面向工程教育专业认证的“机械制造技术基础”课程项目教学法研究

郭建烨，侯 宁，于 超

(沈阳航空航天大学 机电工程学院，辽宁 沈阳 110136)

0 引言

2016年6月中国成为《华盛顿协议》的正式会员，这标志着我国的工程教育质量认证体系实现了国际实质等效。在教育部高等教育教学评估中心和中国工程教育专业认证协会的共同努力下，越来越多的高校开始关注并积极推进工程教育专业认证工作[1]。工程教育专业认证遵循三个基本理念：成果导向、以学生为中心、持续改进，这些理念的引入和推广对于引导我国工程教育的改革和推进工科专业建设内涵式发展具有重要的现实意义[2]。基于工程教育专业认证的理念，各专业在确定毕业要求时对于学生解决复杂工程问题能力和非技术能力的培养都提出了较高的标准。

自19世纪上半叶，德国、英国和荷兰进行了将项目教学引入基础教育的尝试后，经过百多年的发展，国外已经形成了比较成熟的项目教学设计和课程理论。关于项目教学法的研究与实践，我国很多学者及相关部门、院校做了许多努力，取得了一定的成效。特别是在工程教育领域，项目教学法越来越受到更多高校和教育工作者的重视。项目教学是指学生为了完成一个完整的项目工作而进行的学习过程，在项目工作中学生自主理解和运用专业知识与技能，注重对实际工作的真实体验和实际工程问题的解决，从而培养学生的职业能力，并使学生形成良好的工作态度和工作习惯[3]。项目教学法最显著的特点是“以项目为主线，以能力为本位，以学生为中心， 以教师为主导”[4]。 在实施项目教学的过程中，学生主动参与、团结协作、积极探索、勇于创新，不仅能锻炼学生对知识的融合能力和对技能的运用能力，而且有利于对团队合作意识、社会公德意识、人际交往意识、开拓创新意识等社会能力的培养。因此，合理运用项目教学法可以很好地满足工程教育专业认证对人才培养的需求。

1 课程概况

1.1 课程内容及目的

“机械制造技术基础”属于专业核心课程。本课程涉及热加工工艺学、机械制造工艺学、金属切削技术等方面的基本内容，涵盖了零件从毛坯制造到加工完成的全过程，全面系统地介绍了机械制造过程的原理、方法和技术依据，形成了独特的综合知识体系。课程目的是使学生对机械制造技术有全面的认识和掌握，能够对机械制造工作有总体的认知，具备解决机械制造过程中各种工程问题的能力。

1.2 课程传统教学存在的问题

(1)学生对专业知识的体系理解不足。机械制造过程是一个系统而复杂的生产过程，包含的专业知识和技术繁多，而且各部分内容相互联系紧密。学生往往可以掌握各部分独立的知识点，但对于各种知识融会贯通的能力不足。

(2)授课形式比较脱离实际。传统“填鸭”式的单一教学模式导致课堂教学内容与生产实践相脱离，学生综合运用专业知识分析解决实际问题的能力普遍偏弱。

(3)解决复杂工程问题的能力不足。零件加工过程涉及的影响因素比较多，各种问题错综复杂，致使学生对零件加工工艺编制工作存在一定程度的认知困难。在课程学习中貌似理解了相关知识，但是在独立设计零件加工工艺过程时却感觉无从下手。

(4)缺乏技术经济性的考虑以及安全与环保意识。学生更加专注于生产加工过程的技术问题，对于生产成本与生产率考虑较少。此外，对于生产过程所引起的安全与环保问题了解不多，缺乏必要的安全与环保意识。

(5)使用专业工具能力比较欠缺。在设计零件加工过程中，需要查阅一些专业资料或手册以选取切削速度、进给量、加工余量、公差等参数，学生往往不会主动去寻找自己需要的资料，在使用工具书的过程中不够明确如何合理选取数据。

项目教学法的引入可以很好地解决传统教学方法上出现的问题，弥补传统教学过程中存在的不足。

2 项目教学法的过程

2.1 项目教学的内容

项目教学的内容是项目教学过程的关键，项目教学内容适当与否直接影响项目教学的效果。在设计项目内容时要注意以下几个方面：项目设计应与生产实际紧密结合；项目设计应注重以学生为中心；项目设计应具有知识的融合性；项目设计应兼顾学生的兴趣；项目设计应便于考核与评价[5-6]。

