机械制造技术基础课程建设成果总结

《机械制造技术基础》课程建设成果总结

为适应国家与区域社会和谐发展的新需求、满足学科及科研交叉扩展发展的新规律，华南理工大学于1995年在国内率先进行高等工程教育改革，进行宽口径机械专业人才培养模式的办学：将机械制造、铸造、锻压、焊接、热处理合并为“机械工程及自动化”专业。

项目组根据新型工业体系发展迫切需求、结合国际工程教育发展规律、在学校大学科专业与科研发展的实际要求下，对机械制造过程中的机床、刀具、夹具、工艺及切削理论等内容进行了整合优化，缩减了学时，于2001年在国内率先出版了《机械制造技术基础》中文版国家规划教材，且得到良好的普及应用。迄今，全国有46所教育机构、大专院校选用该教材，发行量超过3万册。

与此同时，项目组结合广东省家电、汽车、模具等优势制造行业与学校产学研合作对创新型和实践技能型人才的迫切需求，对教学实践环节进行大胆革新：以制造工艺为主线，融合切削变形测量、切削力测量、刀具角度测量、加工精度测量与加工误差统计分析、创新机构自主设计与制造等若干模块化实验，构建了综合性的课程创新实验平台——机械工程实验分中心，面向教学－科研－学生研究计划—课程创新竞赛等服务。该平台是“工程训练国家实验教学示范中心”的核心部分，对机械类学生实践创新能力的培养起着极大的促进作用。

面对中国普通高等教育改革的日趋世界化，项目组于2002年率先在全校试行双语教学。在已有优质中文教材基础上，项目组与英国剑桥大学合作，编写出版了面向双语教学的优质英文教材《Fundamentals of machine manufacturing technology》；同时加强与世界知名高校的教学合作，如与澳大利亚昆士兰大学举办“3+2”本-硕学位联合培养试点班；定期邀请昆士兰大学、剑桥大学教师给本科生进行短期授课或开办课程讲座等。

近年来，项目组不断深化课程教学改革，积极探索新的教学方法与手段，编写了多媒体网络课件，建立了电子资源库，形成了从理论学习到实践训练、从课堂教学到网络自习、从知识继承到知识创新的全方位、立体化教学模式，使课程建设取得了显著成效：2005年，《机械制造技术基础》被评为国家级精品课程，2007年被评为全国首批国家级双语教学示范课程，2008年“机械工程及自动化”专业被评为国家级特色专业及广东省名牌专业。课程建设成果具体体现在如下几个方面：

（1）课程内容与体系的建设

项目组根据国家和社会发展重大战略需求、学科扩展渗透及交叉融合的发展规律及国际大工程教育的发展趋势，确立宽口径专业改革的人才培养目标、知识结构要求及课程体系的改革方案。对我校“机械工程及自动化”、“机械电子工程”、“材料工程”等专业主干学科基础课程的教学内容进行了分析，决定将原来机械制造专业的六门专业课（金属切削原理，刀具设计，机床概论，机床设计，机制工艺学，夹具设计原理）整合优化、有机重构成为一门《机械制造技术基础》，并将该课程定位为学科基础课，做到基础扎实、重点突出，结构紧凑，内容先进。项目组根据新的课程内容与体系，于2001年编写出版了与课程相配套的中文教材“机械制造技术基础”。该教材自出版以来，被国家教育部评选为“高等教育面向21世纪课程教材”，2006年该教材入选国家“十一五”规划教材。至今已重印4次，发行量超过3万册，受到广大教师学生的欢迎。根据出版社统计，全国选用本教材、直接向出版社订购的本科院校就有华南理工大学、吉林大学、湖南大学、上海理工大学、江苏大学等46所，反映该教材具有较大的影响面和较强的辐射作用，被使用学校、同行专家认为“是一本高质量教材”（湛江海洋大学）、“是一本难得的好教材”（北京理工大学庞思勤教

授）和“难得的教学参考”（广东工业大学魏昕教授），“对推动教学改革、提高教学质量，提高学生素质和能力起到积极的作用”（华南理工大学）。2005年该教材获广东省第五届省级教学成果一等奖。

