数字化制造课程范文
发布时间：2023-09-26 14:44:22
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篇1
制造业是一个国家的支柱产业，制造业的发展水平直接反映出国家经济和科技的发展水平。以信息技术为主导的现代科学技术的迅速发展，推动了制造业和数字化产品开发技术的快速发展，使传统的制造业面临巨大挑战。
传统的产品开发过程采取串行设计模式，从产品设计、样机试制到经过改进再投产，导致新产品开发的周期较长，缺乏市场竞争力。而现代制造业则借助数字化产品开发技术实现了从设计、制造全过程的并行设计模式，尽可能采用数字化三维数据模型取代原来的物理原型，从而缩短新产品开发周期，加快上市速度。
2 传统教学模式与相关课程体系亟待改革
目前许多高校机械工程学科在数字化产品开发系列技术方面存在较多问题，主要表现在：原有的传统教学模式是以常规机械设计制造流程为主线，课程体系的设置重理论轻实践，各单元技术之间存在很大的脱节与重复现象，没有形成完整的课程体系。
数字化设计与制造环境下的现代制造业，正逐步普及以三维cad技术为核心的数字化产品开发模式，这便要求机械类专业的人才培养目标、课程体系设置与之相适应。在充分调研的基础上，提出将原有课程体系调整为：“以综合素质培养为核心、创新教育为主线、以数字化产品开发技术为手段、拓宽基础、加强工程实践能力培养”。
3 数字化产品开发技术涉及的主要内容
数字化产品开发技术集成了现代设计制造过程中的相关先进技术，可分为：数字化设计、数字化制造、数字化管理等三大模块，各模块涉及的单元技术如图1所示。
图1数字化设计技术相关单元技术
上述各项单元技术贯穿于产品设计、分析、制造、使用等全过程，是一项多学科的综合技术。以三维cad/cae/cam为核心的数字化产品开发技术已成为新产品开发不可缺少的现代技术手段。
4 数字化设计与制造环境下课程体系的设置
机械设计制造及其自动化专业属于工程应用型专业，人才类型分成应用研究型和技术应用型。技术应用型人才主要是应用知识而非科学发现，其知识结构应围绕现代制造业的实际需要进行设置，拓展基础、注重实践。在对重庆市众多制造类企业（国营、民营；大、中、小型）进行广泛调研的基础上（涉及汽车整车制造厂、汽车零部件公司、摩托车制造企业、装备制造业），并参照全国其他高等院校本专业的培养计划，结合我校的实际情况，本专业方向人才培养目标为高素质应用型高级专门人才。
4.1 机械设计制造及其自动化专业课程体系
机械设计制造及其自动化专业课程体系的设置，应该建立在“机械设计技术基础”、“机械制造技术基础”以及“机电系统集成技术”三大平台之上，并以数字化设计制造技术为特色、注重培养学生技术应用能力，强化综合实践与工程训练。机械设计制造及其自动化课程体系框图如图2所示。
图2机械设计制造及其自动化课程体系框图
整个课程体系由理论教学、实践环节以及课外社会活动实践等三大部分构成，其中理论教学按课程的性质可分为：公共基础课、学科基础课、专业主干课以及专业方向选修课等四大类（图2中只列出少部分课程）。
4.2 体现数字化设计与制造技术特色的实践性环节
从课程体系中可以看出，综合实践性环节在整个课程体系中占有十分重要的地位，图3为实践性环节所涉及的主要内容，从中可以看出，数字化设计与制造技术在整个实践环节中占有突出显要的位置，并且四年不间断。
在大一年级开设的“工程图学课程实践”、“计算机辅助绘图（二维）”实训中，要求学生用autocad软件完成减速器的测绘，使学生得到最基本的数字化设计基本训练；在“金工实习”环节，除进行车、铣、磨、钳工以及铸造、焊接等常规的加工方式外，重点强调数控机床、加工中心、线切割机床等设备所采用的数字化制造方式给传统制造业所带来的巨大变革。
在大二年级开设的“三维cad应用实训”综合实践是数字化设计与制造技术最核心、最基础的组成部分，通过高端三维cad\cae\cam一体化软件——ug nx5的学习，学生应掌握实体建模、曲面设计、钣金设计、装配、工程图等模块，为后续环节打下坚实基础；在“机械设计基础”课程设计环节中，除完成以齿轮减速器为主体的一般机械传动装置的设计过程外，同时要求学生必须完成该减速器的三维建模、虚拟装配及简单的机构运动分析；在“电子工艺实习”中，除完成收音机的装配调试以外，同时要求学生用“protel电路图绘制软件”完成收音机的整张电路图。
图3集中性专业实践环节
在大三年级开设的“机械制造技术基础课程设计”中，除常规内容以外，同时要求学生采用capp软件完成该零件的计算机辅助工艺规程编制，并且用三维cad软件采取自顶向下的装配建模方法完成整套夹具的三维设计；在“计算机辅助制造实训”综合实践环节中，要求学生掌握数控自动编程的原理、方法，并熟练运用ug nx5软件中的cam模块，完成一个中等复杂程度带异形曲面零件的数控铣削自动编程，并实际加工操作。在“计算机辅助工程分析”综合实训环节中，要求学生掌握有限元分析的基本原理、方法，并基本掌握利用adams软件对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。
在大四年级开设的“逆向工程综合实训”，与其它实践环节相比较，所涉及的范围及综合性则显得更加突出，从概念设计到效果图、油泥造型到三坐标扫描、点云数据处理到曲面设计及实体建模、快速原型制造，通过该实训环节，强化学生在数字化设计与制造环境下进行新产品快速开发的实施流程。在“产品数据管理综合实训”实践环节中，要求学生掌握数字化管理技术所涉及的领域，并熟练使用国产caxa v5 pdm软件的使用方法。在整个课程体系中，依据不同的专业方向特点设置了相应的“专业实训环节”。诸如在模具设计与制造方向，其专业实训环节则是“注塑模具cad/cae/cam”综合实训，主要学习ug nx5软件中的moldwizard注塑模具设计模块以及的moldflow流动分析模块的使用；在毕业设计环节，若毕业设计题目为工程设计类型，则要求学生必须完成一定工作量的三维设计。
5 近三年应用型人才培养的探索实践
近三年来，机械工程学院在重视理论教学的同时强化实践环节对学生能力的培养，学生的综合素质得到显著提高。并积极组织学生参加全国及重庆市的各种学科竞赛，如：在第二届全国机械创新设计大赛中获得三等奖一项、第三届全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛荣获四个单项二等奖、第一届全国大学生工程训练综合能力竞赛重庆赛区三等奖二项、2009年度全国三维数字化创新设计大赛（简称3d大赛）重庆赛区二等奖两项等较好成绩。与此同时，学院作为国家制造业信息化三维cad教育培训基地，近三年培训学生达五百人。
参考文献
[1]曹建树.应用型本科“cad/cam”课程的教学改革与实践.实验室研究与探索,2010.5.
[2]刘炎,罗学科.机械设计制造及其自动化专业本科教育多层次人才培养模式探索[j].煤炭高等教育,2008.1.
篇2
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
引言
石化工程造价控制贯穿于项目建设全过程，而前期方案和设计阶段的工程造价控制是整个工程造价控制的龙头。随着经济发展，对于投资经济效益越来越看重，必须建立科学的工程造价管理体系，并严格执行，确保目标的顺利实现。
一、设计阶段工程造价控制的重要性
石化工程建设过程主要分为前期可行性研究、设计、施工、竣工几个阶段，前期可行性研究方案通过审批后即确定该项目的投资，如何把建设项目投资的发生控制在批准的投资限额以内，需要对项目的各个阶段实施有效造价管理，而设计阶段是工程造价控制不可忽视的关键阶段。据有关资料显示，在工程的投资决策及设计阶段，影响工程造价的可能性为35%～75%，而在工程实施阶段，影响工程造价的可能性只有5%～35%。显然，工程的投资决策及设计阶段是工程造价控制的不可忽视的关键阶段。设计阶段控制造价能充分体现事前控制的思想。由于设计阶段是项目初始前期阶段，调整、改动都比较容易，为了避免不必要的修改，减少设计变更造成的工程造价的增加，应该把设计做细、做深入。因为设计的每一笔都需要投资来实现，一个正确的投资决策和一个好的设计不仅可以促进施工质量的提高，加快进度，高质优效地收回投资，且可降低投资。所以在没有开工之前，明确项目的可行性以及优化设计方案尤为重要。
二、造价控制依据
项目投资估算和初步设计概算是石油化工工程建设造价控制的依据。工程设计是在一定的技术经济要求条件下，寻求项目建设的实现方法，是实现将计划变为现实的阶段。要做好石油化工项目的设计工作，一般需要经过初步设计阶段和施工图设计阶段。在初步设计阶段，要基本确定技术方案、工艺流程、工艺平面、主要设备、主要建筑物、工程总造价等内容。在可研批复后，为了在项目建设过程中实现人力、物力、财力使用的效率和对总造价的控制，这一阶段必须编制初步设计概算，送交相关技术经济方面的专家审核通过后，其作为项目建设造价控制的依据并严格执行。在石化行业，前期可采用《中国石油化工项目可行性研究技术技术参数与数据》来分析项目是否可行。对于投资估算常采用《石油化工安装工程概算指标》、地区《建筑工程概算指标》及《工程造价信息》来计算项目的投资估算和初步设计概算。已完类似工程和再建工程的相关数据也需要及时定期的收集，用于横向对比分析，参考相关投资。
三、设计阶段工程造价控制实施的不足及影响
迄今，对大多数投资者而言，很少在设计阶段实施工程造价的控制，而把控制重点放在施工阶段。造成这种现象有以下原因。
1.建设单位可行性研究深度不够，对委托设计书不重视。
可行性研究需要通过一定的范围了解与竣工工程项目有关的技术，经济、社会、环境等方面资料，对可能的拟建方案认真地进行技术经济分析论证，研究工程项目技术上的先进适用性，在经济上的合理有利性和建设上的可能性，并充分考虑国家需要等多方面因素形成的多种可行性方案。再对多方案进行严谨的科学论证，优选出技术上先进，经济上合理实施上可行的方案。在此基础上编制详尽的设计委托书。设计委托书中明确工程投资，详细的工艺参数，设计标准要求，工程现场说明等，以此作为设计单位重要的设计依据。而目前的建设单位常常不愿意放弃来之不易的项目，过分强调建设紧逼性，仓促上马，建设方案论证不完整，选定设计单位后没有详细的设计委托书，使设计出的工程不能达到要求，就更谈不上在技术设计阶段对设计方案的多方案经济比较。使得投资造价失控。
