应用型大学机械制造技术基础课程创新型教学模式探讨

摘  要：根据应用型大学的教育理念和培养目标，机械制造技术基础作为机械类专业的专业必修课，更应体现“应用型”内涵，课程的教学内容及教学模式要与应用型大学的需求相结合，以“应用型”要求为牵引，加快教学改革创新。该文通过深入分析机械制造技术基础课程的学习过程及存在的问题，探讨该课程教学的创新模式和发展的新方向，以提高机械制造技术基础课程的教学质量，培养学生的创新实践能力和工程技术应用能力为重点，为学生能够成为“走上社会、服务社会”的有用人才提供理论支持。

关键词：应用型大学；机械制造技术基础；教学改革；创新模式；实践能力

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）36-0070-05

Abstract： According to the educational philosophy and training objectives of applied universities， Mechanical Manufacturing Technology Basics as a professional compulsory course for mechanical majors should embody the essence of "applied" education. The course's content and teaching modes need to be aligned with the needs of applied universities， guided by the requirements of practical application， to accelerate educational reform and innovation. This article explores innovative teaching models and new directions for the course's development through an in-depth analysis of the learning process and existing challenges in the course Mechanical Manufacturing Technology Basics. The focus is n enhancing the teaching quality of the course and fostering students' innovation and practical engineering skills， and providing theoretical support for students to become valuable talents who can "enter and serve society".

Keywords： application- oriented university; Mechanical Manufacturing Technology Basics; teaching reform; innovative model; practical skills

随着科技的飞速发展，第四次工业革命的到来，为中国经济社会的发展带来了前所未有的发展机遇，同时它又亟需符合新产业、新业态发展的高素质人才，这也是挑战和使命。应用型大学如何才能适应快速发展的科技社会对人才提出的更高的要求，培养出具有创新精神和实践能力的高层次应用型人才，是目前教育亟需解决的核心问题之一。习近平总书记在闽江学院考察时指出，“社会需要的人才是金字塔形的。高校不仅要培养研究型人才，也要树立应用型办学理念，培养青年一代适应社会需要的技能”。在推进地方本科院校向应用型大学转变的同时，加快构建高水平应用型高等教育体系是重中之重。目标的实现必须在教学改革和人才培养上结合国家和社会需求，具体到每一门课程的创新改革，从课程内容和教学方法到实践教学规划等都以培养具有较强应用型和职业面向型的工程技术人才为定位，实现应用型大学的高等性[1-3]。

机械制造技术基础是理工科专业学生必修的专业课之一，但由于其内容抽象、枯燥，学生对其理解能力存在明显差异，从而导致教学质量和效果不佳。此外，中国机械制造技术正面临着巨大的转折，传统的教学模式已经不能满足新产业、新工艺、新技术对应用型人才培养的新需求，难以培养学生面对复杂多样化产业变化发展的新能力，必须对其进行革新改造，不断创造形成适应社会需求的教学新模式，让课堂教学与实践应用接轨，培养出与时代发展相协调、相匹配、相促进的高技能应用型人才，为社会经济实现创新驱动发展提供更好的人才支撑。

一  现阶段机械制造技术基础课程教学现状

机械制造技术基础是机械类专业的核心课程，在机械专业学生的知识、能力、素质培养体系中占有十分重要的地位。课程中所涉及到的基础知识和技能被广泛应用于汽车制造、航空航天、电子制造和船舶等行业。国内外高校机械类专业均有开设这门课程，该课程不仅具有知识点繁多和交叉性强的特点，还兼具较强的理论性与实践性[4]。随着社会对技术和创新能力的日益关注，培养具有创新精神的高素质人才显得更加迫切。传统的教学模式虽然有其特定的优势，比如课后教师多以布置习题为主，在这个过程中学生通过记忆对相关基础知识的概念有所加强，而对学生的思维创造能力和独立思考能力的培养不够，束缚了学生的智能发展，缺乏对课程的深度理解。但随着科技发展，新技术的引入使得这种传统的教学模式已经逐渐淡出人们的视野，转向更多的探究性模式[5-8]。新型教学模式致力于融合新科技和优质的课堂教学资源，将学生从传统的以课堂教学和教师为中心发展到与实践相接轨的移动性学习，让学生的潜力无限释放。

其次，机械制造技术不仅仅是对生产实践的总结，更是实践经验的理论总结，是一门以实践为基础的理论课程。但在实际授课过程中仍偏重于教材案例的理论知识介绍，缺乏结合实践环节的案例引导机制，课程内容与工程实际有所脱节，联系不够紧密，缺乏实践性和多样性。课程实验也只包含了一些基础知识点，但在实际生产中广泛应用的部分重要内容未有涉及，限制了学生创新思维能力的发展。比如，航空航天类等零部件要满足在恶劣环境（高压、腐蚀性流体，或-252 ℃低温再到通常超过1 000 ℃的高温）下工作的性能要求，且需要经常在高负载状态下运行，零件表面/亚表面层的任何缺陷，都会直接影响到零件的使用性能，加速零件的失效，这一切都与加工表面质量有着极大的关系。在讲授机械加工质量及其控制这部分内容时，实践环节往往会被忽视，应加入这部分的实践环节，让学生了解常规加工质量表征方法及质量控制策略。此外，实践教学内容较为分散，缺乏紧密联系，目标体系不够清晰，内容之间的衔接性有待加强。以实验课程为例，开设的实验项目主要是为了加深学生对本课程某些知识点的理解和掌握，大多为验证性和操作性的单项实验，而综合性、设计性实验很少涉及。