①课程内容的设置方面

项目组以“重基础、低重心、广知识、少学时、精内容、宽适应”作为课程内容改革的指导思想。“重基础”就是着重基本工程概念，基本原理和基本工程规律，淡化细节，辅之以工程实例分析和实践性教学环节；“低重心”力求课程内容的浅显易懂、易记和易学。“广知识、少学时、精内容”看似矛盾，实则可以统一，课程既要覆盖传统的机械工程冷加工范畴所有的知识点，又要增加先进制造的基本概念与内容，并涵盖机械加工的自动化进程。知识点广而又要“少学时”，内容上就要做到重点突出，选材精练，学时合理分配。“少学时”将过去6门课的总学时数360学时压缩了约80%，减少至62~70学时，为学生腾出更多时间和空间修读选修课提供了可能，对于高素质的人才培养目标起着积极作用。有了“重基础、低重心、广知识、精内容”作为前提，则课程所要达到的终极目标“宽适应”就有了保障。

课程将传统的机械冷加工系统作为讲述对象，进行知识的系统设计与组织，使课程本身具有鲜明的系统性与适用性：机械制造冷加工系统由机床、刀具、夹具、工件和辅助工具构成，整个冷加工系统以零件的制造工艺为主线，以金属切削原理为基础，将机床、刀具、夹具等系统组成要素贯穿于工艺规程的设计中。在课程系统的功能要素中，以加工质量为目标，以制造效率和经济性为约束。其中，机床、刀具、夹具、工件和辅助工具构成了系统的本体要素；加工行为则将各要素组织起来形成了系统的内在结构；完成具有特定质量的特定加工表面则形成系统的功能；加工质量，制造效率和经济性则形成系统的优化

本构关系。而系统的结构或构成系统的每个环节（刀具、机床、夹具、工件等）均为系统的功能和优化目标服务。

②课程体系的构建方面

在保证自身内容适用性、系统性、独立性的基础上，与《机械原理》、《机械零件》等12门系列化、模块化课程一起构成机械工程类的大专业课程体系，同时满足大专业课程体系对机械类学生知识能力结构培养的系统性与完整性要求：包括结构分析能力、强弱电分析能力、典型机构与零件设计能力、工程材料制备与性能分析能力、制造工艺与装备的设计分析能力、机械与电子结合应用的能力。

（2）双语教学改革与双语教学资源建设

《机械制造技术基础》课程是华南理工大学最早进行双语教学改革与试点的课程。双语教学改革前，项目组已进行了双语教学师资力量的培养与储备，如课程负责人曾志新教授，主讲教师刘旺玉副教授，全燕鸣教授等都曾在欧美等英语国家进修过，具备良好的双语教学能力；针对国内同类课程双语教材匮乏的现状，项目组从美国引进了全美机械类专业使用范围最广的原版英文教材，并编写了学习辅导书。由于中美教育体制的差别，同类课程内容差别较大，在学习和总结国外原版教材的编写风格基础上，项目组花大力气、下大工夫组织力量，于2002-2004年完成了《Fundamentals of machine manufacturing technology》编写。该教材既保留了中文教材的编写风格，又在内容上与中文教材保持一致；既继承了优良的课程内容与体系，又方便了教学，受到了学生的好评。该教材2004年被教育部评选为“高等教育面向21世纪课程教材”，在国内有超过21所高校使用，被认为是适合我国国情的双语教学教材。另外，项目组还编写了双语教学课件。目前，双语教学课件已经过多次更新完善，成为

教师授课、学生自学的好帮手。2007年，本课程被教育部评为全国首批“双语教学示范课程”。

在双语教学的改革过程中，项目组积极开展与国外著名高校——英国剑桥大学和澳大利亚昆士兰大学的交流与合作，双方在师资队伍建设、教材建设、课程建设等方面均进行了密切的交流与合作。剑桥大学的Jim Platts先生为双语教材的审阅、定稿作出了极大的贡献。另外，澳大利亚昆士兰大学每学期定期选派副教授以上职称的教师到华南理工大学进行全英语教学。

（3）课程实践性教学环节的建设

“机械制造技术基础”是一门实践性很强的专业技术基础课。无论是金属切削原理的理解与掌握，还是机床、刀具与夹具的设计及应用，或是零件加工工艺与加工质量的分析等均离不开具体对象。根据认知规律，学生在接受工程概念与原理时，需遵循由感性认识到理性认识，再由理性认识指导实践的认知过程。学生学习本课程之前已经有过金工实习的经历，本课程的讲解通过案例分析充分唤醒学生的记忆，达到对感性认识的升华；接着进行基本原理、基本规律的介绍；最后，通过精心设计的一系列实践教学环节完成课程理论知识到实践应用的认知过程。实践性教学环节由以下模块组成：