2. 限额设计与设计单位对工程造价控制的不足
从一定意义上，限额设计对工程造价起到主动的控制作用，但就各分部分项工程合理的造价分配再进行设计，如在设计完成时再变更以满足工程造价限额，又降低了设计的合理性。同时由于突出强调的设计限额的重要性，使价值工程中有两条提高价值的途径在限额设计中不能充分运用；即造价不变，功能提高；造价略有提高，功能有程度提高。尤其是后者限制了设计者在这两方面的创造性，有一些新颖别致的设计往往受设计造价限额的限制不能得到实现。
设计单位是该阶段控制造价形成的主体。目前设计单位对设计的评审多侧重于技术和工艺，常忽略对多方案的经济比较，尤其是近几年，土建专业的设计费用计算有许多是以建设面积计取单价，这种支付方式，使设计者不愿花费更多精力认真研究优质设计，在保证工程安全和不降低功能前提下，采用新工艺、新设备、新材料，降低工程造价。由于初步设计量工作深度不够，易导致设计施工图阶段工程量及设备规格等仍有较大变动，而增加工程造价。
四、加强设计阶段工程造价控制的措施
4.1 提高建设单位的认识
市场经济条件下，建设单位普遍增强了工程项目造价控制力度，但更多的是加强了施工阶段的造价控制上，而实际上，随着建筑企业的规范化和招投标制度的实行以及“统一量”，市场价“竞争费”的工程造价发展，施工阶段已经把工程控制在投标价范围。这实际上是舍本求末，因为，经过设计阶段，已经决定了工程的结构型式、构造方式、基础类型，所采用的材料及工艺流程等对工程造价起决定性作用的方面，工程量也已基本确定。施工单位需严格按施工图施工，这期间，即使有更经济的方案，施工单位也无变更设计的权力。所以，首先应使建设单位重视设计阶段的工程造价控制。加强可行性研究深度，强化设计阶段设计方案的经济评审，争取控制工程造价的主动权。
4.2 设计单位应重视工程概算的作用、减少后期变更
工程建设领域中，人们很重视“百年大计，质量第一”以质量为目标，只要不出质量事故，结构要安全，极少有人重视项目的经济效益。需要设计单位在结构安全、功能优良的前提下加强经济比较力度。更需要在全行业建立工程设计及工程造价监理制度和工作标准。推广限额设计及设计标准化是设计单位控制造价的主要手段。设计人员要同工程造价人员密切配合，严格按设计任务书规定的投资额度作好多个方案的经济技术分析，在降低工程造价上创新挖潜。如预料到将要发生变更，则设计变更发生越早越好。若在设计阶段变更，只需修改图纸，其他费用尚未发生，损失有限；若在采购阶段变更，则不仅要修改图纸，还需重新采购设备和材料；若在施工期间发生变更，除发生上述费用外，已建工程还可能将被拆除，势必造成重大变更损失。
4.3 技术与经济相结合是设计阶段控制造价的有效手段
有效地控制造价，应从组织、技术、经济、合同与信息管理多方面采取措施。组织上所采取措施，包括明确类似监理公司这样的工程造价控制组织和造价控制目标，使得在设计阶段工程造价控制有专人负责，明确管理分工。从技术上采取措施，包括重视设计多方案选择，严格审察初步设计，技术设计，施工图设计，深入研究节约工程造价的可能。从经济上采取措施，如采取设计招标及节约工程造价的奖励措施等。克服长期以来技术与分离的现状。正确处理先进技术与经济合理之间的对立统一关系，力求在技术先进的条件下，经济合理，在经济合理基础上技术先进。把控制工程投资的观念渗透到工程建设各阶段。
4.4 培养一批懂技术精造价的综合性人才
要实施设计阶段对工程造价的控制，充分运用技术与经济相结合的手段，需要既懂技术又懂工程概算的人才。长期以来，我国技术人员的技术水平，工作能力及知识面均较高，但缺乏经济观念，常把如何降低工程造价看作与自己无关的事情。而工程概算人员的主要是从财务角度去核审造价，往往不熟悉工程知识，也较少了解工程进展中的各种关系和问题，很难有效地控制工程造价。如果能从经济角度去建议技术设计人员从某方面探讨降低工程造价又能使之在技术上可能。在工作中概算人员及时对工程造价进行分析对比，反馈信息，能主动完善设计，从而有效地保证控制工程造价。并且需要造价人员定期参加各类培训，不仅只关注造价类培训，还应包括工程技术类、工程管理、EPC全过程管理的培训。同时要积极参加全国造价员、注册造价师等考试，取得相关执业资格。
五、造价实例分析
通过上述论述，并结合自己完成的某地区PS项目
对建设投资的控制
1.在设计方案中处理好了技术先进性和经济合理性之间的关系，在满足功能的前提下，减少了进口设备引进。
2.总平面布置。优化了运输方式减少了占地面，降低了土地购置费用。
3.新材料的运用。本项目虽然新材料的采用量不大，但是对于今后的项目的借鉴，和资料积累起到了辅助作用。
一、对比表
二、分析说明
本项目在可行性研究估算阶段的建设投资为47349.80万元（人民币）；基础设计概算阶段的建设投资为44733.57万元（人民币）。通过上述优化和控制对比减少2616.23万元，满足可行性研究阶段对基础设计概算阶段要求的投资控制，并以此确定了投资建设限额。本项目现处于施工实施阶段，各项费用均严格控制在基础设计概算中，且工作开展顺利费用运用合理。由此可见石化工程造价控制贯穿于项目建设全过程，而前期方案和设计阶段的工程造价控制是整个工程造价控制的龙头。
结束语
在石化工程中，造价管理是项目建设全过程全方位的管理。设计阶段的投资控制很重要。施工阶段和竣工结算也同样重要。此外，工程造价受影响的因素很多，也很复杂。这就要求所有的工程造价从业人员树立良好的职业道德，以科学态度和经济观点公正对待每一分投资，有效控制工程造价。
参考文献
篇3
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2017） 03-0092-02
随着全球经济的迅猛发展，消费者的消费观念发生了结构性变化，要求产品更新换代的速度加快，产品设计制造周期缩短，产品质量还必须要好。数字化设计制造技术是一项综合性、集成性很高的高新技术，是先进制造技术的重要组成部分，也是提高设计水平、缩短产品开发周期、增强企业竞争力的一项关键技术。全面、熟悉地掌握数字化设计制造技术已成为工程技术人员适应新形势、新要求的重要任务，也成为应用型大学本科生实践教学改革的新方向。
一 应用型大学本科数字化设计制造综合实训课程现状
数字化设计制造综合实训是机械设计制造及其自动化专业和机械类专业学生的一门必修课，也是理论教学结束后进行的实践教学环节。部分学校也称CAD/CAM实训、CAD实训、CAM实训或计算机辅助设计制造实训等。教学目的是让学生进一步掌握现代设计制造的方法和手段，提高学生的CAD/CAM技术应用能力。通过实训让学生亲身参与产品设计、制造的整个过程，熟悉产品设计的流程、规范、制造方法、工艺过程等，锻炼学生综合运用知识的能力、设计软件的使用能力、查阅资料的能力、动手与团队协作的能力，培养对产品创新设计的兴趣。目前现有的课程大概有以下几种形式。
1 实训只进行CAD/CAM的部分环节，比如只进行CAD模块或CAM模块的实训，学生不能系统熟悉整个设计制造流程，更无法模拟体验企业作业过程。
2 实训让学生采用一门CAD/CAM集成软件，对零件进行CAD 阶段的设计，再进行CAM过程的模拟仿真加工，整个过程以课内上机形式完成，未进行零件的实际加工，学生不能切身进行数控设备加工过程的操作练习，且学生未能体验到整个设计制造的过程。
3 实训让学生掌握并应用一门CAD/CAM集成软件，完成一般零件的造型设计，运用所学CAM及数控编程的相关知识，针对设计的零件进行手工编程，并实际操作数控车床完成零件的加工。CAD和CAM通过手工编程来连接，整个CAD/CAM的集成过程未能实现，且缺失DNC过程，先进的数字化设计制造技术未能得到完整的诠释。
4 在实训过程中，使学生亲身经历从设计――工艺――制造―DNC传输――零件加工制造整个数字化设计制造流程，通过数字化设计制造综合实训，让学生建立数字化设计制造理念，懂得运用先进的设计制造方法解决实际问题并进行工程应用。但是绝大多数都是由指导教师给学生下定任务单，学生机械的完成整个过程，缺乏创新，不能充分发挥学生的主观能动性。
二 应用型大学本科数字化设计制造综合实训教学改革措施
社会与经济的发展对产品的设计与制造提出了更高的要求，产品在保证质量的前提下，研发和制造的周期越来越短。这样就要求在设计的过程中必须保证设计的正确性与可靠性。不断发展的CAD/CAM技术可以最大限度的满足目前产品的设计制造要求。所以为了满足现代社会生产技术的要求，在相关专业本科生的培养过程中，需让学生对这一现代化的技术有全面的了解和熟练的应用能力。在实践教学过程中，我们从教学方法、教学内容和考核方式等几方面入手，探索和实践了新的教学改革，现阐述如下。
（一）教学方法改革
1 项目教学法
以企业真实项目为载体设计实训项目，按照实际工作过程明确具体任务，并通过完成任务实现技能模块的教学过程。实施步骤为：项目分解――任务驱动――实际操作――技术研讨。在整个过程中学生始终保持团队合作状态。
此方法既可以让学生掌握实际产品的设计、制造流程和相关的知识，又能锻炼学生的团队合作能力。
2 问题探究教学法
教师（组）或教师引导学生提出问题，在教师组织和指导下，通过学生比较独立的探究和研究活动，探求问题的答案而获得知识。如车削零件时，就可采用该方法，实施步骤如下：创设问题的情境――机床如何实现车削过程；选择与确定问题――数字化制造部分理知识体系；讨论和解决问题――CAPP；仿真验证――CAXA数控车仿真；实践并得出结论。
3 小组合作教学法
项目在实践教学环节，将学生划分为不同小组，每个小组有不同的实训任务单，每个小组根据任务内容和教师的安排，通过技术讨论、实际操作等手段，合作完成一个实训项目。这样既提高了学生实践操作技能，又培养了学生组织协调、合作学习的能力。
4 现场教学法
将实践教学环节的一部分设置在学校的工程训练中心，另一部分设置在校外实践教学基地。让两部分的教学内容能够相互关联，通过工程训练中的操作实践和校外教学基地的认知实践，让学生把所学的知识与企业的实际生产联系起来，感受真实生产氛围，学习知识在企业中真实应用的技能。
