新工科背景下《机械制造装备设计》课程教学改革策略

舒盛荣 刘乐平

摘要：在当今的新工科背景下，《机械制造装备设计》这一学科也开始实现了教学模式和教学方法的全面改革。通过理论和实践之间的有机结合，可有效解决传统《机械制造装备设计》教学中的相关问题，提升该课程的教学质量。基于此，本文就对新工科背景下的《机械制造装备设计》课程教学改革进行分析，以此来实现这一课程教学质量的有效提升。

关键词：新工科背景;机械工程专业;《机械制造装备设计》;课程教学;改革

中图分类号：G64                                       文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）07-0254-02

0  引言

在机械类专业的教学中，《机械制造装备设计》属于一项核心性的理论教学科目，在这一科目的教学中，主要包括四种类型的装备设计，其一是加工类机械制造装备设计;其二是工艺类机械制造装备设计;其三是物料储运类机械制造装备设计;其四是辅助类机械制造装备设计[1]。因为这一课程所涉及到的知识面十分广泛，涉及到的设计和技术也非常多，所以在具体的教学过程中，学校和教师都应该对这一课程做到足够重视，并通过更加先进性、科学性的教学方法来进行该课程的教学。

1  《机械制造装备设计》课程的教学现状和问题分析

1.1 教学现状

在当今，《机械制造装备设计》这一门理论课程已经在各大院校的机械类专业教学中得到了高度重视和广泛普及，学校和教师对这一课程的教学质量也越来越关注。这样的情况就为这一门课程的教学及其发展提供了良好的基础，并使其在机械类专业学生的学习与发展中发挥出了一定的作用与优势。但是在具体的教学过程中，因为实践经验的不足，导致很多学生在学习中都难以对相应的设计做到充分理解，而教学方法和模式的传统化更是让越来越多的学生对这门枯燥的理论课程丧失兴趣，甚至会产生厌烦心理。这对于这一课程的教学和机械类专业学生的发展都造成了很大程度的阻碍作用。

1.2 主要问题

就目前机械类专业《机械制造装备设计》这一课程的教学来看，其主要的问题包括以下几个方面：第一，教学模式比较单一，在具体的教学过程中，很多教师依然通过传统的讲述方式进行教学，很少和学生进行讨论，课堂气氛也难以得到有效调动，这对于学生学习的积极性及其主动性都造成了很大程度的不利影响。第二，学习成果和考核方法太过单一，具体考核中，学校和教师通常仅注重学生设计作品的完成情况，却忽略了其分析能力及其創新能力。第三，实践训练的不足，具体教学中，很多院校虽然进行了相应的实验室开设，但是却仅仅进行数据性的实验，这对于学生的创新能力及其实际应用能力都将造成很大程度的不利影响。第四，实验室存在很多不足，因为资金不足，导致很多院校的实验室并不能为学生全天开放，资源、设备以及师资力量都存在严重不足，这将会对学生的学习效果及其能动性都造成不利影响，进而导致这门课程的教学质量始终难以提升[2]。

2  新工科背景下的《机械制造装备设计》课程教学改革的具体策略分析

2.1 改进教学模式

在进行《机械制造装备设计》这一课程的教学过程中，可以将其按照典型部件、金属切削机床、机床夹具、工业机器人、机械制造生产线和物流系统等的设计来进行教学。而在实际教学过程中，要想有效提升教学质量，就需要对传统的灌输式教学模式进行改革，丰富教学内容，让理论教学和实践教学之间实现良好结合，帮助学生更好地理解理论知识。而在这一学科的具体教学中，一项关键内容便是让学生全面认识相关机械及其内部结构。比如，在某院校机械类专业的《机械制造装备设计》教学中，教师就在理论教学的同时引入了SV-08M型台式数控铣机床，并对其 结构进行了详细分析，具体情况如下：

通过这样的教学方式，可进一步加深学生对相关理论知识的理解程度，提升学生的学习兴趣。由此可见，教学模式的合理改进将会对这一课程的教学改革起到非常有效的帮助作用。[3]

2.2 增加专题和实例

在进行机械类专业的《机械制造设备设计》教学过程中，教师应注重案例化、专题化的教学，将基础、实践、创新以及素质教育作为基础，对理论所具备的应用性以及技术所具备的先进性加以着重强调，在此过程中，教师可以将一些真实的机械制造设备设计与应用实例引入，以此来提升教学效果。比如，教师可以将数机床加工圆弧形零件的应用实例引入到教学中，首先帮助学生了解数控机床加工零件的具体流程（如图2所示）。

具体教学中，教师应引导学生明确数控机床的中枢是数控装置，明确在数控机床的具体应用中，该装置主要的功能是对信息载体传输的相关指令信息进行接收。在对相应的信息进行加工处理之后，再指挥伺服系统来完成机械零件的加工和制作。

