李瓊硯 路敦民

（北京林業(yè)大學工學院，北京 100083）

先進制造技術將先進的信息技術、自動化技術和先進的管理科學應用于制造業(yè)中，形成一個完整的集成系統(tǒng)性技術。它涉及產(chǎn)品的整個生命周期，從產(chǎn)品設計、工藝設計、加工制造到生產(chǎn)管理等各方面的內(nèi)容。因此，它是集合多學科成果形成的新型交叉學科，是多種科學及方法的整合，具有精密化、柔性化、網(wǎng)絡化、虛擬化、智能化、清潔化、集成化、全球化等特點［1］。

“先進制造技術專論”課程是一門動態(tài)發(fā)展的課程。由于先進制造技術本身是在針對一定的應用目標，不斷地吸收各種高新技術逐漸形成、不斷發(fā)展的新技術，因而其內(nèi)涵不是絕對和一成不變的。具體反映在不同的時期，先進制造技術有其自身階段性；反映在不同的應用領域，先進制造技術有其自身側重發(fā)展的目標和內(nèi)容［2］。隨著新科技、新理念的不斷出現(xiàn)，“先進制造技術專論”課程的內(nèi)容會不斷更新、充實和發(fā)展，因此本課程更加強調(diào)內(nèi)容的先進性和前沿性。作為工程碩士專業(yè)學位研究生課程，這門課程與本科生階段所學的課程必須有所區(qū)別，因此工程碩士專業(yè)學位研究生階段開設的“先進制造技術專論”必須針對工程碩士專業(yè)學位研究生的知識特點，對本課程的教學體系進行改革。

一、教學內(nèi)容的整合

針對先進制造技術的先進性、前沿性、國際化及動態(tài)發(fā)展的特點，從培養(yǎng)工程碩士專業(yè)學位研究生科研、創(chuàng)新和實踐能力出發(fā)，筆者將“先進制造技術專論”課程的教學內(nèi)容整合為基礎篇、專題篇和實踐篇3部分，見圖1?；A篇的內(nèi)容是本課程的經(jīng)典內(nèi)容，主要包括先進設計技術、先進制造工藝和先進制造系統(tǒng)。主講教師對課程的整個知識體系內(nèi)容進行全面講解，使學生對先進制造技術所涉及的研究內(nèi)容有一個全面系統(tǒng)的理解，目的是讓學生對本課程內(nèi)容從橫向?qū)用嫔嫌幸粋€初步了解。專題篇的內(nèi)容是當前先進制造技術研究的熱點，代表當前最先進的制造技術和發(fā)展動態(tài)，其中圖1中列出了具有代表性的8個專題，目的是讓學生對先進制造技術從縱向?qū)用嫔嫌休^深刻的理解。實踐篇是根據(jù)實驗室的設備狀況，從硬件和軟件2個方面為學生提供實踐的機會。軟件層面上的實踐是讓學生掌握Delcam（CopyCAD，PowerInspect，PowerMill）和MasterCAM軟件的基本功能和操作技術；硬件層面上的實踐包括三維測量及快速成型加工、特種加工以及加工中心實驗內(nèi)容。通過實踐教學加深學生對先進制造技術的直觀印象與了解，提高學生先進制造技術的實踐能力。

圖1 “先進制造技術專論”課程的教學內(nèi)容

二、師資隊伍的建設

先進制造技術是一種動態(tài)技術，它需要不斷吸收其他學科的新技術以確保其先進性。因此，“先進制造技術專論”課程是一門動態(tài)的課程，其教學內(nèi)容與重點會隨著相關支撐技術的進步而發(fā)展。有些高校開設的“先進制造技術專論”課程的教學內(nèi)容還有許多是10年甚至是20年前的技術，致使學生學到的知識不先進，與目前科學技術發(fā)展的前沿脫節(jié)。筆者認為導致這一現(xiàn)象的原因是有些高校的“先進制造技術專論”課程教師既沒有從事過先進制造技術的科學研究，又沒有與相關企業(yè)開展過科研合作，自己對先進制造技術方面的知識掌握程度一知半解，這是其教學效果差的主要原因。在以往的課程教學中，多數(shù)情況是一名主講教師完成整個課程的教學工作，即使該主講教師是從事先進制造技術研究的，但其研究領域或研究方向也具有一定的局限性。

