闫世程　胡亚辉　刘婕

［摘 要］ 在新工科背景下，为解决“机械制造技术基础”课程教学内容陈旧枯燥、教学方法固化单一、考核方式简单落后等问题，提出针对性的课程教学改革创新方法，革新线下授课知识点，激活项目驱动式教学方法，将课程教学内容与课程思政丰富内涵完美契合。同时，建立线上网络教学资源数据库，开展线上虚拟仿真实验，深入分析学生线上学习规律，构建以学生工程实践能力和科技成果为导向，满足“持续提升，闭环反馈”要求的课程教学质量科学评价机制，形成线上线下融合式一流本科课程的教学改革创新模式和课程建设体系。

［关键词］ 新工科；机械制造技术基础；一流课程；教学改革

［基金项目］ 2021年度天津市一流本科建设课程项目“机械制造技术基础”；2022年度天津理工大学教学研究与改革重点项目“新工科视角下一流专业人才创新能力培养模式研究”（No.ZD22-12GJ）

［作者简介］ 闫世程（1987—），男，河北辛集人，博士，天津理工大学讲师，主要从事超精密塑性成形加工技术研究；胡亚辉（1972—），女，天津人，博士，天津理工大学教授（通信作者），主要从事新材料切削机理研究；刘 婕（1982—），女，河北鹿泉人，博士，天津理工大学讲师，主要从事特种钻削加工碳纤维增强复合材料研究。

［中图分类号］ G642.0［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）17-0109-04 ［收稿日期］ 2022-08-09

“机械制造技术基础”是高等学校机械工程及近机类专业的一门学科基础课，其主要学习有关金属切削基础理论、机械制造工艺设备、机械加工质量分析以及机械加工工艺规程制定等重要内容。通过该课程的教学，使学生掌握金属切削原理、机床、切削质量分析和工艺路线拟定的基础知识，具备运用所学制造知识解决工程实际问题的能力，为实现中国经济高质量发展、科技创新和中国制造2025计划，培养合格的大国工匠打下坚实的基础［1-3］。

随着经济社会的不断发展，传统的课堂授课模式已经难以满足工程机械行业发展、企业专业人才需求以及学生科技创新能力培养，迫切需要对目前的课堂授课模式进行革新。国内高校相关学者已从多方面开展对工科专业传统课堂授课模式的教学改革创新研究。吴尽哲将思想政治内容融入网络授课过程中，提出了一种基于教学过程和课程思政的网络教学方法。曹宇等［4］针对“机械制造技术基础”的直播教学特点和课程思政内涵，提出了“设计、实践、评估和改进”的应用型本科课程质量管控体系，以期达到线上直播教学的课程思政育人效果。詹友基等［5］为了满足新工科背景下对专业人才更高、更全面的工程能力要求，通过专题案例教学改革方法开展“机械制造技术基础”课程教学改革创新，明显提高了学生的自主学习能动性和学习效果。黄为民等［6］将多元兴趣驱动教学方法应用于“机械制造技术基础”课程的教学改革实践中，能够解决教师授课过程枯燥、学生学习主观能动性差等难题，有效推动机械类专业基础课程的高质高效教学。

本文在总结现有“机械制造技术基础”课程存在的主要教学问题基础上，为适应新一轮科技革命和新工科发展需求，以一流课程建设为引领，融合课程思政丰富内涵，开展线上线下融合式一流本科課程教学改革创新与实践，进行线下项目驱动式教学设计，通过增强生产实践教学环节互动，激发学生的学习兴趣，同时整合雨课堂、智慧树等线上教学资源库，开展线上虚拟仿真实验，构建以学生工程实践能力和科技成果为导向的工科专业课程教学质量科学评价持续提升机制。

一、“机械制造技术基础”课程教学存在的主要问题

传统的“机械制造技术基础”课程教学模式为课堂理论授课、观摩实验操作、课后提交作业以及期末闭卷考试。传统的工科专业课程授课方式已无法适应新工科背景下机械类专业人才培养的时代要求，存在如下问题亟待解决。