①通过示教陈列柜方式将全书内容用实物模型表示，采用现场教学。

②利用综合性实验平台，以制造工艺为主线，结合所学基本理论知识，学生可完成验证性实验、概念认知型实验到综合创新型实验，通过制造工艺的主动设计，提高学生实验创新能力。

③紧密结合学校“学生研究计划（SRP）”及本科生导师制、各类企业资助的结构创新设计比赛、国家大学生机械结构设计大赛、国家大学生挑战杯比赛及近年的国家大学生创新性实验计划等环节，将机械类学生的创新型、技能型

训练提前到本科二年级进行，全面提高学生实践能力。

④通过产学研合作基地及学院和项目组与多个企业间建立的良好合作关系，积极引导机械类学生在暑假期间到企业、公司进行实习，如珠海格力电气、深圳中集集团、南海KEE拉链公司、广东新创意专利发展有限公司等，超过30％的学生在二年级结束后都有企业实习经历。

通过该课程的建设，机械工程实验分中心已成为学校创新教育的实践基地和工程训练国家实验教学示范中心的核心部分，每年接待本科生近千人次，由此获得国家、省市及学校各类赛事奖励近百人次。

（4）课程网络环境和教学资源的建设

长期以来，课程组不断致力于教学资源和网络资源的建设，不仅极大地方便了学生自学，而且也使得课堂授课形式更加形象化：如开发了多组三维辅助教学动画库；拍摄了多种切削加工过程的短片；构建了多种类型的工装夹具结构静态图库；完善了实验教学辅助视频等。同时，课程组与美国Autodesk公司合作，在共享平台上丰富了视频资料库。2007年，由课程组开发的《机械制造技术基础》多媒体课件获广东省多媒体软件优秀奖。

目前，课程网站采用了先进的动态网络技术，可实时进行更新，网站提供学习交流平台和教学管理平台，方便了教学。同时不断地开发和丰富网络资源，如更新的课程中英文电子教案、含课程全程授课录象的网络课堂、课程教学大纲、实验指导、考试试题、章节习题、设计案例等已全部上网。由项目组开发的教学资源（三维动画、视频、设计作品）等也全部上网，本着教育服务于全社会的宗旨，课程网站全部免费对外开放，不仅使本校学生受益，也扩大了辐射力和受益面。据统计在网站改版不到半年的时间里，网站访问人数达万计。

（5）课堂教学质量监督与保障体系建设

作为课程建设的主要目标，课堂教学质量监督与保障体系十分重要。项目组十分重视课程教学质量的监督，并通过一系列保障措施实现。课程的课堂教学均由具有副教授以上职称并具有多年教学经验的教师承担，课程组也十分注重对年轻教师的培养。对第一次准备讲授本课程的教师，课程组进行助教、培训、试讲、听课制度，经过考核合格的方能上讲台。除了每学期学校的教学检查、学生评教制度外，课程组每学期定期对学生进行抽查访问，根据学生反馈的意见进行整改。课程网站还开辟了专门的讨论、交流区间供学生反馈意见。（6）课程建设产生的主要标志性成果与特色

①2005年获“国家精品课程”建设。

②2007年获首批“国家双语示范课程”建设。

③中英文版教材入选“国家十一五”规划教材和“面向二十一世纪课程教材”。双语教材，教材建设与课程教学资源建设国内领先。

④形成了完善的课程体系和优化的课程内容，开发的模块化与集成化的实践教学平台，成为工程训练国家实验教学示范中心的核心部分，极大地促进了机械类学生创新型、技能型人才的培养。

⑤形成了良好的产学研合作实训基地及国际化合作教学模式，极大地拓展了学生的知识面与视野。

⑥促进了学科发展，使所在学科成长为广东省名牌专业及国家特色专业。

“路漫漫兮其修远兮，吾将上下而求索”。我们深信，成绩只能代表过去，在课程建设的道路上我们将与时俱进，不断耕耘，努力创新，将课程建设的接力棒一代一代传下去，争创更好的成绩。