機(jī)械制造及自動化課組課程體系現(xiàn)狀

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摘要：針對機(jī)械制造及其自動化專業(yè)的特點，探討了國內(nèi)外重點高校專業(yè)課程設(shè)置情況及特點，分析了我校在機(jī)械制造及其自動化專業(yè)模塊課程體系設(shè)置中存在的問題，為機(jī)械制造及其自動化專業(yè)課組課程內(nèi)容優(yōu)化提供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造及其自動化；專業(yè)模塊課程；課程體系優(yōu)化

一、引言

該專業(yè)方向主要包括機(jī)械制造工程學(xué)I、機(jī)械制造工程學(xué)II、制造裝備及自動化、數(shù)控技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、精密與特種加工、模具設(shè)計與制造、虛擬制造、機(jī)電裝備綠色設(shè)計與制造、虛擬制造和生產(chǎn)過程質(zhì)量控制等課程，主要培養(yǎng)從事機(jī)械制造技術(shù)及工藝裝備、自動化技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域的設(shè)計、制造、試驗的高級工程技術(shù)人才。目前我校機(jī)械制造及其自動化專業(yè)主要研究方向包括智能制造、計算機(jī)集成制造與虛擬制造、3D打印、精密與特種加工等。

二、國內(nèi)外現(xiàn)狀分析

對于本科生培養(yǎng)來說，國內(nèi)外的學(xué)校大部分都是按照機(jī)械工程方向進(jìn)行培養(yǎng)，沒有進(jìn)行詳細(xì)的專業(yè)劃分，只是在大三、大四時設(shè)置專業(yè)模塊課程，從而進(jìn)行有針對性的培養(yǎng)。國外知名高校對于專業(yè)模塊課程的設(shè)置十分重視，課程的選擇注重系統(tǒng)性、先進(jìn)性和實用性。國內(nèi)重點高校，如清華大學(xué)、浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、吉林大學(xué)、天津大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)、大連理工大學(xué)等，也十分重視專業(yè)模塊課程的設(shè)置，各高校均結(jié)合自身行業(yè)特色和優(yōu)勢來選擇專業(yè)模塊課程。通過對清華大學(xué)相關(guān)專業(yè)的課程體系進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：其專業(yè)課程主要由四大類構(gòu)成，包括傳統(tǒng)機(jī)械制造類課程、先進(jìn)制造技術(shù)類課程、制造自動化類課程、管理及信息化類課程。其中，傳統(tǒng)機(jī)械制造類課程包括機(jī)械制造工藝學(xué)、互換性與技術(shù)測量、制造裝備設(shè)計、材料加工原理等機(jī)械制造專業(yè)的基本知識；先進(jìn)制造技術(shù)類課程包括激光加工概論、精密與特種加工、微納制造導(dǎo)論；制造自動化類課程包括機(jī)器人學(xué)，以講解數(shù)控技術(shù)、自動化控制、機(jī)器人原理與應(yīng)用為主；管理及信息化類課程包括制造過程信息管理系統(tǒng)。可見，清華大學(xué)從傳統(tǒng)機(jī)械制造專業(yè)的基本知識到先進(jìn)制造、自動化、信息化課程的設(shè)置基本上滿足了現(xiàn)在制造技術(shù)發(fā)展及企業(yè)對本科生知識體系的要求。此外，通過對浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、吉林大學(xué)、天津大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)、大連理工大學(xué)等傳統(tǒng)工科學(xué)校機(jī)械制造方向本科生培養(yǎng)方案的調(diào)研，各大高校都把專業(yè)課程分成了多個模塊方向。所有院校都開設(shè)了傳統(tǒng)機(jī)械制造類課程，課程名稱稍有不同，包括機(jī)械制造工藝學(xué)或機(jī)械制造基礎(chǔ)、互換性與技術(shù)測量、制造裝備設(shè)計或制造裝備及自動化、材料加工或成型原理等機(jī)械制造專業(yè)的基本知識。對于先進(jìn)制造技術(shù)類課程、制造自動化類課程、管理及信息化類課程、特殊行業(yè)制造類課程，各大高校根據(jù)其特點和優(yōu)勢以及學(xué)生的主要就業(yè)方向開設(shè)了相關(guān)的課程，但基本上都涵蓋了先進(jìn)制造、制造自動化等方向。隨著市場環(huán)境的變化和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，美國提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”計劃、德國推出了“工業(yè)4.0”計劃、中國也提出了“中國制造2025”計劃，這就對國內(nèi)高校機(jī)械專業(yè)提出了新的要求，其專業(yè)課程的設(shè)置需求也發(fā)生了變化，目前各個高校都在積極地尋找對策以適應(yīng)該變化。

