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交流学习
全国高等院校金工学会青岛年会资料(2)
2012-03-05 15:32  

工程材料及机械制造基础课程发展

调研报告总结

工程材料及机械制造基础课指组

尽管在国家“六五”至“八五”15年间(1981-1995年),全国金工同仁经过不懈努力,使金工系列课程改革与金工实习基地建设有所进展,但无论是实践教学,还是课堂理论教学,由于国家缺乏基本的经费投入,教学基础设施基本没有改变,这就使得教学改革停留在常规制造领域范畴,无论是教学内容、教学体系和和教学方法,都没有取得根本性的突破(参看1995年修订版教学基本要求)。从本系列课程的实质性进展看,使实践教学基地建设和系列课程改革驶入快车道的,是教育部世界银行贷款高等教育发展项目的启动和正确实施。1997年,世界银行贷款工程训练中心项目的立项、中心建设目标与设备配备方案的完成,以及教育部对所确定的11所重点大学的工程训练中心进行大力度投资,这就为全面加速课程改革与基地建设创造了优异的起步条件。而国家高度重视高等教育战略发展所带来的重大机遇,大大激发了本领域全体教师的主人翁态度和追求卓越的创造精神。而几乎在同时实施的211工程项目,继后实施的985工程项目和连续多年的本科教学水平评估所进一步创造的条件和环境,使本领域的课程改革从工程实践教学基地的大跨度变革开始,逐步深入到系列课程建设、教材建设、师资队伍建设、教育技术建设和教学管理等各个层面。

一、课程发展现状

()工程实践教学现状

从“九五”期间开始,工程实践教学正沐浴着一场春风春雨。全国金工领域的同行紧紧抓住这一十分难得的机遇,奋力拼搏,将常规的金工实习转化为现代工程实践教学。

 现代工程实践教学具有以下主要特征:

 1)实践教学理念:重视对工程实践能力、综合素质和创新精神的培养。    体现在教学目标上:学习工艺知识,增强工程实践能力,提高综合素质(包括工程素质),培养创新精神和创新能力。

 以上教学目标,既具有实践性,又具有先进性和前瞻性,很快得到全国同行的认可,并写入课程教学基本要求。

 2)实践教学基础设施:由于常规设备及工艺方法所内具的知识和技术,以及可训练性强、设备造价低等主要特色,绝大多数学校仍然精选、保留了机械制造中常用的设备和工艺方法。但是,基于大工程背景的先进制造设备和制造方法已向工程实践教学大规模涌流。引入的典型先进设备有:数控冲压机床、消失模铸造系统;数控车床、数控铣床、数控雕刻机、加工中心、快速原型制造机床、电火花成形与穿孔加工机床、数控线切割加工机床、激光加工机床、超声波加工机床、电子表面贴装系统等。

现代工程实践教学并不满足于机械制造,有部分学校的教学基础设施还扩展到电工、电子,以及物流、医学、环保和管理等领域,使其成为基于大工程背景,服务于全校的超级实践教学基础平台。

3)实践教学体系

实践教学理念的发展和教学基础设施的变革,使教学内涵发生了实质性的变化。综合训练和创新实践训练己经成为我国工程实践教学中的重要组成部分。清华大学由金工实习和电子工艺实习发展到集工程基础训练、先进技术训练、创新实践训练和综合素质训练为一体,以模块式选课为基本特征,立足清华、服务北京、面向全国的工程实践教学体系;发展出三师型(教师、工程师、实验师)的师资队伍和五结合(教学、科研、生产、培训、与企业合作)的可持续发展机制。

我国其他一批高校的工程训练中心根据各校自己的历史发展和育人目标,在实践

教学体系中都有所创新。

4)实践教学方法:由师傅带徒弟式的训练发展到渗透启发式并与现代教育技术密切结合的训练;由机械制造工艺方法的简单训练逐步发展到与创新思维能力培养紧密结合的综合性训练。

