摘要：该文阐述了在新工科教育背景下，以“卓越工程师教育培养计划”为培养目标，坚持面向工业界，以市场需求为导向，以学生能力培养为中心，深入研究建构主义理论“教”和“学”的方式；将先进的工业软件NX系统贯穿于材料成型及控制工程专业本科四年的课程体系中，针对专业课程、课程实验和实践环节的不同特点，结合信息化技术，将NX系统的不同功能模块，以不同的方式融合到不同课程的教学内容中；整轮教学实践表明，材料成型及控制工程专业的教学改革取得了一定成效，适应了企业发展的时代需求。
关键词：新工科；工业软件；课程体系；教学理念；教学方式
为深化工程教育改革，推进新工科的建设与发展，对高校人才培养提出新要求，教育部于2017年颁布了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》[1]。为了让毕业生更好地适应社会发展的需求，使高校毕业生与用人单位的需求相一致，从2005年开始，盐城工学院机械优集学院便开始了“小范围、大幅度”的教育教学改革，通过与美国优集（UG）公司深度合作，紧跟时代步伐，将世界先进的工业软件NX整合到材料成型及控制工程专业（以下简称“材控”）的教学当中，以学生培养为中心，以社会需求为导向，培养符合现代企业需求的工程应用型专门人才。
1以学生为中心的教学理念
以学生为中心的学习是一种越来越重要的教学方法，教学的重点放在学生的学习上而不是教师的教学上，便于学生对课程内容的理解。由于大学期间学生所学的课程内容较多，教师会没弄清楚本课程在整个培养方案中所实现的教学目标，误将一门好的课程等同于一门严格的课程，而不是以学生学习为中心的课程。当面对大量难以学习的课程内容时，学生会采用“疯狂记忆背诵”的方式应付考试，而不是概念化理解学习。这样导致了学生往往只是具备在较低的知识水平上重现教师要求信息的能力。Wanda认为大学教师在讲授课程内容时，不仅仅是作为目的本身，而是作为帮助学生学习的一种手段，更需要注重学习技能、时间管理、口头和书面表达能力以及计算的使用能力的培养。教师需要指导和帮助学生运用课程概念来获得批判性思维和解决问题的技能，积极开展建设性的互动，培养出更成熟、更能自我调节的自主学习者，并具有复杂的学习技能。这样会调动学生的学习积极性和教师的工作热情。
2基于建构主义理论的教学方式
建构主义是一种重要的学习理论，它被用来指导新的教学方法，尤其是在科学教育中[2]。建构主义通常包含了四个基本特征：引出先前的知识，制造认知失调，运用新的知识与反馈，反思学习。建构主义教学提倡学生积极参与学习过程的参与式教学方法，其核心是学生或学习者是学习过程中的积极参与者。建构主义作为一种知识理论，满足以下原则：“知识不是被动地接受的，而是由认知主体主动地建立起来的；认知的功能是适应性的，是为经验世界的组织服务的，不是本体论现实的发现”[2]。传统教学是教师将知识灌输给学生，是以教师为中心，强调的是教师的“教”，忽略了学生“学”的主观能动效能[3]。建构主义理论的本质是以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构[4]。基于学生在学习知识过程中的主观建构，同时为达到学习的要求，教师在教学的过程中，由传统教学中的“传授知识为主”，向“引导学生学习”转变。本专业的教学实施过程中，强调基于“以学生为中心”的教学方式的改革，充分发挥教师在教学过程中的引导地位；强调学生在认知过程中的主体作用，在教师安排的情境下，主动地收集、分析相关资料，积极探索、交流、讨论，实现意义建构。
3工业软件融入专业课程体系的实践
3.1基于企业需求的办学定位
随着工业4.0和工业信息技术的发展，盐城工学院材控专业的办学定位是面向先进制造企业，以先进的模具设计制造技术为教学方向，积极融合信息化技术进行全方位教学改革，将先进的制造业信息化技术软件SIEMENSNX融入本科四年的教学过程中。为企业培养具有扎实理论基础，并熟练运用三维数字化设计制造软件，从事产品设计和模具设计制造的卓越工程师。
3.2NX系统融入专业课程体系
SIEMENSNX软件集成设计、仿真和制造解决方案，从概念设计到工程和制造的各个方面，保持数据完整性，提供了从设计、仿真到制造的全套解决方案，为现代机械工程专业教学内容和教学方法改革提供了有效的支持。本专业以学生能力培养为中心，将NX系统软件融合到整个教学体系中，将不同的模块分别融入大一、大二的专业基础课、大三的专业课和大四的毕业设计中，如图1所示。
3.3NX系统融入课程
本专业将NX系统融入具体的专业课程，在课程和实践教学实施过程中，根据教学内容的特点，分析NX系统功能模块与教学内容之间的联系紧密程度，融入方式主要有：（1）理论教学融合。理论教学以专业基础课《三维建模与机械工程图》为例，培养学生的识图和绘图能力训练，重组教学内容，按照三维数字化设计理念融入教学中，开设课程，着重培养学生的三维形体的构形设计能力，包括空间想象能力、几何三维构型能力等。（2）实验课程融合。实验课程的融合以《工程力学》课程的实验[5]———平面连杆机构运动分析为例，传统教学以图解计算的方法来获得连杆机构的运动方案和某一位置的动力学数据。而运用NX/Motion技术，可实现平面连杆机构的运动仿真及运动学特性分析可视化，同时提高了计算的效率和准确度。运用NX数字化技术建立平面连杆的数字化模型，分析连杆机构的运动方案，建立数字化运动分析方案，实现运动可视化；同时可以获得机构任意部件的位移、速度、加速度等信息，其结果可以由电子表格或曲线图显示，输出计算结果，得出问题的工程解。运用NX/Motion可以更精确地解决复杂结构的运动学及动力学问题。（3）实训环节融合。实训环节与信息技术手段结合，在NX系统平台上集知识传授、能力培养、素质教育于一体。以毕业设计课题中注塑模具设计为例，采用项目驱动的方式进行，将NX软件的CAD、CAE、CAM技术应用在模具设计的全过程中。首先应用NXCAD进行产品零件的三维数字化设计；接着应用NXMoldwizrd进行三维模具设计；再应用FEA模块进行模具结构强度分析，应用EasyFillAdvanced进行模流分析，发现设计中存在的问题，及早解决；再利用NX/Motion模块模拟分析零件之间的仿真运动，发现模具零件间是否有干涉分析；最后应用NXCAM进行典型零件（模芯）数控编程[6]。实现计算机结果最优化，设计过程高效化和自动化。
4结语
本校的材控专业人才培养顺应新工科背景下的人才培养要求，进行教育教学改革，形成了以学生培养为中心，融合NX软件中的数字化设计、制造、分析技术到本科教育培养四年全过程，在掌握扎实本专业理论基础的同时，培养了学生的三维数字化信息技术的应用能力，使学生在就业时具备一定的优势，脱颖而出。
作者:夏建生 窦沙沙 陈青 周临震 单位:盐城工学院机械工程学院