（一）课程教学内容枯燥抽象，教学方法固化单一，学生认知有限难以建立概念模型

基于传统工科“填鸭式”课程教学方式，学生缺乏对车削刀具、数控机床、工装夹具、工艺规程等“机械制造技术基础”课程知识点的形象认知，很难理解刀具空间角度与基准平面之间的关系、工装夹具与数控机床的定位关系以及机械零部件工艺规程的制定步骤等。同时，受时间和地域限制，学生可能无法与教师当面交流课程学习体会，这会抑制学生学习热情的提高，阻碍课程教学效果的提升。

（二）课程教学内容陈旧落后，难以适应新工科时代需求和一流本科建设要求

课程主要内容（诸如车削刀具角度三维模型、滚切斜齿圆柱齿轮原理、加工误差的正态分布统计分析以及工艺尺寸链计算等）已落伍于机械行业目前主流技术发展，没能有效融合人工智能、大数据、物联网、机器人、云计算等新兴技术内容，无法激发学生的求知欲和调动学生自主学习的积极性，导致学生学习效果差、工程技能生疏，专业能力不足以胜任工作岗位需求。

（三）课程考核方式过于简单，缺少过程性评价考核内容，试卷分析不足教学整改不到位

传统工科专业课程的考核方式为期末闭卷考试，教师通过卷面分数来判断学生课程学习效果的优劣，这种考核方式存在一定的偶然误差性，学生可能由于生理、心理、人为外界因素等造成考试成绩不理想，影响对课程教学的客观公正评价。这时就需要引入过程性评价考核方式（包括学生出勤、平时作业、实验报告等），从多角度多元化方面进行课程评价，建立一流课程多元化过程性评价机制。

二、新工科背景下“机械制造技术基础”线上线下融合式教学改革与创新实践

（一）“机械制造技术基础”课程线下教学改革

在新工科背景下，借助“机械制造技术基础”获批天津市一流本科建设课程的契机，以学生为中心，旨在提高学生工程实践能力和科技成果产出，开展“机械制造技术基础”线下教学改革探索。首先，顺应新工科时代发展潮流，更新线下课程授课知识点，将人工智能、大数据、物联网、机器人、云计算等新兴技术融入“机械制造技术基础”课程教学内容，促进授课方法升级和教学内容优化。比如以数控机床为例，利用机器学习算法模型和智能传感器等新技术手段监测加工过程中的切削刀、切削热、主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息，可辨识出加工刀具的受力、温度、磨损状态及机床加工的稳定性，并根据这些状态参量实时调整加工参数（主轴转速、进给速度）和加工指令，预判何时需要换刀，以提高加工精度、缩短产线停工时间并提高设备运行的安全性。其次，课程激活项目驱动式教学方法，以大学生科技立项、“互联网+”大学生创新创业大赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛等科技创新活动为引领，鼓励学生参加科技创新比赛，同时增强生产实践教学环节的师生互动，激发学生学习兴趣，变被动式教学为主动式求学。然后，深刻挖掘“机械制造技术基础”课程所蕴含的思想政治教学资源，领悟课程思政的先进理念和丰富内涵，探寻教学内容与课程思政的映射关系和契合点，将家国情怀、责任担当、个人修养、科学精神、职业道德和创新精神等课程思政教育元素有效融合到“机械制造技术基础”相关专业内容教学过程中，引导学生树立和践行社会主义核心价值观，努力培养社会主义建设者和接班人。

（二）“机械制造技术基础”课程线上教学创新实践

机械专业课程线上教学是新工科时代发展的产物。建立线上网络教学资源数据库，在雨课堂、智慧树、学习通等网络课程学习平台上传教学视频、设立试题库、开展答疑解惑、创建期末考试试卷等，同时利用学呗课堂、广数机器人示教编程软件等进行诸如传动阶梯轴加工、外圆车削、金属上下料等线上虚拟仿真实验（如图1），搭建课程网络教学平台。同时，深入分析学生的学习行为数据，掌握线上教学规律，并与线下课堂授课相对照，探索线上线下融合式一流本科课程的教学改革创新模式和课程建设体系。