5)实践教学对象:由机械类和近机械类逐步扩展到经济管理、工业工程、医学、建筑、美术和人文社会学科,使之成为理工与人文社会学科交叉与融合的重要结合点;由本科一、二年级训练逐步扩展到高年级训练;由接纳本校学生逐步扩展到兄弟院校,实现了地区、甚至跨地区的优质教学资源共享。

6)实践教学管理:实践教学规模的扩大,内涵的增加,教学对象的拓展,使教学方案多样化,教学管理工作随之复杂化。每批进入实践教学的学生数量由大批量、中批量转变为中批量和小批量。要完成同样的教学工作量必须投入更多的师资,付出更多的管理代价。但也发现,教学管理的确可以见到效益。

7)注重软实力的发展:工程实践教学不仅注重教学基础设施等硬实力的发展,而且开始注重高级制造软件、教学管理、教学环境等软实力的建设,并密切关注发展中存在的问题和实现可持续发展。

这一阶段,是我国高等学校工程实践教学飞速发展的阶段。工程实践教学在我国高等工程教育中的地位和作用日益清楚地展现出来。

()课堂理论教学发展现状

工程材料与机械制造基础系列课程也称金工系列课程,内容涉及机械制造实习(工程训练或金工实习);创新训练;机械工程材料;材料成形工艺基础(热);机械制造工艺基础(冷)等五个主要部分。该系列课程是我国工科院校最重要的技术基础课之一,具有知识面宽,受益面大,理论与实践密切结合,实践性、创新性强,要求会动手、能操作等特点,是工科学生素质培养、能力提高、加强通识,衔接社会,实现宽口径专业教育的重要教学环节之一。课堂理论教学主要涉及机械工程材料、材料成形工艺基础和机械制造工艺基础。

由于材料科学的发展,金属材料课程由机械工程材料所替代;材料成形技术和现代加工技术的发展,也使热加工工艺课程转变为材料成形工艺基础课程,机械加工工艺基础课程转变为机械制造工艺基础课程。

以上理论教学课程发展到现阶段,其内涵基本跟上了当代科学技术的发展,实现了与国内外制造领域的主流技术接轨。

二、调研报告分析

针对工程实践教学基地建设和课程建设的核心内涵,这次全国性的课程战略调研,主要集中在课程建设、教材建设、训练中心建设和安全保障体系建设4个方面。目的是进一步了解本系列课程建设所取得的进展和存在的主要问题,以利于今后若干年的健康发展,在育人中发挥出更大的作用。

  (一)课程调研

 根据教育部机械基础课程教学指导分委员会金工课程教学指导组(简称金工上课指组)的工作安排,从2007年S月起,历时8个月,针对“十一五”期间《工程材料与机械制造基础》(也称金工)系列课程的建设情况在全国进行了问卷调查,共收回样本51份,涉及51所本科高校。

 课程改革成果:

 1.从宏观看,近10多年的教育教学改革,使我国的工程实践教学基地硬件和软件条件发生了革命性的变化。新原理、新材料、新技术、新工艺、新设备成为工程实践教学的重要组成部分,有力地推进着工程实践和理论教学课程的深化改革。

 2.工程实践教学课程的内涵、体系,综合性与设计性训练、师资队伍建设各优质教学资源共享等方面取得重大进展。

 3.工程实践教学面向高校最大量的学生,并逐步扩散到理科、经济管理、医学、文科和其他社会学科,为实现大学本科的培养目标起着重要作用。

 4.在实践基础上的课堂理论教学已成为不可缺少的重要组成部分。我国要从制造大国向制造强国过渡,必须重视制造工艺领域的系列理论课程建设。

 5.有一批高林的丁程训续中心拥有某尽封学蜘织.该就当课程建沿不断如得新的进展准备了基础条件,也体现出人的因素第一。

 课程存在问题:

下面存在的比较普遍性问题,有可能影响实践教学和理论教学的质量,希望引起有关领导的密切关注:

1.在课程建设中,部分学校只有实践类课程,而忽略了与其密切相关联的工艺理论课程。或者编制在院系、’讲授工艺理论课程的教师不参与实践教学,因此很可能不了解目前实践教学的内涵与发展过程。

