王中任 刘海生

摘 要：根据地方本科院校的办学定位和应用型专业人才培养目标规格，确立了《制造之用》课程的理念和目标。以教学内容改革和教材编写为先导，促进了教学方法和学业评价方式的改革，提高了非机械类专业学生的学习兴趣，实现了应用型人才培养质量的提升。

关键词：通识教育 教学设计 制造之用

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）03（b）-0055-02

人的全面发展是人类的永恒追求，而教育是实现人的全面发展的根本途径。通识教育作为大学教育的重要一部分，是对高等教育专门化、功利化导致的人的片面发展的一种矫正和超越，是高等教育本质和大学使命的回归[1]。

1998年，“博耶报告”的发表在美国引起了巨大的反响。美国研究型大学纷纷将通识教育作为本科生的基础学术训练，明确其基础和核心地位，融入整个大学的人才培养体系之中[2]。近年来，国内高校也都将通识教育课程纳入各专业人才培养方案，但存在着不少认识误区和实践的偏差。针对理工科学生的文学、历史、哲学、艺术等人文社科方面的教育均有所加强，而对文科生的自然科学教育，以及对于非工科学生的工程科学和技术教育，重视不够，成效不多。作为以培养应用型人才为目标的地方本科院校，工程科学与技术方面的通识教育选修课程的建设与改革，需要在实用性、通俗性和适应性方面下工夫，理论与实际相结合，第一课程和第二课程互相支撑，激发学生的学习兴趣，降低学生的学习难度，可以提升学生的就业竞争力和长远发展力。

我校《制造之用》課程经过多年的探索和实践，受到了全校众多非机械类专业学生的喜爱和支持，每学期选修学生在120人左右，其中人文学科选修学生比例超过50%，学生对课程的实用性和趣味性给予了充分肯定。同时，学生的学习热情和肯定，也推动了课程的教材建设和课程教学改革。

1 教学目标分析

1.1 课程理念

理论结合实际，既普及制造知识，又培养学生工程素养和实践创新能力。

1.2 课程总目标

通过本课程的学习，使学生掌握常见制造方法的用途，了解各种制造方法所采用的工程原材料、生产设备、加工原理及加工过程。通过各种交流互动启发思维，通过课外实践增长能力，最终培养学生的工程素养和创新创业能力。

1.3 课程分类目标

（1）知识与能力目标。

①掌握塑料、橡胶等有机高分子材料的加工成型方法和用途。

②掌握玻璃、陶瓷等无机材料的加工成型方法和用途。

③掌握常见金属材料种类、热处理方法和用途。

④掌握铸造、锻造、焊接等热加工方法和用途。

⑤掌握冲压、挤压、拉拔等冷加工方法和用途。

⑥掌握切削加工和数控加工方法及其用途。

⑦了解3D打印、制造自动化技术的进展和用途。

⑧能够初步辨认生活中各种制品的材料种类，推断其加工成形方法，学会运用所学制造知识来解决其未来工作和专业领域中的技术问题的能力。

（2）过程与方法目标。

通过本课程的第一课堂（课堂讲授、启发式讨论课）和第二课堂（参观制造现场、科技竞赛）等环节，使学生掌握各种材料的加工成型方法和应用，学会运用所学理论知识进行实践与创新的能力。

（3）情感态度与价值观目标。

中国已经是世界制造大国，中国制造的文化普及却很不够。无论一名学生学的是什么专业，将来从事什么工作，都要懂一些制造。学习本课程，就是要让更多的非机械类专业学生了解制造，热爱制造，以便将来为建设“制造强国”贡献力量。要让更多学生明白，获得在世界制造业中的优势地位，对于实现“中国梦”多么重要。

2 教学内容和教学方法

2.1 教学内容

基于以上教学理念和目标，笔者组织编写了《制造之用》教材[3]。内容共分18章，包括：绪论、塑料及其加工成型、橡胶及其加工成型、玻璃及其加工成型、陶瓷及其加工成型、金属材料与热处理、锻造成形、铸造成形、板料冲压成形、挤压与拉拔、焊接、粉末冶金、金属切削加工、数控技术、特种加工技术、3D打印技术、现代制造装备与自动化、汽车制造。全书以汽车及其零部件制造为线索，绪论即以汽车制造概述开始，最后一章以汽车制造工艺进行总结，形成一个整体。

