“机械制造基础”课程改革的实践与探索*

沈建成 ，严慧萍 ，刘立美 ，罗文翠 ，易湘斌

（兰州工业学院，甘肃 兰州 730050）

随着互联网、大数据、人工智能等信息技术与各行各业不断融合和发展，一场席卷全球的科技革命和行业变革扑面而来。为应对新一轮的科技革命与产业变革，推动装备制造业转型升级，国家也实施了“中国制造2025”等一系列国家战略。机械类专业为培养与装备制造业转型升级相适应的工程技术人才，掀起了教学改革热潮[1]。“机械制造基础”是机械类专业核心课程，是“工艺与制造”知识链的核心，所涉及的专业知识主要包括金属切削原理、金属切削刀具、金属切削机床、夹具设计以及机械制造工艺。该门课程的学习是对机械类基础知识的综合利用和升华，课程内容突出工程运用，接近生产实际，对学生专业综合素质提高具有极大推动作用。然而，目前“机械制造基础”课程的内容体系、教学方法、考核形式等，已无法适应国家战略转型升级的需要，需对其进行深入的教学改革。

1 课程目前存在的问题

通过走访企业，院校交流，专家座谈，回访学生，教研室讨论，发现现阶段“机械制造基础”课程存在以下问题。

1.1 知识体系相对陈旧

随着科技进步，信息技术与装备制造业不断融合，制造业向智能制造发展，新技术、新业态、新模式助推制造业加快发展，制造业的发展推动知识的升级。然而，目前“机械制造基础”课程理论知识体系相对传统，不能反映制造业生产一线需求，显然无法满足国家战略需求。

1.2 工程实践能力培养不足

新工科是一种面向未来的工程教育，工程教育就要回归实践，将人才培养与工程实践结合，实现理论与实践的高度融合[2]。目前，该课程主要以理论授课为主，与课程直接相关实践环节包括课程实验、课程设计、生产实习等，这些均在理论课程完成后进行，使得理论教学和实践教学相脱节，两者不能实时形成互补，学生工程能力明显不足。

1.3 课程育人能力未充分发掘

机械制造技术经历从手工到自动、从普通加工到精密加工、从宏观到微观这样一个过程，创造发明了一个又一个新技术、新产品、新工艺[3]。我国制造业的发展史本身也是一部自力更生、不断开拓的奋斗史，因此“机械制造基础”课程本身蕴含大量思政育人元素和载体。目前，该课程没有充分挖掘和利用课程中蕴含的育人元素，教书育人中的“育人”环节相对不足。

1.4 过程考核有待加强

一门专业课程，不仅仅要教会学生专业知识，更重要的是培养学生工程素养、创新意识和主动获取知识的能力，这些都是在授课过程中逐渐形成的。目前，该课程依然采用结果性评价，对学生工程能力的培养相对不足，过程考核相对薄弱。

2 教学改革总体思路

课程要以学生为中心，立德树人为引领，企业需求为驱动，教学改革为抓手，工程应用为目标，学习效果为反馈。在进行教学组织实施时，坚持教学内容与企业一线相结合，强化课程实用性和先进性；坚持理论教学与实践环节相贯通，强化课程系统性和实战性；坚持技术能力和综合素养相融合，强化课程综合性和高阶性[4]。

紧密围绕国家制造战略发展需求，充分发挥课程优势和特色，在教学内容、思政育人、教学方式和考核方式上进行改革。升级课程内容，在原有课程内容的基础上，增加加工中心夹具、随行夹具、数控工艺、全面质量管理等新内容；深入发掘育人元素，实现课程教学全过程的育人教育；将实践教学环节与理论教学环节同步进行，同时将专业基础课程有效应用在实践教学中，使各类课程有机结合，避免孤立；改变考核方式，将考核方式由原来单一模式变为多样化、全过程、全方位考核。

3 教学改革内容及措施

1）以新工科建设为导向，结合学校应用技术型大学办学定位，不断更新教学内容，在教学内容中不断融入新技术、新工艺[5]。

“机械制造基础”课程新增教学内容对比如图1所示，在绪论中加入“2025中国制造”；在金属切削原理中加入工程实际中刀具应如何选购；在机械加工设备中加入数控机床及加工中心工作原理及典型结构；将传统加工工艺和数控工艺有效融合，满足智造中国发展需要；将夹具教学内容由传统夹具延伸加工中心、生产线夹具，满足社会发展需求；在先进制造技术模块，重点讲解3D打印技术。

