余松林 丁永明 姚益平 朱乾隆 柳鹏旭

[摘           要]  数字化设计与制造综合实践课程是应用型本科机械类专业的核心专业课程，传统的数控综合实训已经不能满足社会发展的需要，为了适合新形势下应用型本科的实训教学体系，对传统数控综合实训升级，创建数字化设计与制造综合实践课程。以典型工程问题为导向课程创建思路，对数字化设计与制造综合实践课程的内容设置、环节组织、方案实施及质量评价等方面进行构建，适应“以专业能力培养及综合素质为核心”的实训教学体系，始终坚持“以服务为宗旨，以就业为导向，走产学研结合的发展道路”，以发展为主题、以改革为动力，以满足社会需要为目标，以专业建设为核心，实施产学结合、校社联携、服务区域经济发展。

[关    键   词]  数字化设计与制造;综合实践;教学方式;教学改革

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0602（2020）40-0198-02

一、社会现状和学校现状

目前，我国的高等教育体系规模较大，但高等教育的结构性问题是不可忽视的难题。过去的二十年里，高等教育大众化的快速推进使高校毕业生逐年增加，导致大学生就业问题日益突出，众多企业难以找到心仪的应用型人才，特别是高等教育机械制造类人才供给与企业人才需求的错位造成大学生就业难企业招人难的形势尤为突出。因此对应用型本科机械类专业群开展人才培养供给侧改革，校企协同创新，使专业群引领智能制造技术应用推广，打造智能制造技术技能积累集聚地和服务品牌，为相关企业提供技术支持和促进区域经济发展将发挥重要作用。

数控综合实训课程是机械类专业的核心课程，随着机械制造工业向柔性化、集成化和智能化不断发展，各制造企业为了提高市场竞争力，产品不断更新和升级，企业对员工的工程应用能力和职业技能提出了新的要求。但是我国大部分地方应用型本科高校的机械设计与制造类课程还是沿用学科课程的教学模式，教学思路僵化，课堂缺乏活力，教学目标和教学内容与企业严重脱节，导致学生进入企业需要更长的时间才能融入企业。虽然部分地方型高校已经将产教融合的理念融入课程教学改革中，但大多数高校也仅是教学形式的改变，特别是新疆的高校更为突出，很难做到结合学生的智能结构特点，充分发挥学生手脑并用，采用“做中教，教中做”“学中做，做中学”的人才培养思路将学生培养成面向智能制造的复合型、应用型人才。高校教师未深入企业，对企业产品的新动态和企业制造的新模式缺乏深入了解，导致课程教学内容和教学目标滞后是教学改革的关键性问题，因此需要教师深入企业调研，开展企业技术服务，参与企业产品研发，对传统数控综合实训升级，创建以实际工程问题为导向的数字化设计与制造综合实践课程，对教学课程的内容设置、教学组织、方案实施及质量评价等方面进行重构才能真正做到“互联网+”时代背景下应用型本科的综合实践课程“源于企业，而高于企业”。

二、课程改革思路

数字化设计与制造综合实践课程改革主要包括教学内容部分、教学实践环节部分和教学方法部分。通过深入企业调研，掌握企业制造新模式和企业发展新动态，围绕制造业转型升级，基于“会设计”“懂工艺”“能制造”“会检测”的理念，按照机械产品数字化设计、计算机辅助工艺编制与工装设计、机械产品智能制造与精密检测等核心能力的培养要求，参照“能质并重”的创新型、复合型、发展型人才培养方案，完善基于专业基础的数字化设计与制造综合实践课程，拓展学生综合素质，实现该课程与创新创业教育课程相融合。通過对企业设计、制造过程的典型机械零部件提取，追根溯源逆解科学问题，并对其进行演化和重组，构建教学内容。整个教学内容由若干个子项目载体组合而成，每个子项目都是通过典型工作任务驱动和项目引导，将数字化设计、产品有限元分析及优化、数字化工艺设计与规划、数控加工仿真、数字化制造及精密零件检测等学习内容贯穿于每项工作任务中。每项任务的实施都是模拟真实智能车间，实现对数字化设计、数字化工艺设计与规划、数控加工仿真、数字化制造及精密零件检测及相关数据协同管理，符合工作过程系统化。教学方法以任务驱动法为主，讲授法、现场演示法、小组合作与讨论法、引导文教学法等教学方法相结合，将理论与实践相融合。课程教学内容以实际工程问题为载体，通过老师引导、学生合作讨论的方式解决项目中的重要问题和关键问题，载体设计由易到难，符合人的认知规律。教学组织强调每五名学生组成一个小组，每位学生轮流在不同的项目教学中担任不同的工作岗位，通过角色轮换不断提高学生的生产组织协调能力、产品数字化设计能力、数字化工艺设计与规划能力、数字化制造能力、零件检测能力及相关数据协同管理能力。