对于每一章而言，教学内容的重点在于各种制造方法的用途、各种材料及制造技术的发展过程。以“塑料及其加工成型”这一章而言，知识要点的设计为三个部分：塑料材料；塑料挤出成型；塑料注射成型。在第一部分“塑料材料”，首先介绍了塑料在生活的广泛应用，然后，从塑料时代的开始（酚醛树脂的出现为标志），到塑料时代的里程碑（尼龙的出现），再到无论时代的大发展（聚乙烯和聚丙烯的出现）。通过介绍贝克兰、卡罗瑟斯、齐格勒等人的发明创造，启发学生从科学研究到商业生产的一般规律，即：与技术相比，科学要走在前面；与生产相比，技术要走在前面没有科学研究，没有技术成果，新产品的开发是不可能的。同时，要实现新材料的商业化生产应用，需要两个条件：一是要解决廉价的原料来源；二是要解决生产工艺和设备。酚醛塑料、尼龙的广泛应用都是如此。实际上，很多毕业生的创业，未必是从事本专业的工作。只要懂得这些产品商业化的规律，对学生未来成功创业也大有好处。在介绍了塑料材料发展的历程之后，简要地归纳了塑料的分类和成型特性。在第二部分“塑料挤出成型”，首先介绍通过挤出成型的各种塑料制品，然后简要介绍基础设备和挤出机的工作过程。在第三部分“塑料注射成型”，首先介绍注射成型的用途，然后介绍注射机和注射成型工艺过程。

2.2 教学方法

课程教学部分，采用“HWW分析法”[4]，从“怎么办（How）”向“为什么（Why）”和“是什么（What）”倒推讲解，每次课的教学以“该制造方法在生活中有什么用这个问题”入手，然后介绍为什么有用，揭示其发展历史和生产流程，最后再介绍制造的概念，让学生了解有关理论。这样不但降低了学生学习的难度，而且从一开始就激发了学习兴趣。以“橡胶及其加工成型”为例，首先，介绍生活和生产中各种橡胶用品的用途，然后介绍橡胶的发展历史、分类和配方，以及塑炼、混炼、压延和压出等生产工艺，通过轮胎的生产加工，让学生了解典型橡胶制品的完整生产过程，穿插讲解这些橡胶加工工艺方法的概念和其中包含的科学原理。课堂教学的讲解注重深入浅出，通过讲故事、讲生活，来普及制造文化。课堂教学中，既力求避免理论公式的推导，也避免制造工艺的过多介绍。要提高教学效果，提升学习兴趣，通识教育课程的教学方法上，要引导学生参与课堂讨论，每次课拿出至少20分钟时间来讨论一些问题。在问题的设计上，也要贴近生活，不可过难或过于直接。比如：在第2章塑料及加工成型中，设计了如下问题：

（1）试着分辨你日常使用的各种塑料制品，如矿泉水瓶、塑料袋、脸盆、鼠标外壳、汽车防滑垫，大概会是什么牌号的塑料？

（2）你吃过爆米筒吗，想一想爆米筒和塑料水管的生产有什么共同点？

（3）试想一下，鼠标外壳、塑料桌布、牙刷毛等是如何制造出来的？

（4）你每天的生活中，用到了哪些塑料制品？

（5）你认为未来的塑料制品的制造的将如何发展？

（6）你能构思一种新的塑料制造吗？

另外，在教学方法手段上，充分发挥多媒体教学的作用，为每一个章节录制和剪辑了来自生产实际的录像，对一些较难理解的制造理论，通过动画来形象说明。

第二课堂，利用学校建立的企业实践基地，组织学生参观学习，了解产品制造过程及生产管理，让工程师现身说法，提高学生的工程意识和工程素养。利用全校工科公共实训平台，引导选修课程的各专业学生参与“挑战杯、机械创新大赛”等学科竞赛活动，在实践中提升制造能力。

2.3 学业评价方法

《制造之用》课程的学生学业评价，采用了综合评价法。学生总成绩涵盖学生出勤、课堂表现、小论文、期末测试、课外实践与创新成果等多个环节在小论文环节，鼓励学生自己查阅文献和调研实践，围绕某一种制造技术的发展和在自己专业领域中的应用，写出有自己见解的文章，从而实现知识学习的拓展和升华。在期末测试环节，题型都是客观题，单项选择题30题，判断题40题，这些题目都选自课程的题库。总成绩=出勤分数×20%+课堂表现分数×20%+小论文分数×30%+期末測试分数×30%。课外实践与创新成果环节作为选作加分项，对于参与机械类学科竞赛中，参与了作品制作的学生，给予一定的加分。

3 结语

对全校各专业学生开设《制造之用》通识教育选修课程，能够提升学生将来的生活质量和创新创业能力。对《制造之用》通识教育课程进行了科学的教学设计，它以教学效果最优化为目的，以服务于本科人才培养目标定位为宗旨，合理安排教学内容，灵活运用各种教学方法，传授学生知识，启迪学生思维，提高学生实践创新能力。多年来的教学实践表明，这套教学设计方案科学、可行，对于应用型地方院校的工程科学和技术类通识教育课程建设具有一定的借鉴价值。

参考文献

[1] 王鲜萍.培养全面发展的人：高等教育的应然—兼论通识教育[J].现代远距离教育，2008（1）：23-25.

[2] 温伟力.“博耶报告”影响下的美国研究型大学本科教育改革[J].外国教育研究，2010，37（9）：79-82.

[3] 王中任.制造之用[M].北京：北京大学出版社，2013.