[摘 要]金工實習(xí)是高等教育的教學(xué)計劃中一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),主要任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級技術(shù)人才。隨著科技的不斷進步,新技術(shù)新設(shè)備新產(chǎn)品不斷出現(xiàn),為了適應(yīng)時代發(fā)展的需要,在金工實習(xí)體系中融入了CDIO工程教育模式,并從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、基礎(chǔ)設(shè)施和師資隊伍建設(shè)等方面進行了改革改進,強化實習(xí)過程中工程能力的培養(yǎng),培養(yǎng)更加適合社會發(fā)展的技術(shù)人員。
[關(guān)鍵詞] 金工實習(xí);CDIO;工程能力;教學(xué)
金工實習(xí)課程是我國高等院校最重要的技術(shù)基礎(chǔ)課之一,知識面寬,受益面大,實踐性、創(chuàng)新性強,是工科學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)、能力提高、實現(xiàn)寬口徑專業(yè)教育的重要教學(xué)環(huán)節(jié)之一,能夠讓學(xué)生對工業(yè)化的認識更加深刻,提高了學(xué)生的實踐動手能力。但是金工實習(xí)也普遍存在一些問題:①比較注重學(xué)生對于機床設(shè)備的操作步驟和工藝步驟的訓(xùn)練,以工人的角度進行教學(xué)而不是以工程師的角度進行教學(xué);②理論教學(xué)和實習(xí)實踐相脫節(jié),在學(xué)生實習(xí)過程中,實際的操作工藝和理論教學(xué)有很大的差距,難以培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維和工程能力;③“金工實習(xí)”課程長期被置于教學(xué)的邊緣,得不到應(yīng)有的重視;④“金工實習(xí)”教師隊伍良莠不齊,青年教師往往有很強的理論基礎(chǔ),但是實踐能力很差,而工人師傅雖然有很強的實踐能力,卻不能和理論結(jié)合,只能以傳統(tǒng)的“師徒制”來帶學(xué)生。
一、 CDIO工程教育模式
CDIO工程教育模式工科教育的最新發(fā)展模式,是構(gòu)思(Conceive),設(shè)計(Design),實現(xiàn)(Implement),運作(Operate) 四個英文單詞的首字母,作為工科教育的一種人才培養(yǎng)模式,解決了產(chǎn)品從基構(gòu)思、設(shè)計制造到運行維護、改良至使用周期結(jié)束的整個過程的推進和所出現(xiàn)問題的解決,改變當(dāng)前工科教育存在的理論實踐相脫離,導(dǎo)致學(xué)生缺乏工程能力和系統(tǒng)思維的問題,從自主性、探索能力、實踐動手能力和協(xié)調(diào)合作的能力等幾個方面的能力對學(xué)生進行了培養(yǎng),強化了學(xué)生的對于工程過程的把握,能夠解決工程實踐中出現(xiàn)問題。學(xué)生需要掌握較強的工程能力和系統(tǒng)思維能力,并將其付諸于真正的實踐過程。CDIO工科教育的模式提高了學(xué)生工程技術(shù)應(yīng)用能力,并初步培養(yǎng)工程技術(shù)研究素養(yǎng),有助于將理論知識和實踐問題相結(jié)合,實現(xiàn)從科學(xué)知識型向技術(shù)創(chuàng)新型、團體協(xié)作型轉(zhuǎn)換,同時讓科學(xué)思維的系統(tǒng)性和整體性向工程方向拓展和延伸,為培養(yǎng)新一代的工程技術(shù)人員打下良好的基礎(chǔ)。
目前,CDIO模式已在國內(nèi)外許多高校得到實施,培養(yǎng)出的學(xué)生深受社會和企業(yè)的歡迎。因此廣大高校對實踐教學(xué)重視程度日益提高,而金工實習(xí)作為最基礎(chǔ)的實踐教育課程,在高校建設(shè)發(fā)展中必將占有基礎(chǔ)地位。因此,當(dāng)越來越多的高校將CDIO工程教育模式作為人才培養(yǎng)方向的同時,金工實習(xí)體系建設(shè)也應(yīng)與時俱進,根據(jù)實際情況采用CDIO工程教育模式。
