呼 詠,鄒 青,許蓬子,陶永蘭

(吉林大學(xué)機械科學(xué)與工程學(xué)院,吉林長春 130022)

隨著社會、經(jīng)濟(jì)和科技事業(yè)的迅猛發(fā)展,創(chuàng)新型國家建設(shè)對機械類專業(yè)人才的工程能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)提出了更高的要求。近年來,吉林大學(xué)機械科學(xué)與工程學(xué)院“制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程組立足于課程的教學(xué)改革,以培養(yǎng)機械類本科生工程實踐能力作為核心目標(biāo),充分利用計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),創(chuàng)新搭建了高效開放的課程網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)平臺,積極開展了多環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè),提出并實施了多環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)方案,取得了很好的效果。

1 建立制造技術(shù)基礎(chǔ)課程網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)平臺

“制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程是為機械類專業(yè)本科生開設(shè)的一門必修的技術(shù)基礎(chǔ)課。課程教學(xué)具有實踐性強和應(yīng)用性強等特點。該課程不僅有理論教學(xué),還包括課程實驗、實習(xí)及課程設(shè)計等多個實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。課程的目標(biāo)是力求使學(xué)生既掌握機械制造技術(shù)的基本理論,熟悉和了解先進(jìn)的制造技術(shù),開拓視野,又能運用理論解決生產(chǎn)實際問題,培養(yǎng)和提高學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力。通過課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生分析解決工程實際問題的能力和工程設(shè)計能力,為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程和從事機械設(shè)計、制造工作打下基礎(chǔ)[1]。吉林大學(xué)“制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程是國家級機械基礎(chǔ)實驗示范教學(xué)中心重點建設(shè)課程之一。實驗中心通過一臺Cisco 3550交換機的千兆光纖模塊與校園網(wǎng)相連?；咏虒W(xué)網(wǎng)站選用先進(jìn)的磁盤陣列數(shù)據(jù)存貯設(shè)備,增大存儲容量并提高讀取速度,保證了系統(tǒng)的高速運行,并加入容錯及校驗功能,提高了數(shù)據(jù)存儲的安全性,滿足了校園網(wǎng)上的多用戶訪問及多媒體信息傳送的要求,構(gòu)建了面向校園網(wǎng)用戶的跨校區(qū)的課程互動教學(xué)網(wǎng)站和由五間教室100余臺計算機組成的具有企業(yè)工程師工作環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)基地,為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和訓(xùn)練工程實際能力提供了開放、先進(jìn)的并且便于自學(xué)、交流與設(shè)計的創(chuàng)新教學(xué)硬件環(huán)境,實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及教學(xué)資源的共享。制造技術(shù)基礎(chǔ)課程依托實驗中心互動教學(xué)網(wǎng)站,建立了適應(yīng)創(chuàng)新能力與工程實踐能力培養(yǎng)的教學(xué)環(huán)境。利用一臺高性能的服務(wù)器建立了課程網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)平臺,開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)平臺Web頁面,包含課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)、教師與學(xué)生互動互助及學(xué)生自主學(xué)習(xí)平臺、網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)、實驗教學(xué)輔助教學(xué)系統(tǒng)、課程設(shè)計輔助教學(xué)系統(tǒng)、作業(yè)提交/網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)系統(tǒng)、課程論壇等。為師生的教與學(xué)創(chuàng)建了先進(jìn)、開放的理論教學(xué)和實踐教學(xué)的多層次網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境。

2 建設(shè)制造技術(shù)基礎(chǔ)課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源

根據(jù)國家高等教育改革的精神,本著夯實基礎(chǔ)、注重實踐、強化素質(zhì)的原則,鍛造厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式,率先進(jìn)行改革,將原來的《機械制造工藝學(xué)》、《金屬切削原理》和《金屬切削機床概論》三門課的內(nèi)容進(jìn)行整合,形成了一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課——《制造技術(shù)基礎(chǔ)》。該課程為全校機械類和近機類各專業(yè)開設(shè),授課對象面向全校五個學(xué)院十余個專業(yè)的本科生 (1000～1300人/年)。課程教學(xué)具有實踐性強和應(yīng)用性強等特點。