（三）“机械制造技术基础”课程教学质量科学评价持续提升机制

在总结“机械制造技术基础”课程线上线下混合式教学改革实践基础上，以学生为中心，兼顾学生学习效果和教学过程质量监控等多方面，设置课程创新设计实践教学环节，通过比较学生参加科技创新竞赛成绩、学生操作工程装备实践能力以及学生科研成果（科研论文、发明专利、参赛评奖、创新实验设计……）等，多维度考察教师的教学成果和学生的学习成效；同时，在专业课程教学过程中推广先进的OBE教学理念，利用课程目标达成度计算方法（期末考试成绩分析法和评分表分析法）评价课程教学效果和学生学习成效，查漏补缺，提出具有针对性的教学改进方式；建立以学生工程实践能力和科技成果产出为导向、满足“持续提升，闭环反馈”要求的一流本科课程教学质量科学评价机制（如图2）。

结语

在新工科建设背景下，本文归纳总结出“机械制造技术基础”课程教学过程存在的主要问题，并针对性地提出课程教学改革创新方法，革新线下授课知识点，激活项目驱动式教学方法，优化课程教学内容，将课程教学内容与课程思政丰富内涵完美契合，引导学生树立社会主义核心价值观；建立线上网络教学资源数据库，同时开展线上虚拟仿真实验，搭建课程网络教学平台，深入分析学生线上学习规律，探索线上线下融合式一流本科课程的教学改革创新模式和课程建设体系；设置课程创新设计实践教学环节，通过比较学生工程实践能力和科技成果产出，评价学生课程学习效果，多方面多维度考察教师的课程教学成效，建立满足“持续提升，闭环反馈”要求的一流本科课程教学质量科学评价机制。

參考文献

［1］高奇，魏云波，吴光永.基于工程认证的一流本科课程混合式教学研究：以“机械制造技术基础”课程为例［J］.汽车实用技术，2022，47（11）：139-142.

［2］张良，易建钢，方自强.新工科背景下《机械制造技术基础》融合式课程改革［J］.机械管理开发，2021，36（12）：320-322.

［3］赵国龙.“机械制造技术基础”课程的创新型教学方法与模式探讨［J］.高教学刊，2021，7（22）：47-50.

［4］曹宇，吴海龙，孙家兴，等.直播教学课程思政的思考与实践：以《机械制造技术基础》为例［J］.装备制造技术，2020（8）：199-201.

［5］詹友基，许永超，林志熙.基于专题案例的“机械制造技术基础”课程案例教学研究［J］.教育教学论坛，2020（39）：160-162.

［6］黄为民，杨俊茹，杨通，等.基于多元兴趣驱动的“机械制造技术基础”课程教学方法探讨［J］.高教学刊，2021，7（35）：74-77.

The First-Class Undergraduate Course Teaching Reform Practice of Machinery Manufacturing

Technology Foundation

YAN Shi-cheng HU Ya-hui LIU Jie

（1.Tianjin Key Laboratory of the Design and Intelligent Control of the Advanced Mechatronical

System， Tianjin 300384， China; 2. National Demonstration Center for Experimental Mechanical

and Electrical Engineering Education， Tianjin University of Technology， Tianjin 300384， China;

3. Maritime College， Tianjin University of  Technology， Tianjin 300384， China）

Abstract：In the context of emerging engineering education， to solve the problems of outdated and boring teaching contents， solidified and single teaching methods as well as backward and uncomplicated assessment modes of “Machinery Manufacturing Technology Foundation” course， this article puts forward targeted curriculum teaching reform innovative methods， including updating offline teaching knowledge points， activating the project driven teaching method and integrating the course content with the rich connotation of ideological and political education. Meanwhile， online course teaching resource database has been established， and online virtual simulation experiments have been conducted. The students online learning rules have been deeply analyzed. The scientific evaluation mechanism of curriculum teaching quality has been constructed guided by students engineering practice ability and scientific and technological achievements， and meeting the requirements of “continuous improvement and closed-loop feedback”. The teaching reform innovative mode and curriculum construction system of online and offline integrated first-class undergraduate course has been formed.

Key words： emerging engineering education; machinery manufacturing technology foundation; first-class course; teaching reform