程学院讲师，主要从事机械制造技术研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）36-0191-02    [收稿日期] 2019-10-16

一、机械制造工程课程特点

机械制造工程课程是机械专业本科生的主干专业课。通过本门课程的学习，学生应该掌握机械制造技术与工艺的基础知识，理解金属切削原理与机理，熟悉工艺系统各组成要素刀具、机床和夹具的工作原理和设计方法，初步具备制定工艺规程的能力。可以说，熟练掌握这些内容是机械相关领域从业者的“基本功”，要求学生既有一定的理论功底，又要有动手动脑的能力。

1.教学内容自成系统，学时长。以机电专业为例，机械制造工程课程要在一个学期之内学完整本教材，包括七章内容，共80学时。这七章内容前后关联，缺一不可，课程体系完整。这样设置教学内容便于学生系统掌握机械制造领域的专业知识，但也会使教学内容繁多，各个知识点都要涉及。在这种情况下，即使安排80学时，时间仍不富余，教学过程较快，未给学生留出足够的“消化吸收”的时间。

2.与其他课程的关联程度大。机械制造工程课程是大三开设的专业课程，要求学生具有机械设计、互换性与测量、机械制图、工程材料等课程的学习基础，并且要安排在金工实习之后，使学生接触实物，同时具备一定的动手能力。有的专业并未开设系统的互换性与测量课程，学生在学习机械制造工程课程时会遇到有些知识点不清楚的情况，有的学生对工程材料课程的知识点十分生疏，也会对机械制造工程课程的学习产生较大影响。

3.课程内容较枯燥，学生学习积极性不高。机械制造工程课程的教学内容不仅有抽象的理论知识，而且涉及与工厂生产紧密结合的实物和实践经验。学生大多缺乏工厂实践经验，也没有見过实物，时常出现对某个概念完全不知的情况，严重挫伤学生学习的积极性。

二、新工科背景下现行机械制造工程课程存在的问题

新工科建设是主动应对新一轮科技革命与产业变革的行动。围绕新工科建设，先后形成了“复旦共识”[1]“天大行动”[2]和“北京指南”[3]，奏响了工程教育的主旋律。教育部办公厅《关于公布首批“新工科”研究与实践项目的通知》指出，要把握好新工科建设的内涵，统筹考虑“新的工科专业、工科的新要求”，加快培养新兴领域工程科技人才，改造升级传统工科专业，主动布局未来领域人才培养[4]。但现行的机械制造工程课程无法适应新工科建设的新要求。

1.教学内容与时代脱节。以机电专业为例，《机械制造工程》第2章为“金属切削过程及切削参数优化选择”，授课过程中仍以最简单的车削外圆为例，缺乏高速切削、精密与超精密切削等新型切削方式的相关内容。诚然“车削外圆”工艺能够体现基本的金属切削原理，但已经与一些新型切削方式相脱节。再如第3章“机床、刀具和加工方法”仍然花费较多的课时讲授普通车床的传动系统和原理，但该种机床在现代化工厂里早已实现更新换代。

2.缺乏能够适应新工科建设的新教材。目前，机械制造工程课程相关的教材十分繁多，但都千篇一律，内容和模式大同小异。这些教材内容陈旧冗长，形式单调，重点不突出，无法适应新工科建设的教学要求。如有的机械制造工程教材仍沿用上个世纪六七十年代的内容，结构固化，图片陈旧，可阅读性不强。

3.教学目标不明确，教学方式单调乏味。教学大纲依然沿用传统理念制定，教学目标不明确，重点不突出，或者与新工科背景下的人才培养目标不符。另一方面，各章节之间的课时安排头重脚轻，前紧后松，教师无法合理安排授课计划，学生也不能很好地适应上课节奏。授课过程仍然以“教师讲，学生听”为主，听课“抬头率”不高，学生参与度和积极性低。

三、新工科背景下机械制造工程课程改革的方向和措施

针对以上问题，结合新工科建设背景，本文认为可从以下几个方面对机械制造工程课程进行改革。

1.对接产业需求，明确教学目标。随着新一轮科技革命和技术升级，大数据、云计算、物联网、人工智能与智能制造等新兴产业得到了突飞猛进的发展。技术变革日新月异，产业需求也相应地发生了根本性变化。机械制造工程课程应当以产业需求为导向，顺应技术发展趋势，制定针对性更强的课程教学目标，增加创新意识、动手实践能力、跨学科交叉融合能力作为学生培养目标的重要方面。

2.跟踪技术发展成果，更新教材和教学内容。机械制造工程教材应当改变撰写方式，调整章节结构，比如以工程案例为主线贯穿始终，增加应用性和趣味性。删减与技术发展趋势脱节的内容，同时增加虚拟仿真、智能制造、智慧工厂等最新技术成果。教学过程中突出重点，合理分配学时，提高教学质量。在不影响教学效果的前提下，减轻学生学习负担，调动学生学习的积极性和主动性。

3.创新教学方式，改革考核手段。充分利用“线上线下融合”、慕课、虚拟技术等新型教学手段，创新工程教育方式，增加体验性，提高教学效率。增加讨论和实践学时，提高学生参与度。鼓励学生将课堂所学知识应用到各类创新创业大赛和工程实践中去，同时鼓励学生将参赛和实践过程中遇到的问题和积累的经验带入课堂，与同学讨论分享，进而丰富课堂内容，增加学生的获得感。改变单纯以考试成绩为指标的考核方式，完善考核手段，比如以项目的形式布置任务，将项目完成情况作为课程考核的重要内容。总之，通过改革考核手段，使考核结果能够真正反映学生从本门课程的学习所得。

四、结语

综上所述，在新工科背景下，机械制造工程课程需要进行深度的课程改革。结合新技术发展趋势、新型人才培养理念，借助“线上线下”融合、慕课、虚拟技术等多种新型教学手段，从教学目标与教学大纲、教材与教学内容、教学方式与考核手段等方面进行全方位变革，以满足新时代的人才培养要求。

参考文献

[1]“新工科”建设复旦共识.教育部网站http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/moe_745/201702/t20170223_297122.html.

[2]“新工科”建设行动路线（“天大行动”）.教育部网站http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/moe_745/201704/t20170412_302427.html.

[3]新工科建设指南（“北京指南”）新华网.http：//education.news.cn/2017-06/13/c_129631611.htm.

[4]教育部办公厅关于公布首批“新工科”研究与实践项目的通知.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201803/t20180329_331767.html.