中国教育

　　随着我国高等工程教育改革的逐步深入，国家、地方政府和学校对工程实践教学基地加大了资金投入力度。这就使我们有机会将教育教学改革的理念不断转化为基地建设与教学改革的具体方案，并根据与时俱进的原则，不断向前推进。在改革实践中，我们发现，既具相当规模，又拥有丰富多样、比较先进教学基础设施的工程训练中心，不仅为学生提供了工程实践教学的良好场所，而且在更新与创建系列课程方面具有巨大的发展潜力。我们只有转变观念，放宽视野，训练中心的教育教学功能和真实价值才能完整地展现出来。

　　一、工程训练中心的资源优势

　　从1998年开始，在教育部高等教育发展项目世界银行贷款“工程训练中心”（以下简称“中心”）的牵引下，我国工程实践教学基地建设以从未有过的规模与速度向前迈进。根据各校本科生招生规模的不同，中心的建筑面积一般在1万平方米左右，教学基础设施的经费投入则以百万、千万元计。这样，中心开始摆脱常规制造工艺技术和装备的局限，向着以大工程背景为导向，以机、电、控制、信息、系统和管理为一体，硬件与软件有机结合的趋向发展，在数量 、质量，以及体现基础性、先进性与前沿性方面拥有各种资源优势。

　　1．基础训练设备

　　这里指原有的和部分更新的机械制造领域的常规教学基础设施。例如，冷加工的普通车床、铣床、刨床、磨床和钳工使用的基本设备与工具；热加工的铸造、锻压、焊接和热处理的基本设备。目前在不少训练中心，以上训练设备的数量多，容纳学生的规模大，在基本技能训练和工程实践能力培养方面，仍然发挥着重要作用。有的学校思路开阔，利用常规设备，在培养学生的创新思维和创新能力方面进行了有益的探讨。的确，事在人为，关键要有教学改革的新思路。

　　2．数控加工设备

　　为适应国际制造技术发展潮流， 各校近年来添置了较多的数控加工设备。有些训练中心已经拥有一台或几台技术先进、价格不菲的卧式或立式加工中心，几台甚至几十台数控铣床，几台甚至几十台数控车床，部分学校还拥有高速数控雕刻机。

　　大量数控加工设备和CAD/CAM高级软件的引进，使工程训练的内涵发生了质的变化。经过全国同行的不懈努力，除了满足一般性的数控技术训练外，还开创了集设计、编程到加工为一体的数控创新实践教学。

　　3．材料成形先进设备

　　材料成形属于比较难于改变的实践教学环节。这是因为常规的设备难于体现先进性，而先进的材料成形设备又往往是昂贵的生产系统。

　　由于世界银行贷款的经费投入，已经有一批学校拥有消失模铸造系统、精密铸造系统、压铸机、注塑机等。为了改变应用面广而人才十分紧缺的钣金加工教学环节，有的学校引进了四柱液压机、折弯机和高效数控冲床。

　　在焊接教学方面，除增添了二氧化碳气体保护焊和自动焊外，还增添了激光焊接、超声波焊接、钨极氩弧焊接和等离子切割等先进设备。这些设备，除了满足一般性的实践教学外，还大有深层次的教学潜力可挖。

　　4．特种加工设备

　　所谓特种加工，是指针对采用切削刀具和磨具的常规机械加工而言。它改写了采用更高硬度的刀具材料来切削具有高硬度工程材料的历史。经过半个多世纪的发展，特种加工已经成为机械制造业不可或缺的重要加工手段，同时也成为创新设计中实现奇思妙想所不可缺少的工艺方法。它可以利用电能、光能、声能、化学能或电化学能等能量形式，或几种能量的复合直接对材料进行加工。在工艺实施的某些方面，例如对高硬度、高韧性、高纯度等材料，对微细和低刚度等结构，具有常规机械加工所没有的优点。

　　目前引进最多的有电火花成形与穿孔加工、数控线切割加工、电火花高速小孔加工，多功能激光加工，超声波加工，快速原型制造等特种加工设备。其中数控线切割加工的设备数量最多，有的中心有9台之多；其次是电火花成形加工，有的中心有6台之多。对于激光加工、超声波加工和快速原型制造技术，一般只有1台设备，供拓宽学生视野和演示之用。