5 分层教学法
项目采用分层次培养学生能力的教学思路。课程在设置之初对学生的要求划分了3个层次：基础理论与技能应用层次、综合系统培养层次、科技创新层次。基础理论与技能应用层次针对机械类等对课程要求较低的专业，要求学生在理论知识掌握和实践技能应用方面达到课程大纲要求；综合系统培养层次针对机械专业的学生，要求学生对理论知识和实践技能可达到熟练综合运用的程度；科技创新层次针对在课内和实践训练环节综合能力较为突出的学生，每学期选拔一批对课程内容掌握较扎实的学生进行课外科技创新培训培养、校企实践教育教学基地共同培养等活动。
（二）教学内容的安排
数字化设计制造综合实训构建在现代数字化工厂的实际环境之中，学生通过对典型机械零件的完整设计、仿真直至真实加工与检测，可系统且完整地体会现代数字化设计制造模式的全过程。数字化设计制造方法优于传统设计制造，整个设计制造过程不是独立的，而是一个并行的过程，详见图1。
根据数字化设计制造综合实训的要求和拟达到的预期目标，项目需要完成的主要内容包括以下几方面：计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺设计（CAPP）、计算机辅助制造（CAM）、机床实际操作和逆向工程。计算机辅助设计主要完成数控车、数控铣及线切割3个工种的零件设计；计算机辅助工艺设计需要对CAD阶段的零件进行加工路线安排；计算机辅助制造则是对已完成工艺设计的零件进行仿真加工、NC代码生成及校验；机床实际操作主要完成数控设备的简介及基本操作、NC代码的DNC传输、零件成型、机床保养及维护等内容的教学与实践；逆向工程主要给学生讲解逆向工程的原理、实现逆向的设备简介及操作过程。
图1 数字化设计制造综合实训课程内容流程图
（三）考核方式
数字化设计制造综合实训考核方式注重过程考核、能力考核以及结果考核。因此数字化设计制造综合实训成绩包含形成性的考核和终结性考核两部分，具体考核内容及占比见表1。
表1 数字化设计制造综合实训考核内容及占比
三 改革的创新点
在教学中注重了从“设计――工艺――制造”的完整周期，让学生有一个完整的体验和认识；CAD和CAM通过DNC来连接，实现了整个CAD/CAM的集成过程，数字化设计制造技术得到了很好的诠释和展现；实训过程中采用单独和协作共存的模式，既锻炼了学生个人的动手能力，又让他们认识到团队合作的重要性，锻炼了团度合作协调能力；教学过程中突出学生自身的主观能动性，允许学生自主设计，并将所设计的产品制造出来，既让学生在实践过程中学习了知识，又增强了学生的自信心。
参考文献
[1]王彬.大赛引领下高职 CAD/CAM 课程教学改革――以“机械产品的计算机辅助设计与制造”课程为例[J].职教通讯，2015（18）：23-24.
[2]张华，陈杰.CAD/CAM实训体系建设探讨[J]. 装备制造技术，2007（6）：156-157.
篇4
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）02-0052-03
一、研究现状分析
随着信息科技、网络化、智能化技术的发展，以信息技术为标志的高新技术在机械制造领域的交叉融合， 使得机械工程学科本身的内涵、外延发生了质的变化。以CAX技术为代表的制造业信息化技术的出现，不但促进了生产力水平的提高，也带来了设计方式的变革。与之相关的机械产品设计方法经历了从手工绘图―2DCAD/3DCAD―数字原型的过程。手工绘图、2DCAD/3DCAD着重于零件的设计和制造，而数字原型着重于产品的形成过程。而基于虚拟现实技术产品全生命周期的设计方法是其进一步发展的方向，体现了现代工业产品从构思研发到运行改良乃至终结废弃的生命全过程。[1]目前，机械行业对综合型人才的需求越来越高，其要求毕业生不仅要具备机械设计制造及其自动化方面的基础理论知识和应用能力， 还要具备从事机械制造领域内的科技开发、设计制造、应用研究、运行管理和经营销售的能力。从培养人才的角度考虑，如何通过大学教育培养面向现代机械工程的高素质复合型人才，这是摆在机械专业教育者面前迫切需要解决的问题。[2]
由于历史原因，我国的教育体制借鉴的是前苏联的教育模式，学科分散且相对独立。如机械工程学科就多达十余个，这种教育模式下培养的学生专业面窄，所学课程内容陈旧，缺乏学科之间的交叉渗透，已难以满足当今社会发展对机械类人才的要求。1998年，教育部对专业进行了优化整合，开始了从专才教育向通才教育转变的教育理念。2012年公布的新的专业目录增加了覆盖面，拓宽了专业范围，开始从传统机械逐步向以机电、自动控制、智能化结合的现代机械转变。但随着智能化、网络化和现代设计制造技术的发展，其仍存在如下问题：课程设置单一、知识面和专业面窄、课程教学内容及方法与社会经济需求相脱节，这些都不利于我国人才的培养及国际化。
国外大学如美国麻省理工学院、康奈尔大学、德克萨斯州大学、明尼苏达大学等机械类课程设置普遍涵盖内容广，这种宽泛的课程设置，学科大类的构建，为学科的融合和技术的进步创造了很好的条件。澳大利亚悉尼大学、新南威尔士大学、莫纳什大学等，强调学科之间的交叉融合，如将机械专业与流动专业和传热专业融合，机械专业与信息专业的融合等，这种人才培养适应了本国社会和经济的发展要求。
增加专业适用面，以便更好地满足社会对人才的需求这一观点逐步被一些教育家和高校重视。国内像清华大学、浙江大学、上海交通大学、西安交通大学、华中科技大学等我国高校都结合自己的教学资源和人才培养特色，从管理理念、课程体系、课程内容等方面进行了改革，同时强调素质教育和学生团队精神的培养。
我校自2012新增机械设计这一专业方向以来，项目负责人及课程组成员在机械设计专业方向课程结构体系和内容的构建中，以强化不同课程间的互补和整合为原则，初步建立了机械设计方向课程体系。在2016版培养方案的制订中，针对课程之间部分内容重叠等问题，我们进行了大量的调研，重新对方案进行了优化调整，加强了各课程之间的有机联系，避免空白和重复，使课程体系进一步完善。
基于对目前国内外现状的分析及专家观点，我们提出了以数字化设计为主线，以培养机械类专业创新型人才为目标的机械设计专业方向人才培养模式，真正培养面向现代工程的具有国际视野的高素质创新型人才。
二、机械设计方向课程体系的构建
篇5
中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（a）-0020-03
教育部发出的教职成[2011]12号文件明确提出：“与企业合作开发虚拟流程、虚拟工艺、虚拟生产、虚拟运营等数字化教学资源，搭建校企数字传输课堂，将企业的生产过程、工作流程等信息实时传送到课堂，使企业兼职教师在生产、工作现场直接开展专业教学，实现校企联合教学”。数控专业认真贯彻[2011]12号文件精神，与北京数码大方科技股份有限公司（CAXA）和广州数控设备有限公司联合开发了数字化设计制造教学实训平台项目，用现代信息技术改造传统教学模式，共享优质教学资源，破解校企合作时空障碍。
1 项目现状分析
1.1 缺少体现先进制造业流程和能力培养的有效平台
目前各类职业学校的教学工作与学生就业需求普遍存在结构性矛盾。一方面，学生的专业技能训练与企业就业需求技能不匹配，学生毕业后不能快速适应企业实际工作的要求。另一方面，传统教育的内容与先进的现代化设计制造模式脱节，学校缺乏符合现代先进制造业需求的数字化教学和实训环境，课程设置、教学内容、教学手段无法满足用人单位对学生知识和能力方面的需求。
1.2 教学缺少企业真实生产零件，缺乏与企业深度融合的课程体系
学校需要根据行业标准和工学结合、校企合作的原则，建立与职业岗位标准相符合，与职业技能取证相衔接，与生产性实践相对应的模块化课程体系，形成对职业岗位指向明确的核心课程包和集教材、教学课件、实训项目、课程指导等内容的立体化课程教学包和教学资源库。同时，按照技能培养的要求和教、学、做一体化的教学设计，将教学地点要求也纳入课程标准。
1.3 缺乏有企业一线生产情况融入的教学资源
学校教学资源大部分是老师基于课堂教学开发出来的，缺乏企业人员参与的痕迹，容易脱离企业生产实际。当务之急是要有企业参与教学资源建设，并且把企业一线生产情况融入教学资源，与企业合作开发典型零件的虚拟流程、虚拟工艺、虚拟生产等数字化教学资源，搭建校企数字传输课堂，将企业的生产过程、工作流程等信息实时传送到课堂，实现真正意义上的校企联合教学。
2 项目目的
为进一步加强学生工程实践能力和创新能力的培养，促进相关课程的教学改革，保证和提高教学质量，进一步提高学科建设、科学研究、产品开发与制造的实力，更好地为学校相关学科和专业服务，促进学校各项工作的可持续发展，提出建设数字化、网络化的先进制造技术平台―― 数字化设计制造PLM（产品全生命周期管理）教学实训平台。
本项目在校企合作人才培养模式下，利用数字化的手段，固化典型制造业企业业务运行模式，实训设备和场地按企业生产要求组织，建立重现企业流程的信息化运行平台；实训项目结合学校的设备配置状态，针对实训教学的特点，重现企业生产场景，实训项目按照企业真实角色和流程来组织。在数字化设计制造教学实训平台里面，通过建立数字化设计平台、数字化工艺平台、数字化网络制造平台和数字化管理平台，使学生体验企业产品的整个生命周期的过程。通过企业参与学校办学，实现职业学校培养目标与企业用工要求的零距离，发挥校企双方积极性，加快培养应用性人才，促进职业教育与地方经济结合。
3 项目建设内容
3.1 整理典型制造业数字化生产流程
3.2 调研制造业企业的常见结构
3.3 调研企业对各岗位人员的要求
3.4 典型制造业设计生产流程教学中心场地规划
以实训中心场地和设备条件为基础，合理规划布局建立与企业6S管理一致数字化车间。包括数控机床的联网、车间6S目视管理、颜色管理、车间标识、车间设备标识、工具量具摆放、借出与归还等。
让学生在实训车间就可以体验企业的真实环境，养成良好的职业素质。学生从学校毕业就可以快速完成从学生到企业员工的转变，实现学校与企业的无缝对接。
3.5 搭建真实企业设计制造教学实训平台