“机械制造技术基础”课程的重点和难点就是设计零件的加工工艺过程，其中包含毛坯设计、加工方法选择、机床与工艺装备选择、工艺参数选取等诸多知识，它对本课程的知识内容起到很好的贯穿作用，所以在本课程的项目教学中选取10个零件的工艺过程设计作为备选项目内容。每个项目任务都包括四方面主体内容，即“零件的工艺分析”、“零件毛坯的设计”、“零件工艺路线的制定”和“技术经济性与安全性分析”，项目形式及内容示例如图1所示。

图1 “机械制造技术基础”课程的项目形式及内容示例

2.2 项目教学的执行

项目教学任务并不是在开课时进行布置，而是在课程进行到一定阶段，学生对课程内容和知识体系有了初步理解后再布置项目任务，这样学生既能对项目工作有清晰的认识，同时也能根据项目任务的需求对后续的授课内容进行反思与总结。

项目教学过程可以分为以下几个阶段：

(1)任务布置。教师发布项目任务书，对项目任务进行相关说明，帮助学生理解任务，并提供必要的参考资料。

(2)方案设计。学生以小组为单位进行任务分工，通过查阅资料及组内讨论的方式，制定相应的工艺计划及加工方案。

(3)项目实施。每个小组可以与教师一起探讨项目计划的可行性，教师应该将各种计划和方案的优点、存在的问题及可能导致的影响告知学生，最终由学生确定本组的项目计划。

(4)工作总结。教师根据学生上交的研究报告，对项目执行过程中的共性问题进行点评和指导，为学生的专业学习和能力提升指明努力的方向。

2.3 项目教学的考核

图2 学生制定的工艺路线以及三维模型与

基于过程考核机制，对小组和学生个体完成项目任务情况进行考核，分别依据小组项目成绩及个人任务成绩对每个学生进行综合评价。这样不仅让学生重视自己的任务成绩分数，还可以增强学生对于团队总体成绩的重视。

对于项目工作完成质量比较优秀的小组，教师还可以通过口头答辩的形式进行深入考核。本课程学生参与项目考核时所完成的部分项目成果如图2所示。

3 项目教学法的关键问题

在项目教学法的执行过程中，要重视与解决好以下几方面问题：

(1)传统教学的作用不容忽视。在项目教学法的执行过程中，绝对不能忽视传统教学的作用。基础知识的学习是项目教学目标得以实现的根本保障。

(2)切实提高学生解决复杂工程问题的能力。项目教学法要将理论知识与实际工作结合起来，努力提高学生解决实际问题的能力，让学生真正理解所学专业知识的用处，避免所学知识与社会需求相脱节的现象。

(3)项目教学的内容要选择适当。选择项目教学内容时一定要针对课程的教学目标，要促进课程教学目标的最终达成。项目工作量过简或过繁都不恰当，另外项目内容还要注意与专业特色和前沿技术相结合，最大程度兼顾学生兴趣，充分调动学生的学习积极性和创造性。

(4)注重培养学生的团队合作意识。学生以分组形式完成项目工作时，小组内各成员之间要分工协作、共同探讨、团结一致完成任务，从而提高学生的团队合作能力、沟通能力和语言表达能力。

(5)努力构建全面且系统的评价体系。项目教学法的评价体系要力求客观和全面，要积极推动评价内容多元化和评价过程动态化，注重强化过程监督和检查，要尽可能全面且系统地评价出学生达成课程教学目标的情况，并有利于根据评价结果对课程教学过程进行持续改进。

4 结语

在“机械制造技术基础”课程中应用项目教学法，一方面有利于帮助学生将专业知识转化为实践技能；另一方面也可以促进教师转变教育观念和教学方式，加深对课程教学过程的理解。

合理采用项目教学法不仅能够提高学生解决复杂工程问题的能力，还能够培养学生的创新精神和团队合作意识，这些特点都有利于满足工程教育专业认证的要求。项目教学法的充分实施更有助于“成果导向、以学生为中心、持续改进”的工程教育专业认证理念的实现。