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机械制造及自动化课组课程体系现状

2019-10-24 14:59:41

摘要:针对机械制造及其自动化专业的特点,探讨了国内外重点高校专业课程设置情况及特点,分析了我校在机械制造及其自动化专业模块课程体系设置中存在的问题,为机械制造及其自动化专业课组课程内容优化提供参考。

关键词:机械制造及其自动化;专业模块课程;课程体系优化

一、引言

该专业方向主要包括机械制造工程学I、机械制造工程学II、制造装备及自动化、数控技术、先进制造技术、现代集成制造系统、精密与特种加工、模具设计与制造、虚拟制造、机电装备绿色设计与制造、虚拟制造和生产过程质量控制等课程,主要培养从事机械制造技术及工艺装备、自动化技术及应用领域的设计、制造、试验的高级工程技术人才。目前我校机械制造及其自动化专业主要研究方向包括智能制造、计算机集成制造与虚拟制造、3D打印、精密与特种加工等。

二、国内外现状分析

对于本科生培养来说,国内外的学校大部分都是按照机械工程方向进行培养,没有进行详细的专业划分,只是在大三、大四时设置专业模块课程,从而进行有针对性的培养。国外知名高校对于专业模块课程的设置十分重视,课程的选择注重系统性、先进性和实用性。国内重点高校,如清华大学、浙江大学、上海交通大学、华中科技大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学、吉林大学、天津大学、北京航空航天大学、北京理工大学、大连理工大学等,也十分重视专业模块课程的设置,各高校均结合自身行业特色和优势来选择专业模块课程。通过对清华大学相关专业的课程体系进行分析发现:其专业课程主要由四大类构成,包括传统机械制造类课程、先进制造技术类课程、制造自动化类课程、管理及信息化类课程。其中,传统机械制造类课程包括机械制造工艺学、互换性与技术测量、制造装备设计、材料加工原理等机械制造专业的基本知识;先进制造技术类课程包括激光加工概论、精密与特种加工、微纳制造导论;制造自动化类课程包括机器人学,以讲解数控技术、自动化控制、机器人原理与应用为主;管理及信息化类课程包括制造过程信息管理系统。可见,清华大学从传统机械制造专业的基本知识到先进制造、自动化、信息化课程的设置基本上满足了现在制造技术发展及企业对本科生知识体系的要求。此外,通过对浙江大学、上海交通大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学、吉林大学、天津大学、北京航空航天大学、北京理工大学、大连理工大学等传统工科学校机械制造方向本科生培养方案的调研,各大高校都把专业课程分成了多个模块方向。所有院校都开设了传统机械制造类课程,课程名称稍有不同,包括机械制造工艺学或机械制造基础、互换性与技术测量、制造装备设计或制造装备及自动化、材料加工或成型原理等机械制造专业的基本知识。对于先进制造技术类课程、制造自动化类课程、管理及信息化类课程、特殊行业制造类课程,各大高校根据其特点和优势以及学生的主要就业方向开设了相关的课程,但基本上都涵盖了先进制造、制造自动化等方向。随着市场环境的变化和科学技术的发展,美国提出了“互联网+”计划、德国推出了“工业4.0”计划、中国也提出了“中国制造2025”计划,这就对国内高校机械专业提出了新的要求,其专业课程的设置需求也发生了变化,目前各个高校都在积极地寻找对策以适应该变化。

三、校内现状

中国矿业大学机电工程学院2016版本科培养方案中也设置了专业模块课程,其中机械制造及其自动化模块课组包括了先进制造技术、数控技术和制造装备及其自动化等课程。其中,先进制造技术的课程目标为,通过本课程的学习,使学生了解先进制造技术的内涵、技术构成及特点,掌握现代产品开发设计技术、现代工艺规划技术、计算机辅助制造技术和现代生产管理模式,熟悉柔性制造与智能制造系统,了解快速成型制造技术及特种加工技术,具有综合运用各种先进制造技术和现代管理系统对企业制造系统中的工程问题进行分析和解决的能力,并有一定的国际视野和跨文化交流能力,达到所学专业对毕业生知识结构要求和解决复杂机械工程问题能力要求的培养目标。数控技术的课程目标为,通过本课程的学习,使学生了解数控机床的工作原理、基本组成,掌握现代数控技术的基本理论知识;掌握数控加工方法;具备编制数控加工程序的基本能力,具有综合运用所学知识的能力,正确操作数控机床的技能;掌握数控加工程序编制,了解伺服系统、控制系统原理,了解与本课程有关的机电一体化新技术及数控技术的发展趋势,培养学生理论与实践相结合的综合素质,为将来从事机械工程领域的工程设计与开发打好必要的基础,达到所学专业对毕业生知识结构要求和解决工程问题能力要求的培养目标。制造装备及自动化的课程目标为,通过本课程的学习,使学生了解制造装备及自动化科学的总体知识结构,金属切削机床总体设计及主传动系、进给传动系设计,机床夹具的类型与组成设计、典型机床夹具,工业机器人设计、物料运储装备设计、机械加工/装配等生产线总体设计;掌握机械制造装备设计的基本知识、基础理论和设计方法,以及先进的机械制造装备设计原理和现代设计法的理论和方法,初步具备机械制造装备总体设计和部件设计的能力。达到所学专业对毕业生知识结构要求和解决实际工程问题能力要求的培养目标。就其课程目标和内容而言,目前存在如下问题。

(一)课程内容存在交叉

随着教学内容的拆分与合并,不同课程之间的教学内容存在交叉问题,而任课老师之间缺少沟通,再加上教学习惯问题,导致学生重复学习。随着学时的压缩,课程内容的合理分配尤为重要。

(二)课程内容需要更新

随着计算机技术、人工智能技术、数控技术、自动控制理论、机器人技术、CAD/CAM技术、CIM技术以及网络通信技术等在内的信息自动化技术的迅猛发展,为先进制造技术的发展和应用提供了更多的智能技术。目前的课程体系还是延续之前的内容,新的知识点没有更新,因此,需要系统地整合优化。

四、研究意义和应用前景

市场环境的变化和科学技术的发展为学生培养带来了新的挑战,对国内外专业模块课程设置情况进行调研,并对我校我院机械制造及自动化课组课程设置中存在的问题进行分析,找出主要问题和差距,整合优化课程资源、构建适应“中国制造2025”战略的培养方案和课程大纲,对于提高人才培养质量具有重要意义。

参考文献:

[1]胡伟,魏昕.机械设计制造及其自动化专业毕业设计的改进措施探索[J].广东工业大学学报(社会科学版),2005,5(S):322-323.

[2]王颖.数控技术专业学生毕业质量提高方法探究[J].教育探索,2013,(22):211-212.

[3]杨海峰.机械制造专业课程体系构建及配置[J].中国教育技术装备,2017,(4):49-51.

作者:刘新华 杨海峰 单位:中国矿业大学机电工程学院


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