二、 CDIO模式下金工實習(xí)體系
CDIO是以工程實踐作為工程教育的背景環(huán)境(context),不僅僅要求學(xué)生對技術(shù)基礎(chǔ)有更深刻的認識,更需要創(chuàng)造必要的環(huán)境和方法幫助學(xué)生理解工程實踐工程實踐,并且學(xué)習(xí)在工程實踐環(huán)境下工程人員的思維、能力和行為。CDIO要求依照CDIO教學(xué)大綱(12條標準)整合課程體系(一體化的課程設(shè)計),教學(xué)過程要給予學(xué)生知識、能力和素質(zhì)培養(yǎng)的雙重效應(yīng)(一體化培養(yǎng)),通過教、學(xué)、考過程的頂層設(shè)計讓學(xué)生取得一體化學(xué)習(xí)經(jīng)驗,并且需要建立以培養(yǎng)目標為基礎(chǔ)的的評估與改進制度。
1.教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化
金工實習(xí)課程體系在內(nèi)容上分為兩大部分,分為傳統(tǒng)制造部分和現(xiàn)代制造部分。傳統(tǒng)制造部分主要是手動操作機械設(shè)備,對于培養(yǎng)I(實施)方面的能力培養(yǎng)非常重要,根據(jù)CDIO大綱和十二條標準的要求,對這部分進行優(yōu)化,將耗費時間長的和耗費實踐的工序簡化和優(yōu)化,將學(xué)生從繁雜的手工操作中解脫出來,讓學(xué)生更加深入的了解每一個工藝每一步工序的作用和細節(jié),以及通過什么樣的工序工藝能達到既定的目標和要求,著重培養(yǎng)I(實施)和O(操作)方面的能力。對于現(xiàn)代制造部分,主要是數(shù)控加工和特種加工,我們可以通過一體化教學(xué)的手段,先采用仿真軟件進行仿真加工,在這個階段學(xué)生要學(xué)會初步編程和工藝設(shè)計;然后根據(jù)數(shù)控程序執(zhí)行情況,再移植到機床上進行實際加工,執(zhí)行包括操作、程序修改、零件檢測等各個環(huán)節(jié),掌握工程人員在工程環(huán)境下的每一個決策,和了解每一個決策的依據(jù)和決策所產(chǎn)生的結(jié)果。
2.教學(xué)手段的改進
采用多種手段,充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。一般情況下,金工實習(xí)都是采用集中實習(xí)的辦法,時間安排比較緊湊。但是在學(xué)習(xí)過程中,知識是需要時間消化和掌握的,尤其是實踐性很強的實踐教學(xué)。因此,我們充分利用網(wǎng)絡(luò)資源加強教學(xué),將理論部分和仿真部分內(nèi)容通過網(wǎng)站和微信公眾號的方式推送給學(xué)生,學(xué)生可以提前掌握部分內(nèi)容,而將真正集中上課的時間著重進行重點、難點的實踐教學(xué)。
3.基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化
金工實習(xí)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)主要是實習(xí)場地建設(shè)和實習(xí)設(shè)備的建設(shè)。實習(xí)場地建設(shè)主要是指實習(xí)場地的布置,要從三個方面,第一個是環(huán)境的布置,使用展板介紹相關(guān)知識,使用展柜展示相關(guān)器材工具等;第二是機床設(shè)備的布置,和工廠相比,對于學(xué)校來說,學(xué)生一般比較多,而且也不像工廠工作人員那樣行為規(guī)范,因此需要較大的面積,保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和安全;第三是實習(xí)場地的整體布局,根據(jù)CDIO工程環(huán)境的要求,參考整體性和系統(tǒng)性,兼顧現(xiàn)代制造技術(shù)的要求,體現(xiàn)現(xiàn)代制造的特點。