利用已经有的以及计划购买的设备，建立起一个能够满足中级工、高级工和师资培训的实训平台。实现从市场分析、产品数字化设计、制造工艺分析与仿真、数控加工、质检、入库的实训平台。在这个实训平台上训练中级工、高级工和教师的创新设计能力、工艺分析能力、制造过程管理能力。培养学生具有新产品研究开发的初步能力，有较强的表现技能、动手能力与创造能力。
在实训中心通过数字化设计制造虚拟仿真平台，展示典型的设计生产制造流程，组织分工和协同的工作模式，以及整个过程中统一的数据管理模式和流程管理模式；展示学校数控专业的教学成果。
在平台里面，通过建立的创新设计平台、数字化工艺平台和先进网络制造平台，实现一个产品的整个生命周期的管理。
3.6 开展项目教学
按照企业项目管理模式组织，学生按照真实的角色进行协同工作，例如设计主管、三维设计工程师、二维设计工程师、工艺员、生产主管、编程员、机床操作工、调度员，并分配相应的数据访问权限，实现企业面向产品的订单、产品设计、工艺设计、数控编程及仿真、生产派工、检验、进度跟踪、工时核算等整个产品制造过程的模拟与组织。
将制图课程、CAD课程、CAM课程、工艺课程等融合到综合性实训流程中，让学生按项目组织方式协同完成一个产品或零件的完整生产过程。实现基于工作过程的项目式教学。让学生由被动式的听课转变为主动式的思考，增强学生学习积极性。
3.7 理论与实践一体化教学
应用视频采集系统，将机床面板操作视频及内部加工视频采集到一体化讨论区，解决学生“看不清”的问题，提升教学质量，杜绝围观，保障实训安全。学生可清晰的看到教师的操作，解决现场教学“看不清楚”的难题；学生在机床操作，教师可组织其他学生进行点评、讨论。
4 项目结语
数控技术专业、北京数码大方科技股份有限公司（CAXA）和广州数控设备有限公司共同搭建真实数字化工厂环境，共同开发项目教学，实现了资源教学过程、管理过程与企业流程一致，创新了教学管理模式；通过基于工作过程教学项目，实施了“校企合作、项目驱动”人才培养方案；通过改变传统的教学模式，实现了以学生为主体，“做中学 学中做”的教学模式。
参考文献
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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）28-0106-03
2013年，德国提出了工业4.0战略；我国于2015年5月提出了《中国制造2025》规划。所有这些都表明，当今的制造业正在向数字化、信息化、智能化方向深度发展，对制造业人才的培养也提出了新的要求。高等院校作为国家制造业人才培养的主阵地，也应该与时俱进，推动机械类专业教育教学改革创新。在此形势下，北京航空航天大学机械制造专业于2013年开始对原有的本科教学计划进行全面改革，包括：专业基础课、专业方向课和专业综合实践课。笔者作为机械制造专业方向课和专业综合实践课的一线教师，通过对改革中可能存在的专业方向课和专业综合实践课之间容易脱节的问题进行深入剖析，提出基于任务驱动的教学方法，并指出CAD/CAM虚拟设计/加工仿真是连接专业方向课和专业综合实践课的纽带。
一、机械制造专业教学计划改革的主要措施
机械制造专业原有的专业方向课程有“机械制造工艺学”（48学时）、“数字化制造技术”（48学时）、“先进加工技术及装备”（48学时）。这些课在内容上重复较多，占用学时也多，不利于学生挤出较多的时间学习新技术，比如“机械制造工艺学”和“数字化制造技术”都有关于加工工艺和典型零件加工方法的内容；“数字化制造技术”和“先进加工技术及装备”都有关于机床、刀具、夹具等的内容。并且，有些课程内容已不符合当今社会的发展需求，需要进行革新，比如“机械制造工艺学”主要讲的是普通机床的加工工艺，而对当今流行的数控机床加工工艺却很少涉及；“数字化制造技术”虽然针对数控机床和数控技术，但对当今流行的计算机辅助设计、制造、仿真等软件却很少涉及；“先进加工技术及装备”也需要增加一些当今新兴的加工技术（如3D打印、绿色制造等）的内容，同时删减一些较为陈旧的内容。
专业方向课的改革措施是将三门课的内容进行整合，最后形成两门，分别为“数字化制造工艺与装备”（64学时）和“先进加工技术”（32学时）。其中，“数字化制造工艺与装备”是对原来的“机械制造工艺学”、“数字化制造技术”和“先进加工技术及装备”（部分内容，计32学时）内容的整合，摒弃了原有教学计划中关于普通机床结构及加工工艺的介绍，而代之以数控技术、数控机床、数控工艺、数控编程、计算机辅助检测等内容。同时，授课学时也由原来的合计128学时压缩为64学时。通过该门课程的学习，培养学生具有数字化制造的基础理论知识，使学生能够初步掌握数控工艺和数控程序的编程以及现场质量检测的方法。
在实践类课程方面，机械制造专业原有两门专业实践类课程：“专业课程设计”（80学时）和“综合实验”（80学时）。这两门课程不仅内容陈旧、急需革新，而且两门课程之间缺乏应有的联系，造成了课时的很大浪费，授课质量和授课效率都很低。
综合实践类课程的改革措施是将原来的“机械制造专业课程设计”和“机械制造专业综合实验”统一为一门课程，即“机械制造专业综合实践”（80学时）。也就是说，在专业课程设计中设计的零件还要在综合实验中加工出来，从而保证了实践教学环节的连续性。授课学时也由原来的合计160学时压缩为80学时，并且在两周内集中完成。在实验条件上摒弃了现有教学计划中关于滚齿机、插齿机、磨齿机等早已过时的设备，而代之以数控铣床、数控车床、数控磨床等，这也同时带来了夹具的革新换代。
机械制造专业方向课和专业综合实践课改革方案如图1所示，整个课程体系以数字化制造为主线，由理论到实践，内容精练，避免重复。
二、基于任务驱动的理论―仿真―实践教学方法
教学计划的改革必然要带来教学方法的改进。在以往的教学过程中，理论课的教师只负责课堂授课，其中也会穿插少量的实验，但这些实验只是验证性的，而课程设计和综合实验课也是自成体系。这种各自独立的教学方法已不适应新教学计划的要求，主要表现在以下几方面。
1.专业方向课缺乏应有的课外实践环节，导致学生对课堂内容的理解不够深入，不利于培养学生的思维方式和创新能力。
2.专业综合实践课学时太少，实际可操作性差。按照新教学大纲的要求，学生要在集中两周的时间内完成给定零件的工艺过程设计、工艺装备设计、数控编程与零件加工等整个实践环节，内容多，时间紧张，不利于培养学生的工程意识和动手能力。
3.专业方向课和专业综合实践课脱节。从新教学计划对机械制造专业课的整合可以看出，“数字化制造工艺与装备”主要是培养学生具有数字化制造的基础理论知识，专业综合实践课是它的后续课程，目的是培养学生解决工程实际问题的能力。但两门课之间相对独立，缺少一个应有的联系纽带，使授课质量和授课效率都受到影响。
针对此情况，提出基于任务驱动的理论―仿真―实践教学方法。其基本思路如图2所示。
在讲授“数字化制造工艺与装备”课程的过程中，引入CAD/CAM虚拟仿真环节，学生以所学理论作指导，针对某一典型航空零件，利用UG、ProE等CAD/CAM软件完成数字建模、工艺过程设计、工艺装备设计，然后在CAM环境下生成NC加工程序，并利用Vericut仿真软件进行模拟加工仿真和参数优化。利用仿真软件直观、实时的优势，充分发挥每位学生的积极性、主动性和创造性，最终得到可以直接用于加工的数控工艺、数控程序及与之相应的组合夹具。
在专业综合实践课中，可以直接利用CAD/CAM虚拟仿真环节得到的数控加工工艺、程序、组合夹具等用于实际零件的加工。在数控加工中，对每道工序进行精度测量，验证虚拟仿真结果的准确性，并对数控工艺和数控程序进行修正，丰富和完善组合夹具单元库和机床加工参数优化库。这样，不仅保证了专业方向课和专业综合实践课之间的无缝衔接，还节省了大约40学时的课程设计时间，将其分配到专业综合实践课的其他环节中，保证了专业综合实践课的教学质量。
采取任务驱动的理论―仿真―实践教学方法，可以收到如下的显著效果。
1.初步建立接近工程实际的虚拟制造过程体系，并在本科教学实践中不断完善。
2.在专业方向课和专业综合实践课之间搭建一座衔接的桥梁，保证机械制造专业新教学计划实施的质量。
3.帮助学生建立现代设计与制造的思维模式，加深对设计制造本质的理解，培养学生的创新思维能力和实际动手能力，为今后利用先进手段开展机械设计、分析和制造打下良好的基础。
三、结论
采用任务驱动式教学方法，引入CAD/CAM虚拟设计/加工仿真环节，打破以往单一的数字化建模与加工仿真形式，采取以专业方向课理论作指导，经专业综合实践课验证，使学生在真实的任务问题下学习和应用知识，使所学知识得到巩固、加深和迁移，提高教学效率；同时使实践教学和理论教学融为一体，提高了学生主动学习的积极性，学生的动手能力和工程实践能力、分析问题和解决生产实际问题的能力得到了加强，较好地解决了理论和实际相结合的问题，提高了教学效果。
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一、前言
机械制造及其自动化数字化设计系统是作为一项复合型新兴技术，其独特的自动化、数字化使得传统的机械设备在技术和性能上有着很大的显著改变，具备更稳定、更快速、更高效的性能，设备上更为人性化，智能化和自动化。不可否认，这样的技术系统，在这二十一世纪里，不仅有巨大的发展空间，还有着跨越时代的意义。机械制造利用自动化的数字化设计程序对设备进行改造，实现设备可自行持续性的自动生产、加工、优化等过程。典型机械制造设备有机床、水轮机、传真机等。它们可经过机械制造及其自动化数字化设计系统的改造进而附于更多的功能，为人们提供更多方面的服务，更好的促进技术的创新，技术的发展。
二、机械制造及自动化的数字化设计系统的特点
随着我国经济的快速发展，工业行业的发展势不可挡，而机械制造及自动化的数字化设计系统在此领域优势凸显，与传统的机械设备相对比而言存在着以下几方面的优势特点。
（一）提高工业制造的效率
机械制造及自动化的数字化设计系统通过新一代的控制系统，使设备进而更为人性、智能从而代替人工操作的相关操作提高工作效率和质量，间接的也是针对某些特殊情况下，避免人工操作的意外情况发生，实现更好的专业操作。
（二）具有稳定的工作性能
