管理类工业工程专业“制造工程基础”教学探析

摘要：通过管理类工业工程专业基础课“制造工程基础”课程教学模式的探索，丰富了课堂教学内容和教学手段，实现了管工结合的目的，提高了学生自主学习的能力，并为推进该课程的进一步教学改革奠定了良好的基础。

关键词：制造工程基础；教学方法；自主学习

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）51-0176-02

一、引言

“制造工程基础”是天津工业大学管理学院工业工程专业开设的一门专业基础课程。工业工程应用领域众多，包括机械、化工、制造、航空、金融、医疗、服务等诸多行业，其中应用最广的便是制造业。探索本科生“制造工程基础”课程教学模式，提高学生对制造过程的了解，加强学生在制造工程方面的学习，是工业工程专业人才培养重要的一环。在我国高等院校中，工业工程专业人才培养模式主要有两种，一种是管理类本科，如天津大学管理与经济学部开设的工业工程专业，另一种是机械类本科，如上海交通大学机械与动力工程学院开设的工业工程专业[1]。对于管理类工业工程专业而言，很多学生毕业将直接进入制造业相关岗位从事管理工作，因此如何让学生在在学期间夯实制造工程基础知识，更广泛地了解制造环境、制造工艺以及制造前沿就变得非常重要。本文将主要从“制造工程基础”课程出发，在丰富教学内容和教学手段的同时，积极探索该课程的教学模式，有效地提高教学质量和教学效果，使得学生能够主动地学习，真正地和实际制造过程结合起来，为学生毕业后从事制造业相关的管理工作奠定基础。

二、课程分析

“制造工程基础”是一门面向管理学院工业工程专业学生开设的基础课程，该课程内容较多且比较分散，具体包括金属切削加工、机床、刀具、夹具、制造工艺等，而且本课程具有较强的理论性和实践性，在本科生的学习中具有重要的意义。多年来人们积累了许多宝贵的教学经验和方法，但是由于其教学内容比较抽象且与生产实际结合非常紧密的特点，在教学过程中会面临以下的问题：

1.教学内容相对陈旧，学生自主学习材料缺乏。“制造工程基础”的教学内容主要涉及传统知识的讲授，一些学生认为该课程缺乏先进性，课程内容在现代制造环境中用处不大，进而在学习的时候产生排斥甚至抵触的思想。而且随着计算机技术与先进制造技术的发展，制造工业也发生了巨大的变化，数控机床、加工中心、柔性制造系统、集成制造系统、虚拟制造、3D打印等先进制造技术的不断出现，对课程内容的设置也提出了新的要求。另外，该课程课时有限，内容较多，各章节之间存在很强的关联性，而且理论性强，与实际紧密结合，仅仅凭借课堂讲授难以保证取得很好的教学效果，而目前学生课外自主学习材料又比较缺乏。因此，如何结合丰富的教学内容和教学手段，将该课程内容全面、系统地讲授给学生，提高学生的兴趣和注意力，加深学生理解，启发学生思维就变得非常关键。

2.该课程理论性强，难以做到理论联系实际。“制造工程基础”是一门与实践密切相关的专业基础课，诸如材料的性能、机械结构、制造加工过程、制造工艺等理论知识，学生只听讲述很难理解，必须结合实践经验才能更好地消化吸收，很多内容学生只要到现场一看就很容易明白。但是目前的金工实习等实践内容与课程教学相分离，学生先将理论课程学完才会实践，这种缺少制造工程实际的课堂理论教学，往往会导致学生缺少感性认识而失去了学习的兴趣。因此，如何在课堂教学中做到和工程实践相结合就变得很重要。

三、教学实践

在实际教学过程中，必须要不断探索，才能达到更好的教学效果。根据过去两年的授课经验，以及管理类工业工程专业的培养目标和教学特点，总结得出如下心得：

1.明确课程引导的重要性。只有产生了浓厚的学习兴趣，学生才会有强大的学习动力。由于学生对于教学计划的设置往往并没有一个全面完整的认识，因此在课程初始，应就课程的内容做一个全面的介绍与引导，给学生讲明本课程的作用，在专业学习中的重要性，与其他课程的衔接关系，提高学生的注意力，并为后续专业课的学习、金工实习以及工程实践奠定基础[2]。

2.充分发挥多媒体教学的优势。首先，采用多种表现手法制作课件，做到生动易懂[3]。如：将复杂的图形、结构进行分解，在讲授过程中逐层出现，循序渐进，使学生容易理解；制作动画，提高学生学习的兴趣，加深主观理解，例如在讲解刀具角度和坐标系的时候，可以通过三维影像从不同的视角进行分析；插入图像和视频资源，反映生产实际，呈现新技术新趋势；穿插实例和习题，以启发式方法带动学生学习等等。其次，在讲授的过程中，充分利用图像资源与视频资源[2-4]。过去的教学方式比较单一，仅仅通过课堂讲授难以满足与工业实际紧密结合的要求，另外学校实验条件有限，学生少有机会深入接触实际制造过程。而图像、视频资源具有直观、形象的特点，有利于学生增加更多的感性认识，加深对课程内容的理解。在实践中，结合视频教学改变了枯燥的课堂讲授模式，活跃了课堂气氛，吸引了学生的注意力，而且视频更能把学生吸引到生产实践中来，为学生更好地提供虚拟生产的体验。另外，视频教学也很好地解决了实习机会少、学生多、效率也低的问题。