三、校內(nèi)現(xiàn)狀

中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院2016版本科培養(yǎng)方案中也設(shè)置了專業(yè)模塊課程，其中機(jī)械制造及其自動化模塊課組包括了先進(jìn)制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和制造裝備及其自動化等課程。其中，先進(jìn)制造技術(shù)的課程目標(biāo)為，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵、技術(shù)構(gòu)成及特點，掌握現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計技術(shù)、現(xiàn)代工藝規(guī)劃技術(shù)、計算機(jī)輔助制造技術(shù)和現(xiàn)代生產(chǎn)管理模式，熟悉柔性制造與智能制造系統(tǒng)，了解快速成型制造技術(shù)及特種加工技術(shù)，具有綜合運用各種先進(jìn)制造技術(shù)和現(xiàn)代管理系統(tǒng)對企業(yè)制造系統(tǒng)中的工程問題進(jìn)行分析和解決的能力，并有一定的國際視野和跨文化交流能力，達(dá)到所學(xué)專業(yè)對畢業(yè)生知識結(jié)構(gòu)要求和解決復(fù)雜機(jī)械工程問題能力要求的培養(yǎng)目標(biāo)。數(shù)控技術(shù)的課程目標(biāo)為，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解數(shù)控機(jī)床的工作原理、基本組成，掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的基本理論知識；掌握數(shù)控加工方法；具備編制數(shù)控加工程序的基本能力，具有綜合運用所學(xué)知識的能力，正確操作數(shù)控機(jī)床的技能；掌握數(shù)控加工程序編制，了解伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)原理，了解與本課程有關(guān)的機(jī)電一體化新技術(shù)及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢，培養(yǎng)學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的綜合素質(zhì)，為將來從事機(jī)械工程領(lǐng)域的工程設(shè)計與開發(fā)打好必要的基礎(chǔ)，達(dá)到所學(xué)專業(yè)對畢業(yè)生知識結(jié)構(gòu)要求和解決工程問題能力要求的培養(yǎng)目標(biāo)。制造裝備及自動化的課程目標(biāo)為，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解制造裝備及自動化科學(xué)的總體知識結(jié)構(gòu)，金屬切削機(jī)床總體設(shè)計及主傳動系、進(jìn)給傳動系設(shè)計，機(jī)床夾具的類型與組成設(shè)計、典型機(jī)床夾具，工業(yè)機(jī)器人設(shè)計、物料運儲裝備設(shè)計、機(jī)械加工/裝配等生產(chǎn)線總體設(shè)計；掌握機(jī)械制造裝備設(shè)計的基本知識、基礎(chǔ)理論和設(shè)計方法，以及先進(jìn)的機(jī)械制造裝備設(shè)計原理和現(xiàn)代設(shè)計法的理論和方法，初步具備機(jī)械制造裝備總體設(shè)計和部件設(shè)計的能力。達(dá)到所學(xué)專業(yè)對畢業(yè)生知識結(jié)構(gòu)要求和解決實際工程問題能力要求的培養(yǎng)目標(biāo)。就其課程目標(biāo)和內(nèi)容而言，目前存在如下問題。

（一）課程內(nèi)容存在交叉

隨著教學(xué)內(nèi)容的拆分與合并，不同課程之間的教學(xué)內(nèi)容存在交叉問題，而任課老師之間缺少溝通，再加上教學(xué)習(xí)慣問題，導(dǎo)致學(xué)生重復(fù)學(xué)習(xí)。隨著學(xué)時的壓縮，課程內(nèi)容的合理分配尤為重要。

（二）課程內(nèi)容需要更新

隨著計算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、自動控制理論、機(jī)器人技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)、CIM技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等在內(nèi)的信息自動化技術(shù)的迅猛發(fā)展，為先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了更多的智能技術(shù)。目前的課程體系還是延續(xù)之前的內(nèi)容，新的知識點沒有更新，因此，需要系統(tǒng)地整合優(yōu)化。

四、研究意義和應(yīng)用前景

市場環(huán)境的變化和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為學(xué)生培養(yǎng)帶來了新的挑戰(zhàn)，對國內(nèi)外專業(yè)模塊課程設(shè)置情況進(jìn)行調(diào)研，并對我校我院機(jī)械制造及自動化課組課程設(shè)置中存在的問題進(jìn)行分析，找出主要問題和差距，整合優(yōu)化課程資源、構(gòu)建適應(yīng)“中國制造2025”戰(zhàn)略的培養(yǎng)方案和課程大綱，對于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。

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作者：劉新華 楊海峰 單位：中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院