机械制造及自动化的数字化设计系统可以在机械设备的正常运转中，难免会发生系统故障，一旦发生故障，可自行分析系统故障原由、扫描漏洞，进而及时修复系统问题维持系统的正常运转。传统的机械不能如此进行自我修复故障，维持正常运转，还需人工监控才能确保机械工作的正常运行。
（三）工作更快捷方便
机械制造的工作，不同部件的制造，其精准度和规格往往大不相同，因此，总是需要人为对此进行各种调整，难免会出现误差，导致产品规格不及格，造成经济的损失。而机械制造及自动化的数字化设计系统可根据实际，设置多种生产模式，需要时只需输入相对应的指令便可自动调整为另一种生产模式，除了精准度高意外，一旦出现偏差，会自行矫正，使得机械制造流程更为便捷。
（四）绿色节源
机械制造及自动化的数字化设计系统的结构小，重量小，相对消耗的能源也小。因而符合我国倡导“绿色环保”的社会理念，其日后在的相应领域中会倍受欢迎，更是紧密联系着我国建设节约环保型小康社会的发展观念。
（五）应用领域广
机械制造及其自动化数字化设计系统作为一种复合型新兴技术，适用于多方面领域，凭借其自身分析、处理故障的高效性能的绝对优势，可在多个领域立足，满足社会中人们与日俱增的个性需求，其产品质量安全有保障。
三、机械制造及自动化的数字化设计系统技术的现状
宏观这发展快速的工业领域，在人们日渐俱增的个性需求挑战下，目前机械制造及自动化的数字化设计系统技术方面经过历练成熟了不少，其发挥的作用也在这个社会上备受关注。
（一）工业制造业的新星
机械制造及自动化的数字化设计系统技术的自动化、智能化、自我维修故障等优势，比传统机械制造的产品更好、更快，产品类型也更加的多样化。机械制造及自动化的数字化设计系统技术在工业制造领域的普遍应用，证明了机械制造及自动化的数字化设计系统技术的成功，成为工业制造领域的新星。
（二）满足工业发展需要
机械制造及自动化的数字化设计系统技术的成功，掀起工业领域新一番热潮，工业各产业机构的竞争也越来越激烈。工业的制造是满足工业发展的需要为前提进行。机械制造及自动化的数字化设计系统技术全面提高了产业结构链，在相对的优势上，更能有力的占据工业市场的主导，能够基本满足自身发展的需要的同时，也能够给其他的产业提供便利的需要。
（三）提升产品的档次
机械制造及自动化的数字化设计系统技术代替了传统的机械化制造技术，就目前看来，机械制造及自动化的数字化设计系统技术体系逐步在工业领域中完善，进而从中了解“科学是第一生产力”的硬道理，在生产制造方面更具有强大的动力、支撑力，促进着工业领域的发展，也提高的机械设备的质量，进而提高产品的档次。
四、机械制造及自动化的数字化设计系统技术的发展意向
从机械制造及自动化的数字化设计系统技术在工业制造领域的成功到工业领域机械制造及自动化的数字化设计系统技术体系的完善，让我们对机械制造及自动化的数字化设计系统技术方面有着更深层的了解，进而对其日后的发展进行探索分析。
（一）技术趋向多元一体发展
机械制造及自动化的数字化设计系统技术的复合型功能，让我们体验到了前所未有的方便，快捷。正值当前，将更多项功能技术结合为一体，这样的产品形式是工业领域各方面技术相互交融的结果，进而追求更大工作效率的机械设备，提供更高质量的产品，推动产业一体化的发展。
（二）技术追求更智能化
机械制造及自动化的数字化设计系统技术的智能化是重要的技术指标之一，自动化的管理，降低了劳动者的负担，提高了工作的效率和精准稳定，通过自我修复等高效性能，很大程度的保证了工作的正常进行。追求更智能，不仅是为了让机械设备的稳定性和可靠性的提升，还是想让使其更人性地作为一个“人”，拥有类似人一样的思维对工作的操作程序等进行更快速，更合理、更正确的分析、处理，不断的把产品制造做得更加完美。
（三）系统技术多模式化
机械制造及自动化的数字化设计系统技术多模式化的研发设计，是为了提高产品制造的效率和速度而进行，面对人们需求各种各样的产品结构，通过机械制造及自动化的数字化设计系统技术多模式化实现不同结构的产品制造，产品制造过程规范、有序，也保障产品的质量，更好的在制造业中立于不败之地。
（四）绿色环保的工业制造
如今这社会现实，经济正在飞速的发展，但是环境质量却是飞速的下降，“绿色和谐社会”是我国正提倡的理念。因此，希望社会在经济发展的同时，也能考虑到自然的影响，减少对环境的污染。资源不是取之不尽，用之不竭的，对此低消耗能源，低环境污染的机械制造及自动化的数字化设计系统在现在具有非常重大的研究意义，争取做到机械制造及自动化的数字化设计系统所制造的产品经利用之后还可以再次回收利用，共创绿色和谐生活环境，坚持贯彻落实可持续发展的观念。
（五）数字化设计系统网络化
如今，全球信息化正是高速发展的阶段，网络应用的领域越来越大，而且信息化正逐步延伸至基层，并与人们的日常生活紧密联系。把机械制造及自动化的数字化设计系统网络化，可以远程控制设备服务器，进而达到远程监控设备的效果更方便、快捷利。也可以利用信息化交织成的信息网把产业领域扩大，面向全球销售产品，促进产业的发展。
五、机械制造及自动化的数字化设计系统发展举措
随着机械制造及自动化的数字化设计系统的普及应用，使得不少企业机构采用机械制造及自动化的数字化设计系统让企业处于不断生产运营状态之中，有效提高企业经济效益，抢占市场行情的商机。如今正处于机械制造及自动化的数字化设计系统发展阶段，以下是对机械制造及自动化的数字化设计系统发展进行设想的发展举措。
（一）调整数字化设计系统
企业机构之所以采用机械制造及自动化的数字化设计系统，全在于它可以为企业提供快速且高效率的生产力度，进而生产高质量的产品，提高企业的经济收益。历史的足迹告诉我们，不可盲目求快的发展，要根据实际生产情况，一步一步，脚踏实地将机械制造及自动化的数字化设计系统全球化。其原因有两个，一是因为相关领域的国际、国内市场竞争太过于激烈，弱肉强食的社会现实即便是知名企业，也会有面临倒闭或被兼并的可能；二是信息化的全球促进了各方面的发展，也加剧了彼此之间的竞争。只有以生产的实际情况作为技术发展的基础，保证足够的资金周转，才能应对不时之需和新技术的研发。
（二）研发可快速盈利的方案
科技是不断更新的，投资过高，收益见效太长的机械制造及自动化的数字化设计系统技术相对市场的性价而言比往往不受大众青睐，而投资少，见效快的机械制造及自动化的数字化设计系统是我国国情最为需要的，有着很大的潜力价值，和广阔的前景，便于与时代共同进步。此外，减少投资的方式可利用网络进行宣传，进而扩大宣传力度，进而推动机械制造及自动化的数字化设计系统发展进度。
（三）结合国家政策发展
绿色生产线是国家现在倡导的生产方式，绿色生产线保证了产品的安全性，经利用后可再次利用，尽最大努力将机械制造及自动化的数字化设计系统对环境的造成的负面影响。脱离政府政策支撑的企业是不可能快速发展的，也只有在政府支持的情况下，才能保证企业能够长期、稳定的发展下去。
六、总结
机械制造及自动化的数字化设计系统的发展经历了刚性自动化，柔性自动化，目前正向综合自动化发展。传感检测技术系统、自动化控制系统、接口技术、精密机械设计系统等机械自动化是工业制造中面临的主要挑战，而且各方各面的行业领域正以迅猛的形式在这个经济信息全球化的社会发展中，机械制造及自动化的数字化设计系统对于现在的时代来说是比较具有研究价值的领域，因其应用领域非常广泛，不但逐渐与人们的日常生活联系在一起，也与其他的行业领域联系在一起，如电子行业、网络信息行业等领域密切联系在一起。利用其他领域信息技术和经验充实自己，更新自己，实现多元一体化、人性化、智能化、网络化。此外，还应清晰理解机械制造及自动化的数字化设计系统机械工业领域中的重要地位，并突破技术引进形式的研发模式，日后研究出更为高端的机械制造技术。
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1. 前言
本文是基于“工业化”与信息化融合及国家大力发展职业教育的大背景下，结合工厂的实践及高等职业教育的教学实践，进行的关于职业教育改革的思考。
范围界定：数字化工厂（DF）概念很广泛，本文特指离散型制造企业，结合到职业教育中的具体专业包含但不限于“数控、模具、机电一体化、机械设计与制造等”。
2. 需求的提出
“教改、加强实践、基于工作过程的教学、项目式教学、体验参与式教学......"如今已经在广泛讨论和尝试，但最终到要落脚到我们的服务对象（制造业）上去，那么我们服务的制造业到底是怎么在运行、怎么在工作呢？这些如何纳入到我们的教学中去呢？师资队伍是否能够适应？教学素材是否切实可行？教学的课时和成本是否可以有效控制？教材如何匹配？
综合来讲，就是解决“学什么/教什么？怎么学/怎么教？”的问题。
3. 解决思路
从国家工信部的合并组建，到其提出的信息化“两甩工程——甩图、甩帐”，都可以用一个概念——数字化工厂——来描述先进制造企业。
“数字化工厂”就中国制造企业目前来讲，主要包括PLM和ERP两大系统，如下图：
图1 中等批量生产制造企业信息系统
而职业院校理工类教学主要是培养技术的技能，属于PLM系统的范畴，因此引入的数字化工厂教学平台就是指PLM系统，在此系统中，包含了设计、工艺、制造（编程与加工）、及此过程中的管理等方面；此数字化工厂教学平台系统具体包括以下几部分：
3.1.实践环境：将数控设备、计算机中心通过PLM软件系统集成为一体；
3.2.教学：采用项目式教学，开发如热气机、减速机、手机模具等一系列项目，通过一个个实际的项目课题组织教学，并贯穿始终；一方面让学生掌握这些信息化软件，更重要的是让学生自己动手参与这样一个从设计、出图、编工艺、编程序、加工操作全过程的实际项目，培养兴趣，锻炼对岗位的认识、工作过程的认识、强化实际操作动手能力。
3.3.教材：由于课程的连贯性更强、甚至是教学大纲也将有较大的调整，与“数字化工厂教学平台”相关的教材就非常重要。
3.4.师资培养：今天老师大多是从学校到学校，没有企业经验，需要借助校企合作帮助老师的提升。
今天制造企业中应用非常广泛的“CAXA数字化工厂——CAXA PLM”是很好的技术支撑平台，再加上其大量的制造企业经验及教学经验，是很好的选择。其构成平台如下图：
图2 CAXA数字化工厂模型
图3 依托CAXA数字化工厂平台进行项目式教学
4. 结语
