基于数字化设计制造能力培养的课程群规划.doc

基于数字化设计制造能力培养的课程群规划 李铁钢 （沈阳工程学院机械学院，辽宁沈阳110136） 摘要：数字化设计制造是技术应用型本科机械电子工程专业的核心职业能力，我院在人才培养方案中以数字化设计制造工程能力培养为主线，首先以典型企业的岗位能力需求为基础，构建了理论教学、实践教学、素质教育的三大课程群体系结构，提出了在教学中实施综合课程改革的探索性实践方法，通过改革使学生的工程能力得到了提高。 关键词：数字化设计制造；课程群；工程能力培养；课程改革 DOI：10.16083/j.ki.22-1296/g4.xx.04.025 ：G642.4：A：16711580（xx）04005402 基金项目：辽宁省教育科学“十二五”规划立项课题“以数字化设计制造为主线的卓越工程能力培养”（编号：JG14DB280）。 ：xx1119 作者简介：李铁钢（1973），男，辽宁沈阳人。沈阳工程学院机械学院，高级工程师，副教授，在读博士，研究方向：先进制造技术及教学。 当代机械工程领域迈进了数字化制造的时代，在产品制造活动的全生命过程中利用数字化的信息实现产品和制造活动的表达、组织和运行，数字化制造大大地提高了产品的质量和企业的生产经营效率。企业的数字化制造水平和应用能力已经成为企业的核心竞争力。 应用型本科院校机电专业的人才培养特色是“工程教育，职业取向”，培养的学生是既不同于普通高等教育的研究型人才，也不同于高职高专院校的技能操作型人才，而是具有够用的机械和电子专业理论知识，一定的人文、科技和艺术素质，较强创新精神的高等应用型机械工程领域的复合性应用型人才。从就业反馈来看，企业认为学生的理论泛泛而实践技能不足，理论与当代的企业技术脱轨，就业后工作适应能力差，需要经过相当长时间的培训和培养才能胜任岗位。因此，需要改革人才培养方案和课程，以数字化设计制造的综合工程能力为主线、基于企业实践培养人才。 一、以数字化设计制造为主线的培养方案规划 基于我校机械专业近几年的就业和定向培育就业客户群调研，我院总结形成了企业的岗位能力需求指标，并分解指标，形成知识体系，根据知识体系修改了培养方案。 沈阳工程学院为以工为主的培养技能应用型人才的地方高校，办学战略依托电力行业，服务先进装备制造行业和现代服务业，培养创新应用型人才。机械电子工程专业主要培养德、智、体、美全面发展，较系统地掌握机械制造及自动化、计算机应用、自动控制和电子技术应用等复合型的专业知识，以机床数控系统的应用与开发，机电一体化产品的设计、调试和管理等能力为特色的机械电子工程领域高级应用型人才。 课程群规划遵循“三面向、三服务”的理念，即面向学生就业、面向企业界、面向未来，课程改革要服务于职业能力需求、服务于工程实践能力培养，理论课程要服务于实践课程。 我院综合美国ABET工程专业认证的标准和企业需求确定了机电专业工程素质能力的培养包含自然人文能力、工程应用能力、机械产品设计能力、机械产品制造能力、机械设备控制能力和企业实践能力等模块。课程群体系要体现“理实交融、分为层递进”的原则，分为基本技能层次、提高应用层次和综合创新层次三大类。 二、课程群建设方法 （一）以课程群为基础，结合教师科研，组建教学科研团队，争创精品课程。建立同典型企业的校企密切合作关系，按照典型企业的数字化生产流程规划工程软件，软件分必修和选修两部分，对于必修课程，学生必须掌握；而选修课程，学生可课后自学。必修软件有AUTOCAD、UG、ANSYS和Matlab，选修软件有机械工程师、Amesim、VERICUT、CAXA工艺图表、PCDMIS、VNUC、Autoform、GeomagicQualify和Imageware等。