金工實習(xí)設(shè)備主要是指各種能夠就行實際生產(chǎn)和檢測的機床設(shè)備儀器,這是金工實習(xí)教學(xué)的基礎(chǔ),極大的影響了金工教學(xué)的質(zhì)量。一方面機床設(shè)備儀器一般需要投入大量的資金,另一方面隨著現(xiàn)代科技的急速發(fā)展,機床設(shè)備儀器的更新?lián)Q代很快,而且新的機床設(shè)備儀器層出不窮。因此,在進行采購的時候,要注意新舊設(shè)備的繼承性和系統(tǒng)性,在軟硬件上保持機構(gòu)和系統(tǒng)的相同或者相似。另外,可以采用校企合作的方式,在完成教學(xué)的基礎(chǔ)上,提高設(shè)備利用率,不但可以提高學(xué)生的實踐能力,而且也可以提高授課老師的工程能力,有效的利用了資源,避免浪費。
4.教學(xué)隊伍建設(shè)
(1)建立一支穩(wěn)定的教學(xué)隊伍。改變“實習(xí)教師低人一等”錯誤觀念,提高實習(xí)老師的待遇和地位,重視實踐教學(xué),要提高到學(xué)校層次;另一方面,培養(yǎng)雙師型老師,不但可以進行理論教學(xué),也可以進行實踐教學(xué),這樣才能從根源上解決這個問題。
(2)具有工程教育理念和工程實踐能力。要充分認識和理解CDIO工程教育理念的深度含義,要深入學(xué)習(xí)CDIO大綱和十二條標準的內(nèi)涵和要求,以及實施的措施和手段,并且具備真正的工程實踐能力。工程能力的培養(yǎng),應(yīng)定期組織教師培訓(xùn)和對外交流,派出學(xué)習(xí)的方式提高教師的工程能力;實習(xí)教師更應(yīng)該深入工廠企業(yè)參與真正的生產(chǎn)過程,或者共同研發(fā)新產(chǎn)品,提高工程能力,提高教學(xué)能力。
5.建立考核機制
考核是金工實習(xí)體系的個重要內(nèi)容,包括對教師的考核和對學(xué)生的考核。近年來,高校實踐師資隊伍組成已經(jīng)發(fā)生很大的變化,學(xué)歷高的青年教師的比例越來越高,但是如何才能將他們的能力最大的發(fā)揮出來,因此要建立考核機制。教學(xué)人員的考核應(yīng)該從數(shù)量、質(zhì)量和創(chuàng)新三個方面進行,且更注重質(zhì)量的考核和創(chuàng)新層次。
對于學(xué)生的考核,根據(jù)考核的目標的要求,根據(jù)實習(xí)工廠的實際情況,在日??记?、構(gòu)思設(shè)計能力(C和D能力)、執(zhí)行能力(I能力)、操作能力(O能力)和團體協(xié)作能力方面進行考核,同事兼顧和理論相結(jié)合的能力,進行多層次多方面的科學(xué)合理的考核。
三、總結(jié)與展望
在“新工科”教學(xué)理念下,實踐教學(xué)在未來高等教育中的重要性會得到極大的提高,所以金工實習(xí)課程建設(shè)一定要抓住機遇,努力發(fā)展,以CDIO模式為指導(dǎo),以人工智能和智能制造為導(dǎo)向,根據(jù)自身實際情況,指定切實可行的人金工實習(xí)體系,培養(yǎng)更多的符合社會發(fā)展要求的工程技術(shù)人員。
參考文獻:
[1] 高琪,李穎,張飛 基于工程能力培養(yǎng)的“金工實習(xí)”教學(xué)改革[J],實驗室探索與研究:2015 (1) : 234-237.
[2] 朱淑梅 王廣勛 謝鷗等 高校金工實習(xí)存在的問題和改革措施[J],高教學(xué)刊:2016 (17) : 143-144.
[3] 邱義臻,熊焰,李守軍 基于CDIO工程教育理念的大學(xué)生實踐創(chuàng)新活動[J],山西財經(jīng)大學(xué)學(xué)報:2016 (S1) : 89-90.
[4] 王偉,孟祥貴 CDIO模式下高校實驗室建設(shè)與管理的思考[J] 實驗室研究與探索 2013(12):216-218.
[5] 顧佩華 包能勝 康全禮等 CDIO在中國(上)[J] 高等工程教育研究,2012(3):24-40.
作者簡介:田浩(1975-),男,籍貫:陜西省禮泉縣,民族:漢族,學(xué)歷:碩士研究生,工作單位:西安文理學(xué)院機械與材料工程學(xué)院,職稱:工程師,研究方向:數(shù)控 特種加工 。
基金項目:西安文理學(xué)院教改項目(項目編號:03006001004)。