如今随着国家对教育的投入力度加大，越来越多的中高职学校以示范校建设为契机，全力开展与企业接轨的专业建设，汲取企业的先进制造经验，其中数控、机电、模具等专业均建设数字化工厂项目，数字化工厂项目模拟企业模式，通过PLM体验中心、现代实训车间、8S管理等内容建设构建出数字化工厂模型，再配合企业应用广泛的CAD/CAPP/CAM/PDM/DNC等软件，完成数字化工厂核心内涵建设，并由此展开教学模式改革，做到真正与企业接轨。
参考文献：
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P键词： 数字化技术；高等职业教育转型发展；应用型本科
Key words： digital technology；transformation and development of higher vocational education；applied undergraduate
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）10-0192-03
0 引言
转型是高等职业教育对技术发展和产业升级需要的主动适应，也是对自身价值和定位的重新思考和调适。职业教育作为人类社会文化整体的单位之一，与政治、技术、经济等文化单位密切相关，所以转型发展必然是一个复杂的过程，也是一个内外互动的过程，而处于转型初期的转型主体必然也会面临着诸多的内茫和外困。转型主体一般对外部的宏观语境难以发挥主导和决定作用，必须加大力度投入到中微观层面要素的改革和重构，走内涵式、提质式发展路径。转型主体中微观层面的内部改革转型的展开方式、切入点选择成为首先面临的问题。
1 高职转型发展途径的数字化切入点选择
奥格本的社会变动论中提出了“文化基础”这一假设，认为社会变化由文化引起，文化拥有发明、蓄积、传播、调适四个特征，发明具有更为重大的意义。技术的创新和发展包含于发明因素之中，教育则能够在蓄积、传播、调适因素中得到体现。同时他提出了“文化滞后”的概念假设，认为文化各个部分并非以同样的速率发展。技术和教育分别属于文化的不同部门，技术发展引起产业变化，产业变化要求教育进行调适。产业是独立变量，教育是从属变量，产业和教育属于典型的“文化滞后”现象。职业教育与技术和产业密切相关，以技术发展为依赖和载体，是人类生产在教育领域的延伸。虽然在社会文化变动的实践层面，职业教育发展涉及的因素更为多元，过程更为复杂，但是也可以了解技术在职业教育发展中所起的决定性作用，也可以说技术是职业教育转型发展的根本动因。
当前，网络、人工智能等数字化技术已经突破了社会生产的框架，波及到了社会文化和个体思维层面。技术成为除“人、文化、教育”三个维度之外理解和重构职业教育必不可少的新维度，选取技术作为视角和切入点来探讨高职转型途径符合职业教育发展的内在规律和价值诉求。如图1所示。
2 高职转型的数字化策略
我国高职转型是在新一轮技术革命的背景下展开的。在工业4.0概念背景下，网络化、数字化、智能化成为产业的核心特征。数字化技术发展改变了产业和社会的展开和呈现方式，并催逼职业教育进行调整和适应。
2.1 数字技术文化情境下的高职转型目标调整策略
数字化技术文化中的高职转型本质上是职业教育的现代化，包含了职业教育价值观、目的观、功能观、体制观、内容观、方法观、质量观、师生观等全面变化，而价值观和态度是内核和关键。数字化技术引起的文化变革蕴含了新的效用价值、观念、规范、思维模式和行为方式，并进一步重构人类的文化内蕴和价值取向。教育学的文化性格也从“科学”转向“文化”。个体在数字化成长的过程中享受更多时间自由、空间自由、充足资源和发展可能性的同时，也面临着技术受控、自我异化、自我分裂、自我意义消解的困境。
高职转型，理念先行，办学理念决定政策制定和行动实施。高等职业教育转型必须一步到位，避免升级而没有转型，又落入到学术性大学的发展窠臼。转型也不是“拿来主义”，不照搬照抄国外经验和学术性大学经验，而要强调创新和融合。高等职业教育学校需要走在个体发展的前面，为个体发展创造一种开放的、多元的、促进学习者深度参与的教育生态。高等职业教育转型理念要与社会结构和价值观相匹配，或者更富有前瞻性和动态性。技术实践要与中国社会、文化相融合，进一步形成具有一定民族特性的价值观体系。
2.2 数字化情境下的高职转型组织管理策略
高职转型后的办学定位大多是服务于地方和区域经济，校企合作、工学结合也是高职人才培养主要的模式之一。政府、企业成为影响高职转型、快速发展的最有力的两个外部因素。政府和企业组织结构和管理理念必然会对高职院校管理者的管理理念和院校管理体制造成很大的影响。
高职院校转型后的组织管理在多元合作和技术促进的双重要求和作用下，必须对组织自身连接松散、目标笼统、依赖性强、合作性差、静态封闭、竞争意识缺乏等问题进行改进。首先，数字化技术的引入将为教育组织内子系统之间的联系和沟通提供支持，加强组织内部以及与组织外的连接，使组织管理跨越时空限制、更趋多元化、开放化和有效化。其次，随着组织内个体自我调节和自我管理能力的增强，以及数字化技术的辅助，组织分层要不断减少，使组织结构不断趋于扁平化，促进管理决策更加民主和高效。第三，在数字化技术管理的情境中，组织管理的基本过程和流程需要随着组织结构变革不断进行重新设计和再造。第四，加强组织中个体自我管理、自我学习能力的培养，激发组织成员的主动性，适应组织发展和变革需要。最后，转型发展的高等职业院校必须打破非赢利性组织惯有的管理文化，不断将营利精神和市场意识引入到组织管理中，提升组织个体的集体感和融入度，提高组织整体竞争力。
2.3 数字化情境下高职转型教学改革展开策略
数字化、网络化、智能化技术是智能制造的核心要素，知识化员工和终身学习成为人才培养新要求。数字化技术成为高等职业教育教学展开的宏观背景，数字化技术素养成为人才培养目标结构中的要素，数字化技术应用成为教学中的必不可少的内容，也成为有效化教学和终生学习实现的强有力支撑平台。
2.3.1 学科和专业建设
高职转型后的学科和专业设置决定了学校发展服务的方向，一般地区和行业为学校专业设置的主要决定因素。数字化技术的发展一般不会对学校的专业结构和专业设置模式造成决定性影响，但是会影响专业调整的周期和方式。转型后的高职院校首先要在办学定位明确的基础上对专业进行重新考察和评估，考察和评估的第一步既是建立信息渠道，获取需求信息。当前，大数据、云技术等网络技术能够广泛收集、精确分析相关数据，结合行业需求和技术更新，进行职业分析，确定职业能力，提出专业方案，或者在原专业基础上更新专业教学内容，拓展展业课程覆盖面。
2.3.2 课程建设策略
在数字化背景下的职业人才培养中的课程建设目标应该是双向度的。在整体课程建设上应扩展课程的外延，将学校课程扩展为显性课程和隐性课程两类，隐形课程以树人为目的，包含学校所有的文化影响。显性课程以成才为目的，以各专业培养方案为主线。
在显性课程的开发建设中，数字化技术重构了课程的基本要素和基本结构，贯穿到课程目标定位、内容选择、资源开发、组织实施、评价等整个流程中。数字化技术拓展了课程开发、建设的主体观和时空观，课程开发过程不再是一劳永逸，而是形成性循环发展，不断更新完善的；课程开发主体不仅限于某单一主体，而是多元参与，开发者、使用者、学习者等同样可以参与到课程开发中。高职转型后的数字化课程建设并不能仅囿于技术论、工具论和思想论的取向，更关键的是将数字化作为行业或者专业建设和发展的文化、社会、价值和观念背景。数字化技术文化存在于行业和专业中，而不是仅仅体现或者应用在专业教学中。这就意味着数字化课程建设并非要以数字化技术为核心，而应以行业、职业和专业为中心。数字化课程建设的核心内涵应该是行业数字化技术的存在方式、生产方式和发展方式，以及与之相应的价值观念、行为规范等的复合。
2.3.3 非正式学习开展策略
在数字化背景下，高职转型后的教学改革和创新过程中，非正式学习的地位和作用将越来越得到彰显，一方面原因是校企双元制人才培养模式的需要，另一方面也是符合学习过程中个体主体地位和主动意识不断凸显的学习理念。转型后的高职院校，校企合作、工学结合仍然是人才培养的主要模式。工作场所学习是这种人才培养过程中必不可少的阶段。同时，在终身职业教育体系建设中，工作场所中的非正式学习也成为主要的实现手段和组成部分。在数字化教学理念和情境下，微课、慕课、翻转课堂、E-learnning、混合式学习等学习形式也正在逐渐打破传统教学中教师主体教学模式，体现出以学习者为中心和主体的教学理念，逐渐成为校园学习的一种重要形式。在这些非正式学习形式中，数字化技术将发挥至关重要，甚至是决定性的作用。校企合作培养模式中，双向互动、支持全面的数字化教学平台将为校内教师、学习者和企业导师提供沟通合作支持，使校内教学和工作场所学习具有更系统的联结。
3 案例
以“微课程”为教学单元，从教师课内教学、学生课外学习两个层面，开展教学活动。首先，“微课程”视频的设计。主要有两种思路：第一种教师依据预设的问题，通过问题层次细化及问题逻辑关联后建立的问题逻辑体系，构成“微课程”的教学内容；第二种是在收集学生问题并与教师预设的问题对接，调整原有问题体系结构或重设问题后，制作“微课程”视频。教师通过集体备课，选择部分教师拍摄四段“微课程”视频，时间各为8～10分钟，上传到“慕课”平台，作为一课时的教学内容。再次，“微课程”的教学实施。教师可以自己决定在课堂上现场授课或播放“微课程”视频。如果播放其中的一段视频，让学生先观看视频中教师的讲解，可以把课堂的时间节省出来，师生、生生之间可以进行面对面的讨论。如果把本校或其他学校最优秀教师的“微课程”视频课录下来，让平行班的学生一起学习，对学生来说则是充分享受了优质的教育。学生除了课堂学习外，通过“慕课”平台可以自主开展在线学习、在线做作业、在线答疑等学习活动。由于有了“微课程”，这种教学模式会倒逼教师将更多的精力用于研究教学，大大提高了学生的学习效率。
4 总结
数字化技g文化变革是高职转型的起点和主线，也会成为沟通转型主体内外部因素，牵引整体性变革的有效动力和抓手。作为转型发展的主体，改革发展必须以教学为核心和根本，也必定要从教学改革抓起，这是转型院校的首要任务，也是院校自身改革发展最合适的着力点。
参考文献：
[1]郑娟新.文化再造职业教育―基于技术变迁的视角[D].上海：华东师范大学，2014.