課題組以制造技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革為出發(fā)點,提出了立足課程教學(xué)改革、強化培養(yǎng)工程實踐能力的教學(xué)理念,將理論性教學(xué)、實踐性教學(xué)和設(shè)計性教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化,探索各教學(xué)環(huán)節(jié)的更新結(jié)合點和延伸區(qū),使其互為聯(lián)系與補充。在強化基本技能訓(xùn)練的同時,增強教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性與實用性。優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容之間縱橫交錯的有機聯(lián)系,符合學(xué)生從感性到理性的認(rèn)知規(guī)律,以達(dá)到最佳的教學(xué)效果。實驗教學(xué)是理論教學(xué)的補充和拓展,是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、綜合應(yīng)用能力的重要環(huán)節(jié),它把實踐性、應(yīng)用性強的重要教學(xué)內(nèi)容安排在實踐環(huán)節(jié)中進(jìn)一步學(xué)習(xí)訓(xùn)練,注重培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和創(chuàng)新設(shè)計能力。

課程組在教學(xué)內(nèi)容改革的基礎(chǔ)上,積極開展“制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程各個教學(xué)環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè),提出并實施了多環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)方案。建設(shè)內(nèi)涵豐富的課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)和課程雙語教學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng),系統(tǒng)包括課程教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、教學(xué)指導(dǎo)、授課教案、課程CAI、參考試卷、課后習(xí)題、教學(xué)錄像;實驗教學(xué)大綱、實驗項目設(shè)置、實驗安排、實驗原理、實驗指導(dǎo)、實驗課件、實驗思考題;課程實習(xí)教學(xué)大綱、實習(xí)安排、實習(xí)內(nèi)容、實習(xí)指導(dǎo)、實習(xí)典型零件工藝及部件裝配工藝、實習(xí)思考題;課程設(shè)計教學(xué)大綱、課程設(shè)計安排、課程設(shè)計內(nèi)容要求、課程設(shè)計指導(dǎo)、課程設(shè)計資料庫、課程設(shè)計典型實例庫等。學(xué)生根據(jù)個人情況可以利用校園網(wǎng)絡(luò),得到多樣化的教學(xué)信息,可以自主預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)與本課程相關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容,自主調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)進(jìn)度。提高了學(xué)生應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)和工具解決工程問題的能力。為培養(yǎng)學(xué)生獨立解決問題的能力和創(chuàng)新能力提供了一個開放的學(xué)習(xí)環(huán)境,使得學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果大為提高。

3 開展制造技術(shù)基礎(chǔ)課程網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)

網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)是一種以學(xué)生為主體,增強師生間的雙向互動、學(xué)生間的橫向互動和“人—機”交互的學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式[2]。吉林大學(xué)機械基礎(chǔ)實驗示范教學(xué)中心,針對課程的各環(huán)節(jié)教學(xué)需要,建立了語言、視頻、文本及圖形批改的網(wǎng)絡(luò)即時在線互動和網(wǎng)絡(luò)論壇延時互動的兩種教學(xué)模式。使得“制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)實現(xiàn)了以學(xué)生為中心的包括理論教學(xué)、實踐教學(xué)和創(chuàng)新設(shè)計的多層次互動教學(xué)局面。通過利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),拓展教學(xué)的時間和空間,增強了互動教學(xué)的實時性和交互性,實現(xiàn)了基于校園網(wǎng)的資源共享。