然后再引导和鼓励学生利用所学理论知识，通过数控机床来进行圆弧形零件的加工制作，具体加工的过程中，因为数控机床的程序段仅仅有起点、终点以及半径等的这些，所以需要通过相应的算法和描述来进行加工，使其在有限的坐标点之间自动生成所需的中间坐标数据，然后及时操纵刀具沿着实时生成的坐标进行运动，以此来实现圆弧的有效加工。

通过这样的教学方式，不仅可以让学生对数控机床的具体应用流程和操作方法做到全面掌握，同时也可以进一步提升学生的学习兴趣，培养学生的思维能力与创新精神。

2.3 建立教学平台

为有效满足机械类专业的人才培养目标，在进行《机械制造装备设计》的具体教学中，学校应注重实践教学平台的搭建，将各种的数控机床引进这个教学平台中，并将此作为基础来建立各种的实验室，为学生提供足够的实践机会，使其熟练掌握各种数控机床的具体操作方法，比如，应在教学中引进绿色切削技术中的绿色低温冷风切削技术引入到教学中，并引导学生做好各项参数的控制，具体情况如表1所示。

同时应让学生明确，这种切削方式有着传统切削方式所不具备的绿色环保特征[4]。通过这样的方式，才可以让学生在学习理论知识的同时对各种的机械设备和先进科学技术做到足够的了解与认识，为其提供足够的实践机会。通过这样的方式，不仅可以有效提升学生的学习兴趣，满足其好奇心，也可以实现其理论和实践的完美结合，以此来实现教学质量的提升。

2.4 加强校企合作

具体教学中，为了让学生更加深刻地领悟到《机械制造设备设计》中的理论知识，并使其在实践中得以充分利用，学校应与当地的相关企业之间展开积极的合作，通过校企合作、产教结合的方式，为学生提供更加符合市场实际需求的实践机会，使其接触到更加专业的机械制造团队，了解到更加先进的机械制造装备设计与制造技术、设备。在此过程中，也可以通过顶岗试岗的形式让学生真正接触到实际的设计与制造项目，以此来扩大其知识和眼界，更加全面、具体地了解自己未来所从事的工作。通过这样的方式，不仅可以為相关企业解决一定程度的人力资源紧缺问题，同时也可以帮助机械类专业学生对《机械制造设备设计》这一课程的理论知识做到更加全面、深入的理解和应用。另外，通过这样的教学模式，也可以为企业储备足够的人力资源，为表现优异的学生创造更多的发展机会，让企业、学校和学生都收获到满意的成果。

2.5 加强创新实训

先进的技术和实践创新是提升《机械制造设备设计》课程教学质量，实现其有效改革的关键。所以，在具体教学中，学校和教师一定要充分注重前沿专业知识和实践创新之间的有效结合。首先，学校应将当今先进的3D打印技术、数字化三维模拟技术、自动化控制技术等引入到具体的教学过程中，为学生提供充分的技术和设备。同时，学校、教育部以及政府等相关部门应针对机械类专业进行机械设计大赛的举办，并鼓励每一名学生积极参与到相应的竞赛中，通过接触丰富的前沿知识，结合先进技术与设备，来实现机械制造设备设计的创新，比如，在教学中，教师可引导学生结合所学知识，通过自动化控制技术来进行自动化、智能化汽车喷涂漆机械手设计。通过这样的方式，不仅可以让学生接触到更多的前沿知识和技术，同时也可以让学生的实践创新能力得到良好培养，发挥出这一课程改革的充分作用，促进学生的良好学习与发展。

3  结束语

综上所述，在对《机械制造设备设计》这一课程进行教学的过程中，传统教学方法和教学模式已经难以跟随时代的发展，收到的教学效果也十分有限。因此，在这一科目的具体教学中，学校和教师应明确其主要的教学内容，然后对当今的教学现状及其主要问题加以认真分析，再以此为依据来进行教学改革思路的合理设计，最后通过合理的教学改革策略来提升教学质量。具体改革中，应注意教学内容的优化调整，案例化、专题化课程教学方案的实施，实践教学平台的搭建，校企合作、产教结合模式的应用，前沿专业知识和实践创新的结合，以此来保障改革效果，提升教学质量。

参考文献：

[1]杨权，何康，张秀香，等.应用型本科“机械制造装备设计”课程教学创新探究——以宿州学院为例[J].宿州教育学院学报，2020（4）：77-79.

[2]邢智慧.基于CDIO理念的机械制造装备设计课程教学改革的分析与反思[J].新教育时代电子杂志（教师版），2020（4）：142，141.

[3]朱晓慧，任延举.基于OBE教学理念的“机械制造装备设计”教学改革研究[J].南方农机，2020（15）：264-266.

[4]疏达，贾文友，刘有余，于华.工程教育背景下培养学生解决复杂工程问题能力研究——以《机械制造装备设计》课程为例[J].红河学院学报，2021（01）：146-148.