[2]柳友荣.我国新建应用型本科院校发展研究[D].南京：南京大学，2011.
篇11
中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2015）24-0111-03
高职教育数字化资源设计模式共包含九个模块，即确定与分析资源建设目标、高职学习者分析、学习资源内容分析、资源环境分析、教学策略设计、多媒体学习信息设计、形成性评价、修改、总结性评价。[1]下面笔者结合高职教育数字化资源实例“工业产品造型鉴赏”网络课程来阐述资源设计过程及理念。
确定与分析资源建设目标
1.确定资源建设目标
工业产品造型鉴赏网络课程面向的主要是数控、模具、机械、汽车和电工电子等工科专业的高职生。笔者通过分析高职师生对数字化资源的偏好和期待以及现实状况，得出该资源建设的目标为建设符合高职学生的认知特点，能够满足其学习需要的网络课程。同时，内容应通俗易懂，适合没有艺术基础的工科学生学习。
2.分析具体资源的教学目标
在该资源的设计过程中，高职教育学科一线教师全程参与其中，并科学合理地设计具体资源的教学目标。
学习者分析
学习者分析包括一般特征、认知特点、知识储备、学习动机、学习风格和数字化学习经历六个方面。其中，具有共性意义的一般特征、认知特点和学习风格三个方面，采取量表调查和文献研读相结合的方法；而个体差异性较大的知识储备、学习动机和数字化学习经历三个方面，采取非正式访谈为主，力图获得更具真实性的数据。
网络课程的内容分析
数字化学习资源的内容分析是后续对该资源进行策略设计、媒体设计、平台选择、评价的依据。在进行内容分析时，笔者采用主题分析的方法明确了网络课程的内容，包括工业产品造型设计的启蒙时期、成型时期、成熟时期、繁荣时期和多元化时期；采用程序分析的方法明确了学生完成学习任务需要的具体步骤、线索和顺序；采用关键动因分析的方法获取了与网络课程相关的人际技能与态度。同时，通过访谈，了解到部分学生认为自己缺乏学习课程内容的先导知识以及审美情趣。因而，笔者在对资源进行设计时，应避免使用过多的专业术语，并使学生明白该课程学习的重要性。
资源环境分析
资源环境分析可从绩效环境（应用环境）和学习环境两方面来展开，同时，重点关注真实的社会环境与高职学生所学新知识的关联及高职学校教学环境的客观情况和影响数字化学习的限制条件。
通过访谈及毕业生反馈，笔者发现学生在工作后涉及有关产品造型的工作时，常常存在艺术及审美等方面的不足。因此，在教学内容的构建上，从工科制造类学生的学习特点和专业背景出发，以“艺术浸润技术”为理念，侧重专业教育与艺术教育的有机融合，为工科制造类学生后续专业课程和实践实训课程提供必要的补充。
关于高职学校的信息化建设情况，笔者对江苏省高职教育数字化资源建设现状作了调研[2]，结果表明，学校信息化水平总体较高，高职院校都比较重视信息化基础设施建设。近几年，随着信息技术和社会经济的发展，多媒体教室及座位数都有了较大的提升，基本可以满足学生的数字化学习需要。
网络课程的教学策略设计
下面结合实例阐述网络课程“工业产品造型鉴赏”中的教学策略设计。
1.引起注意
图1是网络课程中，在讲授“马金托什设计风格的形成”时的一张配图。课件中两张椅背超过常见椅背高度的新奇图片引起学生的注意，使学生对马金托什的重视简单直线的设计风格有了更深刻的印象。
2.告知学习者目标
图2是“学习指导”模块中“学习目标”部分的截图，通过明确展示学习目标，吸引并保持学生的注意力，并建立学习内容的认知关联性。
3.提示学生回忆先前的学习内容
网络课程中“学习指导”模块的“学习指南”部分，明确要求学生“了解成型工艺及其产品特点的基础知识”，提示学生回忆先前的相关知识，帮助他们建立已有知识与新知识之间的关联。
4.呈现刺激材料
图3是网络课程中首页上展示的一个极具设计感的概念车，通过这种特征鲜明的表现形式呈现学生所要学习的内容，以便更好地激发学生的学习兴趣。
5.提供学习指导
图4是网络课程首页的“课程论坛”模块，该模块能够为学生提供学习指导，帮助学生自主学习，并能够及时地解决学生学习中的疑问与难题。
6.对学生的行为表现及时反馈、科学评价
下页图5是网络课程中“练习图库”模块的截图，学生进入该模块进行练习，巩固所学新知。然后教师给予反馈，评价其行为表现。这样不仅有助于学生进一步掌握所学知识，而且也给了他们一个亲自验证对新知识的理解是否正确的机会。
7.促进保持和迁移
除了上述的学习模块，网络课程还要为学生提供多种形式的、新颖的练习，从而提高学生的综合能力、艺术修养。例如，在让学生回答各位大师的主要设计理念之后，再设计少量的大师与其代表作之间的连线题，让学生在头脑中建立起关于这部分学习内容的“立体化”印象。
多媒体学习信息设计
江苏省高职教育数字化资源建设现状的调研显示[3]：目前数字化教学资源中，常见的五种多媒体资源类型按数量由多到少分别是文本、图形图像、视频、音频和动画，其中文本所占比例最高，且存在多媒化资源偏少，文字资源偏多的问题。针对这些问题，笔者在网络课程中加大了视频、图像等多媒化资源的比重，并根据学习资源的特点、学生的认知特点及学习需要，妥善地进行了资源设计，降低了学生的外在认知负荷。
评价及修改
对网络课程的形成性评价所包含的因素有建设目标、学生分析、内容分析、资源环境分析、教学策略设计及多媒体学习信息设计。评价后，可以根据评价结果对每个因素作出调整，如微调建设目标，增加或删减学生分析要素，扩大或缩小内容分析的外延，增加对资源环境分析的考虑，调整学习资源中的教学策略，调整学习资源中的多媒体信息设计，以及其他具体内容的调整。
例如，图6是网络课程“作品赏析”模块的一幅图片，笔者起初设计的每张图片下并没有文字性的说明。试用后反馈显示，大部分学生希望在该预览页面出现展示的产品的文本信息。而理查德・迈耶的多媒体学习理论则强调空间邻近定律，即书页或屏幕上的文字与其相对应的画面邻近呈现比隔开呈现能使学生学得更好。因此，笔者根据学生的意见对其进行了修改，帮助学生能够轻松地选择自己所需要的内容。总之，在形成性评价中，教师更多、更细的思考将对学生的学习效果产生积极的影响。
参考文献：
篇12
中图分类号：G712 文献标识码：A
楼宇智能化工程技术专业是高职院校普遍开设的主干专业，各校的培养目标不同，课程的侧重点不同，但多数培养操作型的技术工人。黑龙江建筑职业技术学院根据专业招生生源的特点，结合本校在典型企业的就业现状及发展规划，确定了本校人才培养的目标是培养高级技术应用型的“金领”人才，《综合布线与通信网络》是楼宇智能化工程技术专业的重要专业课程。通过本课程的学习，使学生全面系统的掌握局域网、综合布线工程设计的基本知识；熟悉网络、综合布线及智能建筑国内外标准与规范，掌握综合布线工程施工与管理、局域网组网与操作系统软件安装的基本技能，为今后从事智能建筑网络、综合布线工程与管理工作打下良好的专业基础。
1《综合布线与通信网络》数字化教学资源建设的现实必要性
（1）现代技术的影响。越来越多的高校重视信息化建设，校园网的建设、平台的构建，Ipad、智能手机等电子阅读设备功能的不断完善，网上大学的不断建立，数字化技术的不断更新，为数字化教学资源建设搭好了舞台。形态多样的数字化教学资源，具有区别传统教材的独特优势，将满足学生课后对知识的需求。《综合布线与通信网络》数字化教学资源给课程教学带来巨大的变化。
（2）高等教育质量全面提升的要求。现在以教为主的教育模式逐渐向“教师为主导、学生为主体”的方面发展，大学教育由侧重于知识传承发展为要求大学生在知识、素养、能力等方面全面发展，诸如此类的变化必然呼唤与之相适应的高校教材。信息时代的高等学校教学，要及时更新教学内容，将新知识、新理论、新技术、新方法源源不断地引入、充实到教学内容中来，为学生提供符合时代要求的教学内容。数字化教学资源的建立，具有先进性、开放性、互动性和自主性。
（3）青少年群体对于新技术和新事物具有天然的好奇心，他们越来越习惯于通过无线网络在电子资源库查询资料，进行数字阅读。数字化教材，融文字、声音、动画为一体，能调动学生的多种感官，使学生如临其境，加速和改善学生对世界的理解，激发学习兴趣。数字化教学资源不限时间、空间等优势也使大学生阅读更加便捷。
2《综合布线与通信网络》数字化教学资源建设对学生学习积极性培养的促进作用
《综合布线与通信网络》课程的内容较多，不仅有知识的传授，还有综合布线系统的设计；不但有专业内容的教学，还有基本素质的训练（设计能力、操作能力、协调能力和学习能力）。在传统的教学方式下，学生学习绝大部分是在课堂上进行的，由于课堂时间短，学生多，往往不能亲自进行实践，数字化教学资源能为课堂教学活动外的自学提供较为真实、自然的教学环境，学生可以根据教学目的、内容和语言功能项目从网上的资料库中选取和下载适当的图片、录像片段、文字介绍等，自由组合资料创设出理想情境。多媒体模拟仿真技术创造的各种真实情境，可以有效地刺激学生的学习欲望。由于每次课程不是从定义出发，而是以实际问题引入，以实例引导，以解决实际问题为动力。从实践到经验，并进行总结。努力调动学生的学习积极性，千方百计提高学生的参与程度。课内外结合，讲、做、问、答、练、考、多线并进，使整个课程成为一个有机的整体。
3 《综合布线与通信网络》数字化教学资源建设
依据课程体系制定资源建设的总体架构，体系组成上包括课程总览、理论课程、网络课程、课程设计、实验、实训、试题库、考证培训、软件资源、信息交流等模块资源。
数字化教学资源建设首先制定底层素材技术标准、学习情景素材技术标准、元数据技术标准等。资源编目及属性描述需遵循教育部教学资源数据规范，尽量采用精简数据格式的视频和音频格式文件。在建设上采取校企联合方式，与专业实践企业基地密切联系，媒体素材取自企业实践的案例；紧跟企业技术发展趋势，改革课程体系培养“无缝对接”的高级应用型人才，紧跟企业信息化、数字化、虚拟化、集成化制造的大潮，大力发展工程软件资源建设，选择典型的行业工程软件，素材建设着重利用三维实体造型技术和动画仿真技术，使课程形象直观。
利用图片、视频和音频编辑软件进行素材编辑处理，保证分辨率和清晰度。加强数字化版权保护意识，利用密码加密的PDF文件代替WORD文本文档素材，利用密码加密的PDF文件代替POWERPOINT课件文档素材；为压缩打包文件设置解压密码；利用视频加密软件对视频进行加密处理，播放时输入密码方可播放；利用水印工具为视频和图片素材添加可见或不可见水印。
随着高校改革的进一步深入，科学技术的进一步发展，数字化教学资源建设是未来必然的趋势，但其建设也不是一蹴而就的，其不断发展、逐步成熟，需要社会环境、应用条件，消费习惯、国家政策等各面的共同支持。
参考文献
篇13
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.10.059
Abstract The fundamentals of materials molding technology is an important mechanical professional basic course. Combined with the main problem of this course in college teaching， the teaching content and the teaching methods were discussed how the digital and practical teaching combined with the course. It is better to cultivate practical and innovative ability and master new techniques and technologies for students based on the training center and the 3D digital lab.