“制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程實驗實行“開放式”教學(xué)。學(xué)生以實驗小組為單位在校園網(wǎng)上自由預(yù)約實驗時間并選擇實驗項目,把實驗教學(xué)過程轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自我學(xué)習(xí)和應(yīng)用的過程。教師在實驗過程中進(jìn)行指導(dǎo),學(xué)生自主完成實驗,鍛煉了學(xué)生的實際動手能力,提高了學(xué)生在學(xué)習(xí)中獨立獲取知識的能力[3]。課程配套的“數(shù)控車削、銑削加工的CAD/CAM綜合實驗”,充分利用校園網(wǎng)絡(luò)資源,以CATIA為平臺,將虛擬設(shè)計、仿真加工與實際切削加工相結(jié)合,學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)將設(shè)計作品上傳給任課教師,教師網(wǎng)上在線以“星級”方式給予設(shè)計方案質(zhì)量評定,并以增加星級為手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與競爭意識,促使學(xué)生自主完善實驗設(shè)計;最后,通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程機床通訊設(shè)備最終實現(xiàn)數(shù)控機床實際切削加工。通過此項實驗,使學(xué)生切身體驗了網(wǎng)絡(luò)化的制造過程,有效地提高了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的工程實踐能力。

課程組研制了生產(chǎn)實習(xí)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng),該試點采用生產(chǎn)實習(xí)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)進(jìn)行實踐能力考核,使考核成績客觀、真實,學(xué)生還可以主動通過網(wǎng)上自測了解實習(xí)的效果,有助于教師進(jìn)一步引導(dǎo)實習(xí)進(jìn)度。同時,可以減少教師用于評定學(xué)生成績的工作量,有效提高教學(xué)效益。

課程設(shè)計網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)將工程設(shè)計與計算機網(wǎng)絡(luò)兩者結(jié)合,為學(xué)生創(chuàng)建了一個自主學(xué)習(xí)、協(xié)同設(shè)計、資源共享、相互交流的開放式學(xué)習(xí)環(huán)境。課程組改革制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容,建立了基于網(wǎng)絡(luò)的課程設(shè)計教學(xué)體系。課程設(shè)計以先進(jìn)的三維設(shè)計軟件系統(tǒng)CATIA為平臺,將現(xiàn)代三維設(shè)計理念全面引入專用機床夾具課程設(shè)計過程,對二維設(shè)計時代陳舊的課程設(shè)計環(huán)節(jié)進(jìn)行了整體優(yōu)化,利用校園網(wǎng)絡(luò)和課程設(shè)計網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng),建立了全新的基于三維的設(shè)計、裝配和工程制圖的課程設(shè)計體系。通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計導(dǎo)航、設(shè)計實例、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計資料以及教師在線答疑指導(dǎo)系統(tǒng)等途徑支撐課程設(shè)計的正常進(jìn)行,配合教師現(xiàn)場指導(dǎo)和工藝審查制度對學(xué)生設(shè)計質(zhì)量進(jìn)行把關(guān),并通過網(wǎng)絡(luò)FTP協(xié)議提交課程設(shè)計,最終經(jīng)過答辯完成課程設(shè)計。經(jīng)過幾年的研制開發(fā)和不斷擴(kuò)充完善,使“制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)”實現(xiàn)了機械三維CAD設(shè)計與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的完美整合,使先進(jìn)的設(shè)計和制造技術(shù)成為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的技術(shù)平臺。同時,通過工科基地建設(shè)創(chuàng)建了先進(jìn)的課程設(shè)計教學(xué)環(huán)境,實現(xiàn)了6個班在課程設(shè)計專用機房同時進(jìn)行課程設(shè)計,為師生提供了一個開放、創(chuàng)新的教學(xué)環(huán)境。

綜上所述,吉林大學(xué)機械科學(xué)與工程學(xué)院“制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程組充分利用計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)環(huán)境的改革,積極開展了“制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程各個教學(xué)環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè),構(gòu)建了課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,開展多層次網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué),有效地提高了課程的教學(xué)質(zhì)量,對于培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)代化工程意識和工程實踐能力及創(chuàng)新能力,起到了十分重要的作用。

[1]于駿一,鄒青.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009.

[2]孫貴賢,陸劍峰.遠(yuǎn)程實訓(xùn)平臺下實訓(xùn)互動功能的實現(xiàn)[C].同濟(jì)大學(xué)CIMS研究中心,2009:368-369.

[3]買買提,玉素甫.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)的互補性研究[J].計算機教育,2009(13).

[4]高福銀.大學(xué)課堂教學(xué)互動策略探索[J].科技信息,2010(10):133-135.