2.训练中心缺乏类似金工教研室那样的基层教学组织二这可能导致实践教学师资队伍的整体水平和教学水平难以提高。同时也会影响到训练中心教育教学功能的有效发挥以及优质实践教学资源的高效率利用。

3.由于学校的资金投入严重不足,有部分工程训练中心,其工程实践教学的内涵基本处于原金工实习的水平,基本没有或很少有先进技术装备与先进的工艺方法,很难适应我国建立创新型国家的人才需求,对学生毕业后的就业也将产生负面影响。

 ()教材调研

 为全面了解教材建设情况,从2007年5月开始,先后通过全国金工课指组成员,以及各大区和有关省市金工教学研究会和互联网,向国内承担金工教材建设的学校和编者下发了问卷调查表。截止2007年12月底,共收回调查样本32份,涉及学校26所,编者100余人。

 教材改革成果:

 1.金工系列教材建设取得长足进步,“十一五”期间国家级规划教材比“十五”期间数量上增长了10倍。获评一批省、市和校级精品教材或优秀教材。教材种类与数量的快速增加,一方面反映出该课程涉及知识的广泛性和多学科性,也反映出不同院校的专业特色与侧重点。

2.教材编写的目的从晋升职称和填补学校空白逐渐向精品教材和提高教学质量转变,更多的体现了新材料、新技术、新标准、新内容,以及新的教改成果。与此同时,教材建设开始考虑向立体化和与国际接轨发展。

3.与实践教学有关的教材得到进一步重视和发展,其种类大幅度增加。

 4.教材建设对金工课程建设和工程训练基地建设作用在不断加强,对课程和基地建设起到了重要的支撑作用。

 5.金工教材的学科交叉与融合特点得到进一步的认可与增强,己成为金工教材的一大特色。

 6.课指组制定的教学基本要求和课程改革指南得到大多数编者的尊重与重视,不少编者在编写教材时都以教学基本要求和指南作为参考准则。

7.教材编写队伍中,有博士与硕士学历的编者达到80%,这对发展编写队伍、改变知识结构、提高教材质量具有积极意义。

教材存在问题:

1.教材编写中较普遍存在容忍抄袭现象,这值得出版单位与编者高度重视,并加以规范。从长远计,无论是编者还是出版社,都要进一步增强版权、著作权和知识产权的法制观念,以利于编者队伍的健康成长和教材建设的健康发展。

2.无论是编者、审者,还是出版社,整个队伍都处于转型状态,这导致教材质量存在问题,也比较缺少特色。因此,在增强教材编写责任感的同时,需要尽快提高编者的学术水平。

3.金工系列教材的数量仍将大幅增加。从教材建设的整体看,教材建设发展的重点不在数量,而在于质量与特色。

()训练中心建设调研

    教育部财政部的质量工程中对加强实践性教学环节,提高大学人才培养质量提出了新的要求。高等学校比较普遍加大了实践教学基地的建设力度,特别是加强了工程训练中心的建设。本次调查的目的是为全面了解全国普通高等学校工程训练中心的现状,探索训练中心的管理体制和建设规范,训练中心在人刁‘培养中的作用,以及与金工系列课程的联系,旨在推进和完善训练中心的内涵建设,促进其可持续发展,进一步提高实践教学质量。

 训练中心建设成果:

 1.管理体制得到进一步理顺:绝大多数的工程训练中心,是在金工实习的基础上发展起来的。在成立工程训练中心之前,主要由高校的相关校办企业管理。在成立工程训练中心时,考虑到面向全校学生,因此转变成主要由学校或相关学院进行管理。

 2.初步体现大工程背景:由于经费的增加和建筑面积的扩大,使训练中心的内涵发生了本质变化。训练中心不仅大量增加了机械制造领域的新原理、新材料、新技术、新工艺和新设备,而且有一批学校将训练内涵扩展到电工、电子、物流、医学和环保等领域。