　　5．技术集成制造系统

　　现代制造业的发展，使原来的单机生产逐步演变为计算机控制下的技术集成制造系统。为了使学生适应快速发展的工业生产方式，不少中心发展了局域网络条件下的技术集成制造系统。目前比较成熟和应用较多的有数控线切割二维创新设计与制作系统，数控车床加工系统、数控铣床加工系统，以及主要用于控制的物流系统等。这些系统的采用，使学生对知识、技术应用的先进性、综合性和系统性有了比较深刻的认识。同时也了解到如何应用各种成熟的单项技术来发展技术集成系统。

　　6．高级教学软件

　　随着基地建设的进展，中心开始拥有大量的计算机。一般都有几十台、上百台，有的拥有数百台。这些计算机经过更新换代，档次不断提高，应用软件也不断升级。目前，拥有CAD/CAM、Pro/E、UG、Mastercam、Solidworks等高级软件的训练中心为数不少。这既是一项宝贵资源，也是一种很大的可开发潜力。

　　以上丰富、先进而宝贵的教学资源，不只是可以满足我们通常所指的工程训练的要求，而且通过深入思考，认真策划，还可以开出更多理论与实践结合的高水平课程。然而，要开出高水平的系列课程，首先要转变观念，解放思想。

　　二、课程建设要转变观念拓宽视野

　　在中心建设的初始阶段，我们也对开设新课程进行过探索。比如，尽管我们开设过“机械工艺设计”与“金工实验”两门选修课，但在思想认识上，还没有完全摆脱历史上金工和电子工艺几门有限课程的束缚。如果这样继续下去，再好的基地 、再好的资源也会处于部分浪费状态。因此，转变观念成为当务之急。实际上，多年来，各学科之间的交叉与融合，不仅推动了学科的发展，而且也推进着发明创造。当前，机械制造领域已经发展到综合性地利用各学科的研究成果，而其他学科的发展也离不开机械制造。理清了这一点，第一不愁没有学员选课；第二不怕与机械制造专业所开设的课程发生冲突。我们开课的对象与机械学院所开设的课程不但不存在冲突，而且有很大的互补性。例如，制造专业的教师讲授数控加工技术时，主要在课堂上讲授理论，而缺乏较大规模的数控加工基地。因此，利用中心开设的“制造技术系列实验”，就可以做到理论与实践高度结合，使学生的收益更大。另外，我们开设的大多数课程都属于讲、练结合型的，这样更加符合教育改革的方向，也更容易吸引学生。就这样，我们一门 课接着一门课开下去，逐步发展到今天的规模。

　　除了集体的坚持不懈、团结奋斗外，清华大学教务处也给予了很大的支持。教务处专门为实践教学建立了二级选课系统，方便学生选择与实践紧密结合的有关课程。

　　三、更新与创建机械制造系列课程

　　1998年以前，中心共有实践性与理论性课程6门。到2004年，配合基地建设的发展，不仅更新和发展了原有课程，而且利用基地的资源优势，创建了一系列实践性和理论性课程，使现有的必修和选修课程达21门（其中有5门校级精品课程，“机械制造实习”为北京市和国家精品课程）。如果加上对外培训的6门课程， 共开设出27门课程。这充分展示了课程建设的巨大潜力。当然同时也意味着教师长期付出的辛勤和创造性劳动。

　　1．原有的6门实习与理论课程

  （1）金工实习（机械类）

  （2）金工实习（非机类）

  （3）电子工艺实习（主要面向信息类）

  （4）热加工工艺基础（机械类）

  （5）机械加工工艺基础（机械类）

  （6）工业生产概论（面向经济管理学院）

　　2．现有的11门实践性课程（其中3门精品课程）

  （1）机械制造实习A（更新）

  （2）机械制造实习B（更新）

  （3）机械制造实习C（更新）

  （4）机械制造实习D（更新）

  （5）电子工艺实习（更新，校级精品课程）

  （6）工程技术选修课（更新）

  （7）工业系统实践（创建）

  （8）认识制造（更新）

  （9）汽车生产实习（与汽车系联合更新）

  （10）材料加工系列实验（校精品课程）

  （11）制造技术系列实验（创建）

　　3．现有的10门理论性课程（其中精品课程2门）

  （1）机械制造工艺基础（更新）

  （2）材料成形工艺基础（更新）

  （3）机械制造工程基础（创建）

  （4）工业系统概论（更新，校精品课程）

  （5）数控加工技术（创建）

  （6）特种加工技术（创建）

  （7）现代汽车制造技术及管理（创建）

  （8）基于Pro/E的CAD/CAM（创建）

  （9）Manufacturing Engineering（与工业工程系联合创建，校级精品课程）

  （10）表面贴装技术（创建）

　　4．积极发展对外培训课程

　　为了充分利用优势资源，我们还对兄弟院校的教师、本科应届毕业生，以及企业的工程技术人员，共开出基于Pro/Engineer的6门课程：“零件设计及工程图”、“产品装配设计”、“数控加工”、“模具设计”、“钣金设计”和“动态机构设计”。