因此，為了使學生在更深層次上掌握本門課程中每一個專題研究的先進性和前沿性，筆者聘請若干相關專業(yè)的教師以講座的形式給學生作專題報告，所講內(nèi)容基本就是教師的研究領域，這樣本課程的教學工作就不是由一名主講教師完成，而是由一個教師團隊完成。他們可以結合自己的科研經(jīng)歷和科研項目介紹與課程內(nèi)容相關的知識。比如有些教師是專門從事納米研究的，并主持國家自然科學基金等多個科研項目，聘請該教師結合自己的科研項目來給學生作納米加工技術的講座，教師通過理論聯(lián)系實際的演講，使學生既學到知識、開闊了視野，又領略了大師的風采，讓學生的學習熱情高漲，提高了與教師討論問題的積極性，取得了非常好的教學效果。教學實踐表明，當教師在結合自己的親身經(jīng)歷介紹課程的相關技術和理論時，學生容易產(chǎn)生身臨其境的感覺，不僅容易接受所學到的知識，還會留下深刻的印象，取得良好的教學效果。

三、教學方法的改革

根據(jù)教學內(nèi)容的不同，筆者采用傳統(tǒng)教學方法、項目導向式教學方法、討論式教學方法相結合的教學方式，并對部分教學內(nèi)容采用雙語式教學?；A篇的教學以傳統(tǒng)教學方法為主，實踐篇則采用項目導向式教學方法，專題篇采用討論式教學和雙語教學方法。

基礎篇內(nèi)容較多、信息量大，是對本課程整個知識體系的完整介紹，所以不適于采用項目式和討論式教學方法，而應采用以講授為主的多媒體教學方法。

實踐篇涉及的先進制造實驗室的設備都是單套設備，在以往的教學過程中采用示范性實驗教學方法，使學生印象不深。為提高教學質(zhì)量，筆者采用項目式教學方法開展教學活動，并將實踐教學內(nèi)容整合成如下3個項目。項目1：利用CAD軟件設計一個零件，使用MasterCAM進行加工路徑規(guī)劃和加工仿真，生成可加工的后處理文件（G代碼），然后在加工中心用數(shù)控機床將零件加工出來。項目2：使用三坐標測量儀對現(xiàn)有的零件進行三維掃描，應用反求工程軟件對掃描結果數(shù)據(jù)進行處理、建模，生成STL文件，然后應用快速成型軟件，生成后處理文件，最后利用快速成型機加工出三維實體模型。項目3：任選一種特種加工方法，經(jīng)過學生實際操作，加工出一個簡單的零件。對于每一個項目，教師都要先做演示性實驗，然后要求學生以組為單位親自完成每個項目的實驗，同時實驗室在規(guī)定的期限內(nèi)，對每位學生全天開放，學生根據(jù)自己的時間安排完成實驗項目。

在專題篇中，首先教師作專題報告，其次學生就本專題中感興趣的內(nèi)容進行提問，最后教師針對學生提出的問題組織學生進行討論。通過這種方式的教學，使得學生的學習興趣高漲、課堂氣氛活躍，教學實踐證明取得了良好的教學效果。