目前在网络资源中有很多可以利用的图像资料与视频资料，如Discovery频道的节目How it's made几乎涵盖了所有的制造技术，其中不乏很多日常生活中的物品，也包括很多工业产品，如汽车、飞机等，节目对各行各业产品的整个生产工艺过程进行了详细的拍摄和解说，会让学生有亲临现场和耳目一新的感觉。在课堂中我们可以有选择地穿插讲解，一方面可以活跃课堂气氛，提高学生学习的兴趣，另一方面，可以引导学生自主学习和思考，更好地发挥网络资源的优势。

3.做到理论联系实际。在教学过程中，应充分利用学校工程实训中心的教学成果，将理论学习与工程实践结合起来，相互联系，前后贯通。金工实习是管理类工业工程专业学生非常重要的一个实践教学环节，对于培养学生的动手能力，解决制造工程基础学习过程中理论与实际相脱节的问题具有很大的意义。为了使学生能够将课程学习内容与金工实习内容更好地联系起来，在课堂教学过程中，可采用金工实习视频教学内容加强学生的理解，将工程实践与理论知识更好地融会贯通，真正做到理论联系实际。

4.融合前沿内容。新技术、新方法、新工艺的不断涌现，对于“制造工程基础”课程的设置也不断提出新的要求。现代制造工业专业人才要求具有很强的先进制造知识，因此，在传统的课程内容的基础上，应通过研究教学现状与现代制造的发展，融入前沿知识，加入制造前沿的内容，做到课程与时俱进，让学生及时了解到先进的加工方法，了解最新的科技进展，增加学生学习的兴趣。如增加制造工程的实际案例，让学生对实际制造过程有直观和深入的了解；增加先进制造技术（如3D打印）的介绍，使学生在对制造基础知识掌握的基础上，了解制造前沿和最新发展方向。

5.实现管工结合。现代制造工业要求管理类工业工程专业人才不仅要具有很强的制造知识，同时也要有丰富的管理知识，因此探索将工程制造与工业管理相结合，才能适应现代工业的发展及专业教育的要求。学生对于制造与管理的最初印象是分离的，在课堂中，应结合具体的制造过程将管理知识贯穿始终。现代制造过程产品涉及到各行各业，网络可参考资源也十分丰富，如National Geographic：Ultimate Factories视频资料，详细地展现了众多世界级产品包括法拉利、宝马、阿帕奇飞机，超级大卡车、超级房车等制造工厂的流水线，通过这些视频不仅可以详细了解产品的制造过程，充分领略制造业的魅力，而且可以拓宽学生视野。同时，现代工厂不仅展示了车间和流水线，其中也包含了诸多工业工程的理念，如5S、标准作业、看板、精益等。通过这些视频资料的辅助教学，不仅可以丰富课程内容，同时可以与管理知识相结合起来，还可以达到培养学生安全、质量、环保意识的目的。

6.提高学生自主学习的能力。一方面，改革教学资源获得模式，通过建立网络教学案例库及习题库，解决目前教学内容陈旧、学生自主学习材料缺乏的问题，为学生提供大量的学习资源，帮助提高学生学习的积极性与主动性，培养学生的自主学习能力与创新精神。为学生提供制造工艺、材料、技术方面的最新科技文献，使学生密切关注制造工程发展的前沿动态，拓宽教学内容，增加信息量。另一方面，改革教学模式，特别是在教学方法上，打破传统的以课堂讲授法为主的教学方法，尝试运用分组讨论、演示法等多种教学方法，促进学生自主学习和相互交流，提高学生学习的兴趣。要求学生就感兴趣的物品制造过程或行业制造过程开展讨论学习，增加课堂答辩及讨论的环节，以加深对知识的理解，同时通过自主学习来提高学生阅读文献、收集资料的能力，培养学生的创新性。

四、结束语

本文结合“制造工程基础”课程内容较多、理论性和实践性都很强的特点，探讨了面向管理类工业工程专业讲授该课程的经验，强调了“制造工程基础”教学中应综合采用多种教学方法，充分利用图像、视频资源辅助教学，力求实现管工结合，并应在教学过程中积极引导学生开展自主学习，着重激发学生的学习兴趣与提高学生的学习能力。

参考文献：

[1]孙丽，于晓洋，马自勤.机械类工业工程专业人才培养模式研究[A]//第十二届工业工程和工程管理国际会议论文集[C].2005：1594-1597.

[2]刘长红，郭晓琴，王金凤.“机械制造工程”课程的教学改革与实践研究[J].中国电力教育，2011，（5）：78-79.

[3]张辉，冯之敬.制造工程与技术原理课程教学改革探讨[J].理工高教研究，2006，25（3）：98-99.

[4]杨舜洲，董培涛，吴小梅.“制造工程基础”课程的教学实践[J].教师，2013，（20）：99-100.