　　自2003年春季学期以来，已经培训兄弟院校教师和企业工程技术人员300多名，培训来自近40所院校的应届毕业生3000多名。这样既有助于学生就业，也取得了良好的社会效益。

　　从以上20多门课程的发展历程 可清楚地看出，如果充分利用中心的资源优势，课程建设的潜力是多么巨大！而师资队伍也在准备和开设新课程的过程中得到锻炼和提高。如果我们因循守旧，要完成上述课程建设目标简直不可想象。课程建设所取得的累累硕果，也使我们的团队信心倍增。

　　四、课程建设模式

　　更新和创建系列课程，中心的资源优势是内因。但如果没有很好的规划和坚持不懈，也难以达到目的。为了实现课程建设的长远目标，我们采取了下列措施：

　　1．建立了以教授牵头的课程规划与建设组

　　作为一个有教学和学术实力的中心，只有几门课程是远远不够的，必须不断开发新的实践性和理论性课程。课程规划与建设组的主要功能就是使课程建设具有计划性和长远性，来保证课程建设这棵生命之树长青。

　　2．独立建设课程

　　在上面所列的一系列课程中，所创建的大多数课程是在教务处独立设 置的。经过多年发展，积累了一些经验。

　　3．与各系合作共建

　　我们中心积极与各系合作共建课程。多年来，我们与汽车系合作建设了“汽车生产实习”课程。每次中心都安排教师与汽车系的教师一起，带学生到“一汽”或“二汽”去，整整一个月在企业实习，教师与学生打成一片。中心与机械系联合，共同创建了难度很大的“材料加工系列实验”校级精品课程，还与工业工程系联合开设了校级精品课程“Manufacturing Engineering” 。

　　4．以精品课程建设为龙头

　　清华大学的一类课程建设起源于20世纪80年代。1988年，金工教研室的“金工实习”就首次进入校级一类课程，继后共连续5次获得校级一类课程称号。1997年，学校主动将“金工实习”纳入校级核心课程建设行列。2000年教务处提出：到2003年，“金工实习”要按照校级精品课程验收。按照学校的要求，适应教育部机械基础课程教学指导分委员会有关课程改革的发展，以及教学内涵实质上的扩展，中心将“金工实习”更名为“机械制造实习”。到2003年7月，“机械制造实习”课程以优秀成绩通过了清华大学组织的校内外专家、教授对精品课程的验收/鉴定。2004年，“机械制造实习”不仅通过了北京市精品课程评审，而且一举通过了国家精品课程评审，成为我国同领域首门国家精品课程。

　　此外，中心还创建了另外2门校级精品课程：为经济管理学院开设的平台课程“工业系统概论”，以及主要面向信息学院的“电子工艺实习”。这两门课程与“机械制造实习”一起，于2003年7月以优秀成绩通过了清华大学对精品课程的验收/鉴定。实际上，无论从师资队伍、教材建设、教学改革、教学研究与教学基地的综合考察来看，中心开设的“机械制造工艺基础”（包括冷、热加工）课程完全达到了校级精品课程标准。

　　此外，自2002年开始，与机械系密切合作，创建了“材料加工系列实验”校级精品课程。该课程为高年级学生开出，由24个高水平实验构成，几乎涉及全部材料加工领域。经过两年多的努力，不仅使课程得到完善，而且出版了改革力度很大的实验教材。

　　同样 ，自2002年开始，与工业工程系合作，创建了以英语授课的研究生专业课程“Manufacturing  Engineering”，本课程被评为校级精品课程。讲义来自德国著名的F. CLOCKE教授。每届研究生班的30多名学员来自汽车系、工业工程系、机械系和其他国家。当完成该课程的学习之后，全班学生赴德国学习一年。之后，全体返回清华大学，完成工学硕士学位论文。

　　工程训练中心既具备如此雄厚的资源优势，又拥有面向全校最广大的学生，这就使工程训练中心在我国高等教育中拥有良好的综合优势。因此，充分发挥 工程训练中心所具有的全部优势，不断创建受学生欢迎的各种课程，是我们面临的艰巨而光荣的任务。