3.发展了综一合训练和创新实践训练:在保证基础性工程训练的同时,针对培养创新型人才和复合型人才,加强了综合训练和创新实践训练,成为学校的综合性创新平台,积极参与国家和省、市级各种赛事,并取得优异成绩。

4.在重视发展硬实力的同时,注重发展CAD/CAM系列高级制造软件、教学管理和教学环境等软实力建设。

5.在社会实践环境不断恶化的情况下,训练中心通过实践教学环境的改革,在一定程度上承担了部分社会企业应承担的见习与实习功能。

 训练中心建设存在问题:

1.教学基层组织,对课程改革、教材建设和提高教学质量起着十分重要的作用,而大部分工程训练中心,没有建设类似金工教研室那样的基层教学组织。因此,教学基层组织的建设是今后中心发展中的重大问题。

2.在上程实践教学的基地建设中,过一于注重先进制造技术中的数控加土,而轻视、甚至忽略了材料成形的基本技术实践与先进技术实践。

3.有部分工程训练中心,教授、副教授不参与一线的实践教学指导工作。这不仅会影响实践教学质量,而且会影响实践教学基地建设的水平。

4.教学资源的丰富、教学内涵的增加,与实践教学时间的紧缩成为主要矛盾。建议适当增加工程实践教学环节的时间,以进一步提高实践教学质量。

5.中心教师队伍建设缺少高水平教学带头人,以及实践教师编制问题等。

()安全保障体系建设调研

探索建立健全工程训练安全保障体系,是本届教育部机械基础课程教学指导分委员会金工课指组的重要工作。根据金工课指组的工作部署,针对我国工程训练中心的实际情况,从2007年5月起,课指组对全国高校工程训练中心安全保障体系的基本情况进行现状调查。其内容包括:安全保障体系现状、安全教育体系现状、安全保护装置使用情况,以及对工程训练安全保障体系建设的意见和建议。

安全保障体系建设取得成果:

1.训练中心及其主管部门的各级领导均重视安全教育,普遍建立了安全教育体系,重视培养学生的安全意识。100%的训练中心有安全教育环节,70%以上的训练中心建立了中心一车间一工种三级安全教育机制。

2.训练中心对事故的危害性有清醒认识,重视安全隐患的查找与排除,对己发生事故能进行科学分析、吸取教训,普遍建立了行之有效的安全管理制度。

3.训练中心在建立安全制度的基础上,加强了配备设备安全保护装置等技术措施,降低了设备误操作的概率,部分学校还制订了事故应急处理措施。

安全保障体系建设存在问题:

1.需要进一步加强安全意识和安全责任。总体看,几乎所有的训练中心没有不重视实习安全的。但在实际上,安全措施的到位,安全制度的实施,仍然存在一定的差距,需要尽快改进。

 2.缺乏安全保障体系建立的经费。训练中心管理目标和具体措施上,应该保障不出安全事故。但工程训练本身处于工程环境中,实际上的安全隐患甚多,有时防不胜防。再加上参与实习的学生体量很大,其身体状况,对新设备的接受情况,对突发事件的反应情况等非常复杂,这就使得事故的发生存在一定的几率。因此,安全保障体系的建立,学校需要提供一定的经费。

三、总结与建议

从调研的总体情况看,金工系列课程调研所涉及的层面比较复杂。它既包括实践类和理论类课程建设,又包括教材建设、实践教学基地和安全保障体系建设,而基地建设与课程建设又具有很大的相关性。这也体现出金工系列课程建设的难度和特殊性。

无论是系列课程建设、教材建设、基地建设,还是安全保障体系的建设,在国家“九五”、“十五”和“十一五”期间,由于国家和学校的重视,以及全国教师的共同努力,都取得了重要成果,全面提高了教学质量。但由于我国的幅员辽阔,各地区的经济、教育发展很不平衡,因此,在不同地区、不同类型院校之间,不但存在差异,有时差异还很大。这就需要政府领导部门和学校领导对现存的问题予以密切关注,并制订相应的解决办法,使那些没有达到教学基本要求的单位尽快达到要求,以培养出符合我国高等教育培养要求的人才。

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