图1 “机械制造基础”课程新增教学内容对比

2）深入挖掘思政育人元素，将教书和育人有机统一，提升课程温度[6]。

根据教学内容及各教学环节特性，挖掘出自强中国、科技甘肃、奋进工院、提升自我四层次48个“育人”元素，通过各教学环节将其融入其中，厚植家国情怀、社会主义核心价值观和社会责任感；培育学生具备工程师的专业素养、文化素养和团队协作精神，塑造专注、创新、完美的工匠精神；培养学生具有诚实守信的职业道德、以人为本的人文情怀、严谨务实的敬业精神、开拓进取的创业精神、求真求实的理性精神，全面提升学生的综合素质。课程思政融入途径如图2所示，教学内容中融入，将大国重器、辉煌成就、工匠精神、劳模事迹、思维方法等融入内容，培养家国情怀和专业情怀；教学环节中融入，将工程训练、生产实习、理论教学和实践教学贯通，培养学生工匠精神、工程师素养和文化[7]；教学方式中融入，通过课堂讨论、角色互换、小组讨论、学科竞赛，培养学生沟通、交流、表达、应变能力；课外学习中融入，通过章节论文、训练项目、课后作业、课后答疑，培养学生主动学习、独立思考的能力，提高综合素质。

图2 课程思政融入途径

3）将理论教学和实践教学同步，培养学生的工程能力和专业素养[8]。

理论教学与实践教学同步关系图如图3所示，结合新工科培养学科交叉融合、知识多元整合、兼具工程技术和人文素养、具备创新实践能力的复合型人才的要求，加强工程实践，在授课过程中将理论教学与实践教学同步进行，在实践教学中巩固和运用所学知识解决专业问题。具体做法如下：第一次上课，给每位学生布置一个非典型零件，然后要求学生根据零件图，分析零件结构，建立零件三维造型；在讲解金属切削原理基础时，根据加工要求，选择合理的切削参数及刀具；金属切削设备时，选择合理的机床，并进行简单经济性评价；质量分析与控制时，结合零件图，分析零件加工过程中影响质量的因素，并提出相应解决方案；课程进行到工艺规程时，要求学生画毛坯图、制定零件工艺路线、制作工艺过程卡片、计算加工余量、分析工艺尺寸链等；课程进行到夹具设计时，要求学生设计指定工序夹具，建立夹具三维装配图，并生成工程图，通过“1人1零件”的方式，使理论教学和实践教学有效统一。在实践过程中，将“画法几何与机械制图”“互换性与技术测量”“机械原理”“机械设计”等课程知识有效融入到解决的实际问题中，做到专业课和专业基础课的有机结合[9]。

图3 理论教学与实践教学同步关系图

4）加强过程考核，注重综合能力培养，考核过程着重综合素质培养[10]。

考核方式实行结果性评价和过程性评价相结合的方式，最终考核成绩由过程考核和期末考试两部分组成，过程考核占40%，期末考试占60%。其中，过程考核根据出勤、课堂表现、作业、章节大作业和实验实践项目交流、课后答疑等环节完成情况综合评定。课堂表现根据学生课堂的学习态度、互动效果、提问回答和讨论积极性等表现评分；章节大作业根据章节内容，引导学生深层次思考专业、技术、职业、企业等相关话题，并在课堂进行交流，如在第一章结束时，布置的章节大作业为“结合行业发展，谈谈机械类专业毕业生需要具备哪些基本专业素质？”，引导学生思考专业和职业；实验实践项目交流中，需要结合理论教学进度，讨论交流学生实践项目内容。

通过在考核过程中融入思政元素，增加与学生的交流，学生由原来的被动者变成主动者；通过课程内容和课后思考题的有机结合，学生对专业素养和未来职业发展的认识由原来的随大流变成主动思考；考核形式也由原来的结果性评价为主变成现在的过程性评价为主。

4 结语

“机械制造基础”课程改革紧密围绕新工科建设需要，结合学校办学定位，根据课程内容特点，坚持全员、全过程、全方位育人要求，将“机械制造技术基础”建设成满足“三全育人”条件的专业课程；充分发挥课程思政的育人作用，深入挖掘思政育人元素，激发学生爱国热情，培养工匠精神，提升学生专业素养和工程师文化素养，全面提升大学生综合素质，培养出政治觉悟高、专业素质硬、兼具工程技术和人文素养、具备创新实践能力的复合型人才；通过运用全过程、全方位教学方法和教学手段，将学生拉回专业课程学习，全面提高学生专业素养。“机械制造基础”课程改革通过两年的建设和实践，取得了良好的效果，课程改革成果具有示范和推广价值。