近年来，现代制造技术突飞猛进，已经取得了众多关键技术的突破，比如我国的芯片制造技术已开始逐步走向独立可控的道路。机械制造技术也正朝着高精度、高性能、极端化、智能化和绿色化方向发展[9]。然而，机械制造技术基础教学内容的制定并没有及时跟上现代制造技术发展的要求，缺乏先进制造技术知识的储备，仍以传统的加工工艺为主，使得学习内容滞后于现代机械制造技术需求的转变，学生普通存在思维定势，不利于学生创新能力的提高。此外，面对知识创新和技术飞速发展的新挑战，打破传统学科之间的壁垒，促进学科交叉融合也已成为推动教育事业进步的重要因素，在知识大融合的时代里，跨学科的融合或将成为课堂教学的一种新型教学模式。通过学科交叉，结合地方产业和社会需求，将密切相关的学科理论知识融合到某一个特定的研究领域中，对产生科学原创性成果将会起到至关重要的作用，而这种原创性成果产出必然依赖于高素质复合型人才。然而，目前机械制造技术基础课程的教学仍然受到教材内容的限制，其中大部分都集中在机械基础知识的讲解上。由于学生缺乏对学科交叉融合的认知，学生的思维依旧停留在传统的车铣刨磨钻工艺上，而缺乏创新精神，无法有效解决面临的新问题、新挑战，更无法取得原创性成果。

二  对机械制造技术基础课程教学新模式转变的思考与探索

经过对机械制造技术基础教学模式当前所面临挑战的深入探究，存在的主要问题有：①授课形式单一，缺乏创新性；②缺乏创新实践的引导机制；③忽略了制造业的转型可能会导致专业领域的需求发生改变；④忽视多学科交叉融合的思维引导。

基于以上问题，为满足应用型大学办学理念，突出实践应用性，对机械制造技术基础课程的教学模式进行探索，科学合理地规划课程内容，突出“有用、够用、实用”，采用形式多样的教学方式，注重培养学生的实践应用能力、专业素养及技术创新能力，以适应当今社会发展的需求，服务于社会。

（一）  “启发式-探究式-讨论式”教学模式

首先，面临课程要求不变的前提下课时缩减的挑战，教师在教学过程中要努力调整教学思路与方法，根据教材的内容，做到“精讲”。“精讲”不是减少讲解，而是要改变传统“填鸭式”教学方式，抓住重点，瞄准难点，将有限的课堂教学时间用在“刀刃”上。教师应在关键处对学生实行“精讲”启发式教学指导，通过自己的精讲点拨，激发学生的思维活动，使他们从被动转变为主动，从消极转变为积极。老师也可以根据课程重点内容为学生预设问题情境，该问题具有导向、启迪等特点。学生们在老师设定的问题中寻找答案，学生可以自学，独立地思考、分析和推敲，也可以通过小组交流合作模式进行讨论，当讨论交流偏离主题时，教师应适当点拨，将重点、疑难点和易混点等知识进行精讲，切忌面面俱到，把学生拉回主题。在这个过程中教师要关注学生的全员参与，在学生对相关知识实行归纳总结时，教师应对学生讨论交流过程中提出的有独创见解的问题及解决方案给予肯定和鼓励，以保护学生主动参与的积极性。

例如，刀具几何角度这部分内容属于教学重点和难点。在实际应用中合理地选择几何角度对于提高工件加工质量、延长刀具使用寿命都有重要意义。但因其比较抽象，导致学生对此知识点的接受程度不一样，有的学生甚至出现畏难心理。为了更好地讲授这部分内容，可以通过将课堂移动到实验室的方式，先带领学生观察车刀的切削过程，让学生对刀具有更加直观的认识。其次，教师可以现场采用三维建模软件对车刀进行建模讲解，让学生更加深刻地认识到刀具角度在空间坐标系中的空间位置，提高学生对空间角度的认知。为了更好地学习和掌握刀具的性能，教师可以选择播放一段小视频或展示一张图片，并给学生设下一个悬念和铺垫，比如将前刀面和主后刀面比喻成菜刀的两面，它们相交产生了主切削刃，菜刀刀刃处是不是越薄越锋利？通过改变前角和后角的大小，能否改变刀具的锋利程度？在好奇心的驱使下，激发学生主动思考，让学生以小组的形式参与讨论，每个小组选出一位代表来回答，最后由老师进行点评。通过这种幽默风趣的比喻，深入浅出的方式，不仅能够提高课程的趣味性和学生的积极性，还能深入理解刀具角度的知识点，锻炼学生的协作能力。

在讲授绿色制造技术时，以某厂圆锯片的实际生产过程为例，通过实景照片展示从一块大的钢板到一张质量合格的锯片，需要经历多个工艺流程，比如冲剪、热处理、平面磨等，但是传统的制锯工艺存在着严重的能源浪费、车间环境污染等问题，甚至对工作人员的健康也有负面影响，由此引出发展绿色制造技术的必要性和紧迫性，引导学生思考如何在保证产品功能、质量、成本的前提下，实现高效低碳绿色可持续发展的制造模式。通过这种方式让学生更加积极主动地参与学习活动，培养学生独立思考问题的能力。

“启发-探究-讨论”教学是三种方法的融合运用，以学生为中心，重在课堂教学设计，发挥学生学习的主观能动性，以学生自主性探讨式学习为手段，目的在于教学目标的达成，以期获得较好的教学效果，在无形中使学生由传统的被动学习转变为主动学习。