由于世界范圍內(nèi)先進制造技術的不斷發(fā)展和更新，“先進制造技術專論”課程內(nèi)容具有動態(tài)、開放和國際化的特點。因此，在教學中采用雙語模式的教學，可使學生掌握大量有關先進制造技術方面的英文術語和知識，并有利于學生查閱英文參考資料、跟蹤先進制造技術發(fā)展的最新動態(tài)［3］。工程碩士專業(yè)學位研究生相對于本科生來說，具有更好的英語語言基礎，為本課程的雙語教學的實行提供了良好的條件。根據(jù)本課程課時的安排，如果全部內(nèi)容都采用雙語教學，會影響教學的進度，不僅不能很好地完成教學大綱規(guī)定的教學內(nèi)容，而且還會由于某些章節(jié)理論深度的限制，使得學生不能很好地理解課程的教學內(nèi)容，從而也會影響教學質(zhì)量。因此，筆者認為本課程應實行部分內(nèi)容的雙語教學，基礎篇和實踐篇的教學采用母語教學，專題篇的教學采用雙語教學。開展專題篇教學的教師多在國外期刊發(fā)表過英語學術論文，并多次參加過國際學術會議，具有良好的英語教學能力。另外，專題篇的教學內(nèi)容具有前沿性和國際化的特點，比較適于作為雙語教學的內(nèi)容。多年的教學實踐表明，學生普遍反映良好，大大提高了學生的專業(yè)英語水平，為工程碩士專業(yè)學位研究生參加國際學術交流會議奠定了專業(yè)英語基礎。

四、考核方式的改革

課程考核方式在很大程度上是學生學習方向和學習動力的指揮棒。多數(shù)高校在“先進制造技術專論”課程的考核方式上仍采用考卷式的考核方法。這種方法在一定程度上可以反映學生對先進制造技術相關概念和理論的了解與掌握程度，但是不能反映出學生運用先進制造技術知識分析和解決具體問題的能力，不利于調(diào)動學生的學習積極性［4］。而成績評定是工程碩士專業(yè)學位研究生教學過程中一個重要的教學環(huán)節(jié)，是檢驗教師教學效果的重要手段。因此，筆者認為工程碩士專業(yè)學位研究生課程考核方式的改革，應使考核方式靈活多樣，考核的重點是考核學生對專業(yè)知識的領悟能力和應用能力，考核的內(nèi)容包括以下4部分：書面論文、英文翻譯、專題演講和實驗項目。

書面論文：要求學生結合自己的研究方向，寫1篇和先進制造技術相關的科技論文。主要考核學生對本課程知識的理解與運用先進制造技術分析和解決具體問題的能力。

英文翻譯：要求將學生所寫論文翻譯成英文，考核學生的學術論文的英文寫作水平以及對課程中的專業(yè)英語詞匯的掌握情況。

專題演講：在課程教授過程中大部分學生已經(jīng)確定了研究方向，已經(jīng)進入實質(zhì)性的研究階段，并取得了初步的實驗研究成果。因此，教師針對這種情況，讓學生結合本課程的研究內(nèi)容，在課堂上對前期的研究工作作專題演講，目的是考察學生的交流能力。

實驗項目：考核學生實際動手和解決實際問題的能力。教師通過抽簽的方式，決定學生需要考核的實驗項目，并根據(jù)學生完成實驗項目的情況給出學生的成績。這主要是考察學生運用CAD／CAM軟件的能力和動手操作的能力。

教學實踐表明，上述考核方式獲得了較好的教學效果，有利于提高學生的綜合素質(zhì)、自主學習能力和創(chuàng)新能力。

綜上所述，本文對“先進制造技術專論”課程體系進行了改革，提高了課程的教學質(zhì)量。學生普遍反應，通過本門課程的學習，不僅學習了專業(yè)知識、領略了專題教師的風采、更深入地了解了先進制造技術，而且還提高了專業(yè)英語寫作和交流的能力以及實踐動手能力。

［1］蘇純，周敏.“先進制造技術”課程多媒體輔助雙語教學的實踐與探索［J］.常州工學院學報，2005（4）：79-81.

［2］葛英飛.面向應用型本科的“先進制造技術”課程建設與教學改革實踐與探討［J］.科技信息，2008（26）：61-63.

［3］水恒華，李舒連，張亮.“先進制造技術”實踐教學的幾點改進［J］.中國電力教育，2009（14）：137-139.

［4］劉梅，鐘佩思，鄒蓉.“先進制造技術”課程群實驗教學方法研究［J］.實驗室研究與探索，2008（10）：128-131.