在工程软件课程体系中，AUTOCAD主要培养学生的机械和电子平面制图能力，在机械制图与CAD课程中学习，在机械原理、机械设计、机械测绘、机械原理课程设计和机械设计课程设计中应用；UG主要培养三维设计和数控编程能力，在三维设计基础、CAD/CAE技术与应用和数控加工工艺与编程中按模块讲授，在模具设计与制造、数控加工工艺与编程课程设计和机械装备课程设计中应用；Matlab主要培养数学分析和控制系统分析能力，在高等数学、线性代数和机电工程控制基础中学习，在机电一体化系统课程设计、机械工程测试技术和液压与气压传动课程设计中应用；ANSYS主要培养有限元分析能力，在工程力学和CAD/CAE技术与应用中学习，在材料成形技术和CAD/CAE实训中应用。 （二）贯彻工程软件培养，注重对必修软件的系统培训，安排好自学选修软件的知识点，规划好各课程中软件的知识点讲授和知识的递进，以使学生掌握数字化设计制造能力。比如：对于数字化制造能力的培养，重点培养数控机床的加工能力，在三维设计基础课程中讲授UG软件的基本操作和三维实体造型；在模具设计和制造课程中讲授模具的三维设计；在机械制造装备设计课程中讲授夹具的设计；在机械制造技术基础课程中讲授CAXA工艺图表软件编制数控加工工艺规程；在数控加工工艺与编程课程中讲授利用UG软件编制数控程序；在先进制造技术课程中讲授利用VERICUT软件进行数控程序加工仿真，利用PCDMIS软件生成数字化测量程序，利用GeomagicQualify软件进行检测结果分析，最后这些技能在独立实践环节数控加工工艺与编程课程设计中得到全面应用。学生利用前述这些工程软件，从产品的图纸出发，独立分析并设计数控加工工艺规程，编写数控加工程序，分组加工零件并检测。 （三）为体现数字化设计和制造能力培养，对课程群的能力体系进行分解，得到详细的能力和目标矩阵。设置40周的独立实践环节，包括课程设计、实训、实习和毕业设计，侧重综合问题的解决，体现工程实践性和创新性，培养学生的企业实践技能，使其能够综合应用专业知识进行产品的数字化设计和制造，解决实际工程问题。突出实践教学的地位，实践教学不仅仅是理论教学的演示、验证和补充，还是工程能力培养的决定性环节，培养目标的实现应以能否从事生产实践作为评判基准。加大专业化、数字化设计制造素质教育，对于 取得相关学科证书的学生将给予学分加分或课程减免的激励， 包括数控车床和铣床的中级工和高级工操作等级证书、制图员证书、三维设计证书、数控工艺员证书、各种省级以上相关比赛证书等。 此类课程也可以帮助学生考取职业资格等级证书，增加就业资本。 （四）加强数字化设计制造教学资源库建设，选择企业经典案例进行课件、图片、动画等教学资源的信息化建设；加强虚拟实验室建设，建造虚拟材料成型实验室、虚拟数控加工仿真实验室和网络化制造实验室等。在进行数字化教学资源建设和虚拟实验室建设中吸收学生参与，既激发了其学习的兴趣，又锻炼了其数字化设计和制造能力。 （五）加大教材建设，特别是综合实践类教材，编写反映企业数字化设计制造技术的教材，对企业的典型零件和流程进行凝练，形成具有代表性的教学案例。教材应言简意赅，图例形象，还要便于进行启发性教学，便于课后思考和进一步的知识扩展。 （六）开放数字化设计制造相关实验室。将数控机床实验室、CAD/CAM实验室开放，接受课外实验和创新制作，提高学生的学习能动性。利用好教务网络教学平台，将数字化设计和制造的教学资源放到网络上，开展网络答疑，增加与学生间的互动，利用当代大学生的信息获取手段促进其学习兴趣的提高。 参考文献 1陈冰.理实一体化教学在数控专业中的实践与应用J.职教论坛，xx（6）. 2陈文杰，任立军，张林等.新加坡理工学院基于CDIO模式的项目教学改革J