Keywords digital teaching； practical teaching； teaching reform
0 引言
要实现“中国制造2025”的目标，必须推进信息技术与制造技术深度融合，推动制造技术往高端和智能方向发展，才可实现制造强国战略目标。人才是前进的动力，是力量的源泉。高等学校是培养人才的最大基地，对人才的培养和教育不能与社会脱节，不能闭门造车，否则跟不上时代的发展。课程的教学如果不改革，继续墨守成规，培养出来的学生毕业后无法尽快投入工作，企业又将花费巨大的人力和物力培养学生适应工作岗位的要求，无形中增加社会的成本。因此，我们必须要对教育课程做出相适应的改革。
文华学院机械专业以学生为本，尊重学生个体的差异性，制定因人制宜的培养方案，在培养学生过程中重视实践培养，充分发挥每个学生的潜力，打造本专业的优势，突出本专业的特色。文华学院的机械专业在重视实训、实验环节同时加强理论教学，尽可能做到理论和实践的完美结合。本专业目标培养高级应用型本科人才，利用自身的实验室大力培养学生的创新与实践能力，培养学生具有较强的实际动手能力、开拓的创新精神， 材料成型工艺基础课程结合本校数字化建设，依靠金工实训中心和三维数字化实验室，引入数字化和实践化教学，真正让学生体会材料不同成型工艺的魅力，让自己所学的知识融入实践中，在操作中强化理论知识，又使得理论知识应用于实际操作，既加强了学生的理论知识掌握，又让学生提高自身的实际动手能力。
1 课程的教学改革必要性
“材料成型工艺基础”作为本校机械专业的专业基础课，涉及到除机加工以外的各种冷、热加工工艺，包括：铸造、塑性成形（锻造和冲压）、焊接以及其他成型方法。本课程不仅让学生了解到材料成型工艺的基础知识，又要让学生知道未来成型工艺的发展趋势。为了提高本课程的教学质量，必须对本课程进行教学改革，从教学目标、教学方法、教学环境等多面进行有效的合理改革。
“材料成型工艺基础”课程随着制造业的飞速发展，工业领域内的新型材料和新技术、新工艺的不断更新，其课程的内容日益丰富。此课程信息量大，内容多庞杂，重点不突出。如何在有限的40学时内完成教学大纲的规定目标，成为一个难题。目前，课程的教学采用传统的课堂教学，即使采用多媒体和模具教学，也难以摆脱目前的尴尬境地。加上机械专业的学生对课程的学习自觉性、主动性较差，这些教学方法和手段难以调动学生的积极性。
本课程的主要考核采用开卷命题型考试，题型多采用填空题、简答题、综合题、选择题等形式，试卷题型丰富，涉及知识面广，考核学生掌握所学知识的能力。但是基于课程内容多，采用开卷考试。因此，对于那些平时不上课或上课不认真听讲的学生，只要考前突击看书，便可顺利通过。显然，这与我们设置本课程的教学初衷大相径庭，学生不能真正掌握知识，对能力的培养起不到作用。
2 课程的教学改革目标
文华学院的机械类专业以实践化教育为专业特色，校企联合培养，每年根据就业情况和社会所需人才不断修订和完善人才培养方案，优化课程设置，如对目前企业生产实践中运用的各种成型工艺展开对应的软件设计，每种教学软件都可以案例为实验项目展开软件的技能训练。本校的材料成型工艺基础课程结合了三维数字化和实践化教育这一特色，运用各种三维教学软件和实验室硬件展开不同材料成型工艺的技能训练。
机械专业的材料成型工艺基础不像材料成型专业将其作为核心课程，机械类专业学时短，只能简单介绍各类材料成型工艺，工艺设计和结构工艺性，在有限的学时内最大程度让学生全面掌握材料成型工艺。在整个教学过程中，必须认识到本学院的学生与其他高校的学生差异性，更应提高学生的积极性、参与性，充分发挥自身的优势。不仅要培养他们的理论知识学习，更要注重他们的实际动手能力。培养学生的专业综合素质，提高自身的竞争力，做一名职业性、全能型的优秀人才，才能在竞争中立于不败之地。
3 课程的教学改革实现
3.1 教学内容改革
教学内容的改革是建立在熟悉书本知识内容基础上，不是盲目毫无根据的删减，并且要结合现在材料成型工艺在实际中的应用和最新研究进展做出的正确调整。并结合文华学院的应用性定位和机械专业的就业领域，以及考虑学生的实际情况进行尝试。首先我们看看这门课程的教学任务：通过本课程的学习，学生应对金属的铸造成形、金属的塑性成形、金属焊接成形和材料的其他成形的基本过程有较深入的理解，掌握基本原理和规律。初步掌握根据工件的材质、性能和使用要求能够选择其成形方法，为后续专业课程的学习和以后的科技实践工作打下基础。
这门课的重点是培养学生掌握对中等复杂件能进行铸造工艺设计，锻压工艺设计和焊接工艺设计，了解高分子、粉末冶金、陶瓷等材料的成形工艺。根据这个最基本的要求，在教学过程中可以弱化不易理解和并不实用的理论内容。这些内容不是机械专业的研究重点，在讲解内容根据专业的特点适当调整内容，深入浅出，通俗易懂。因此，根据内容的调整要制定新的教学大纲，才能对课程体系和教学内容有较大的正确改进。课程设置如图1所示。
3.2 教学方法改革
各种材料成形工艺（铸造、焊接、锻造等）在金工实习中已经操作过，但是理论内容讲解比较滞后，学生未能真正理解体会到各种成形方法的实质。在讲解有关成形工艺有关基本概念内容时，可将课堂放在实训中心，学生身临其境会回忆自己曾经操作的成型工艺，不仅强化金工实习的内容，又可加深学生对理论知识的理解。
利用学校三维数字化实验室指导学生利用各种三维软件进行零件造型，动画仿真加工过程演绎。学生可自选三维软件，生成加工程序，进行加工模拟和后置处理。工艺加工过程在课堂讲的天花乱坠也没动态演绎来的形象、真实。如围绕铸造加工可安排零件的建模、铸造加工仿真训练，使学生熟悉掌握软件技能，有体会到铸造加工工艺的真实性。运动仿真完成，让学生在金工实训中心零件加工，在实践中得到锻炼。在三维数字化设计和实践教学中既锻炼了软件的技能，又强化了所学的专业知识，同时得到实际锻炼。
这种数字化和实践性教学，三维设计和理论知识相互融合、相互影响。既强化理论知识，又加强实际应用，在实例中锻炼了学生的三维数字化设计能力。培养学生既具有强大的理论知识基础，又有很过硬的实际应用能力。
3.3 教学考核改革
以前，评判学生主要以卷面成绩为主（70%），这种考核方式很片面，对学生的考核不够全面。这种考核变成了学生考前突击应付考试，甚至考试只带打印的复习资料连书本都不带的局面。因此，调整教学大纲，实行新的考核方式。通过新旧考核方式对比发现（如图2所示）：卷面分数比重减轻，更注重对能力的考核，考核内容和形式更加全面和多样化。考核方式可在一定程度上解决目前尴尬的局面，提高学生的主动性，积极参与课程学习中，提高自身的能力。教师也更加全面认识了解学生，对学生做出更加客观的评判。总之，要从根本上解决以教师为主体的教学，使学生作为主体参与教学过程。
4 结束语
材料成型工艺基础的实践化和数字化教学，打破原来的传统课堂教学，为课程的教学注入新鲜活力。实践化和数字化教学的引入使得材料成型工艺基础的教学更加贴近实际，可使学生更加全面认识不同成型工艺，实现各种成型工艺的动画仿真与演绎，将理论与实践结合的更加紧密。考核形式多样化，提高学习的主动性，不再是应付性对待本课程，也使得老师全面地多角度认识学生，更加客观评判学生。
参考文献
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