数字化设计与制造综合实践课程改革坚持“以服务为宗旨，以就业为导向，走产学研结合的发展道路”，以发展为主题、以改革为动力，以满足社会需要为目标，以培养应用型人才为核心，实施产教融合、服务区域经济发展。本课程培养目标面向制造企业所急需的素质工程技术应用型人才。基于智能车间设计与制造过程管理，通过任务引领、数字化设计、工艺分析、数学处理、程序编制、仿真模拟、加工操作及零件检验等教学环节，使学生根据工程问题合理制订解决方案，根据方案设计产品和制订产品加工工艺，编制数控程序完成零部件加工和装配调试解决拟定的工程技术问题。整个教学过程将成熟的2D、3D、PDM、CAE、CAPP、CAM和MES技术整合在统一的协同管理平台上，覆盖从工程问题立项、概念设计、详细设计、工艺流程到生产制造的各个环节，模拟基于智能车间企业信息化管理各岗位群之间的协作以及产品数据全局共享，实现设计数据、工艺数据与制造数据统一管理。教学过程中培养学生良好的安全文明生产习惯，使学生具有较高的职业素质和良好的职业道德。课程思政方面根据典型载体挖掘思政元素，创建思政元素库，树立学生的安全意识、文明意识、责任意识和团队协作意识，弘扬大国工匠精神。

通过对“双师”素质和“双师”结构不断优化，对新疆本地相关企业进行深入调研，参照数字化设计与制造领域职业岗位群应预备的知识与能力，对数字化设计与制造综合实践课程的内容设置、环节组织、方案实施及质量评价等方面进行了重构，构建以专业能力培养及综合素质为核心的实践教学体系。整个教学中，每位学生在不同的项目学习中针对智能车间核心岗位进行角色扮演和角色轮换，解决传统教学思路僵化，课堂缺乏活力，教学目标和教学内容与企业严重脱节，学生很难适应对应的工作岗位等问题。教学过程以学生为主体、教师为主导，通过学、思、练交替，不断提高学生的知识与能力，为机械制造类专业的“双创”和“科研育人”活动的开展奠定坚实的基础。

教学改革主要针对课程开发与设计、课程教学模式、教学方法与手段和教学过程三个方面，其中课程开发与设计是数字化设计与制造综合实践课程改革的核心。新疆的机械制造业主要面向石油，农业机械，矿山机械以及煤炭煤化工等各领域。通过深入相关企业调研提取典型工程问题，并进一步演化和重组确定典型工作任务。然后根据典型工作任务所涉及的知识与能力，以人才培养为依据，基于工作过程，挖掘思政元素，参考国家职业技能鉴定标准，构建学习内容，并对学习内容进行分解，确定最终的学习任务。教学模式改革实施方法是以富有探索性、能激发学生学习动机与好奇心的情景为基础，与教学内容紧密结合的工程问题为载体，使学生在完成特定任务的过程中获得知识与技能。教学过程以任务为明线，培养学生的知识与能力为暗线，以教师为主导，学生为主体，将理论和实践融入一体，凸显学生形象思维的特点，使理论变得浅显易懂，简洁明了，从而达到提高学生发现问题、分析问题和解决问题的综合能力。教学过程改革实施方案针对典型工程问题立项，并对项目进行分析，在项目分析过程中，对其相关知识进行知识链接。链接知识内容包括对前修课程相关知识的回顾和新知识的讲解。将链接知识重组后确定数字化设计与制造方案，方案的確定以学生讨论为主，老师引导为辅。在项目实施前，先对其项目进行预案，该环节以学生思考过程为主，教师引导为辅。项目实施主要由项目组织、项目准备、数字化设计、数字化制造和装配与调试五部分组成，最后针对整个项目执行过程给予项目评价，其中项目评价包括学生自我评价、学生互评、教师评价和项目总结。

三、总结

通过对社会人才需求现状和学校育人现状分析，提出了构建面向智能制造的数字化设计与制造综合实践课程人才培养思路，并对课程的教学过程、教学内容和教学模式等主要改革对象进行探讨，为后期数字化设计与制造综合实践课程创建和改革奠定理论基础。

参考文献：

[1]赵文华.高等教育系统论[M].桂林：广西师范大学出版社，2001.

[2]刘霞，姚益平，余松林.数控技术课程在应用型本科建设中探析[J].现代职业教育，2017（11）：15-18.

[3]黄勇.地方应用型高校人才培养的在思考[J].课程教育研究，2019（7）：103-105.

编辑 张 俐