谷東偉, 李奇涵, 崔高健, 張忠浩, 劉津彤
(1.長春工業(yè)大學機電工程學院,長春130012;2.吉林省東信工裝設備有限公司,長春130117;3.吉林大學機械與航空航天工程學院,長春130022)
引導部分地方本科高校向應用型轉變是黨中央、國務院做出的重大決策。在明確了向應用型轉型的發(fā)展方向后,如何進行應用型轉型實踐,明確精準的轉型定位、轉型路徑和模式已成為當前各有關院校面臨的亟待解決的現(xiàn)實問題[1-2]。通過不斷探索,各大院校對走“校企合作[3-4]、產(chǎn)教融合[5-6]”之路逐漸達成了共識。習近平總書記在十九大報告中指出,要深化產(chǎn)教融合[7],加快應用型、復合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)機制和應用型本科教育教學體系建設。
校企合作教學模式對于實踐性較強的工科是必要而迫切的,是培養(yǎng)工科高級復合型人才的必由之路[8]。校企合作課程能夠將課程與崗位實現(xiàn)無縫對接,深化校企合作人才培養(yǎng)模式改革。通過教學方式互動性、教學內容實用性和教學過程實戰(zhàn)性,實現(xiàn)理論教學與實踐教學融通合一、能力培養(yǎng)與工作崗位對接合一,大力培育和提高學生應用能力和創(chuàng)新能力。
本文以機械制造基礎教學為例,基于案例教學/研發(fā)過程的實踐方式,開展基于成果導向,以學生為中心、教師和企業(yè)工程師為主體的校企合作教學模式研發(fā),真正做到校企合作、產(chǎn)教融合[9-10]。
依據(jù)國家工程教育認證要求,學生應該具有基本的解決復雜工程問題的能力。具有工學結合特色的校企合作教學模式是以綜合應用能力培養(yǎng)為目標,以典型工作任務為載體,以學生為中心,依據(jù)課程的典型工作任務和工作過程設計課程體系和內容,按照產(chǎn)品生產(chǎn)過程的順序和學生自主學習的要求進行教學設計并安排教學活動。針對課程體系、教學內容、教學手段、教學理念、課程實訓等方面,通過項目教學、案例教學和情景教學的導向作用進行校企合作教學模式的開發(fā),重視學生在校學習與實際工作的一致性,突出應用性和針對性,以學生為中心,成果為導向,教師和企業(yè)工程師為主體,全員參與[11-12]。在提高學生應用能力、解決復雜工程問題能力的同時,提升教師的課程開發(fā)能力,工程實踐能力。機械制造基礎校企合作教學模式開發(fā)流程如圖1所示。
圖1 機械制造基礎課程校企合作教學模式開發(fā)流程
機械工程專業(yè)畢業(yè)生主要的就業(yè)崗位包括:機械設計工程師、機械制造工程師、工藝工程師和質量工程師等。無論從事產(chǎn)品設計還是工藝開發(fā)都必須具有機械制造基礎的相關知識。機械零件的加工離不開零件的定位、夾緊,工裝和機床。一個零件工裝的設計會應用到機械制造基礎課程80%~90%的知識。因此以零件工裝為案例并依據(jù)其研發(fā)過程設計教學內容是切實有效的。校企合作教學模式開發(fā)思路主要為3個方面。
1.2.1 以綜合應用能力培養(yǎng)為目標
校企合作教學模式應該著眼于學生綜合應用能力的培養(yǎng),應該依據(jù)課程內容與企業(yè)生產(chǎn)實例進行有機結合,實現(xiàn)知識與應用的完美結合[13]。校企合作教學模式不僅應該涵蓋專業(yè)技術知識的拓展和綜合應用,更應該涵蓋生產(chǎn)管理、設備定型、財務、采購等方面的知識,使學生真實體會企業(yè)生產(chǎn)與管理的模式,加快由學生到工程師的轉變。
機械制造基礎課程是專業(yè)基礎課程,課程內容主要以機械加工生產(chǎn)工藝相關知識為主體。產(chǎn)品工藝規(guī)劃和工藝裝備開發(fā)是機械制造基礎課程知識綜合應用的過程。通過工藝裝備的設計開發(fā),使學生了解本行業(yè)的工作流程、管理模式和設計方法,提高學生的實際工作能力。機械加工工藝裝備涉及知識如圖2所示。
圖2 機床工藝裝備涉及知識
1.2.2 以典型任務為載體
依據(jù)梳理的課程內容,圍繞典型的工作任務,制定符合工業(yè)生產(chǎn)與教學計劃的校企合作課程內容,通過校企合作課程開發(fā)并應用于高等教育教學,改變原來單純講授理論知識的教學實況。通過校企合作實例教學,使學生更真實了解機械裝備的設計模式、加工方式;了解企業(yè)的生產(chǎn)管理模式,了解企業(yè)的外協(xié)、采購流程;尤其專業(yè)技術與企業(yè)生產(chǎn)的有機結合[14]。通過學生參與或模擬項目設計,使學生明確解決工程實際問題的思路,提升學生解決復雜工程問題的能力。圖3所示為企業(yè)生產(chǎn)的部分工藝裝備。
圖3 企業(yè)生產(chǎn)工藝裝備實例
1.2.3 以學生為中心,教師和企業(yè)專家為主導,理論聯(lián)系實際教學
充分運用企業(yè)生產(chǎn)項目、案例教學內容及現(xiàn)代化的教學手段,更加形象、直觀地教學,提高教學的針對性、實踐感觀性和實效性。整個教學過程,既能體現(xiàn)理論教學的綜合應用性,又能展示實踐教學的實用性。從而實現(xiàn)在教學過程中理論與實際工作的全結合,充分調動學生的學習積極性和能動性,為未來的工作打下良好的基礎[15]。學生通過典型工藝裝備的生產(chǎn)設計應用學習,體會企業(yè)真實的生產(chǎn)方式和環(huán)境,尤其是了解機械、電氣、液壓等方面知識的綜合應用模式。使學生在學習中履行工作職責,在工作中學習知識和技能,加快實現(xiàn)從學生到機械工程師的角色提升。
為滿足社會對人才的需求,培養(yǎng)學生的實際應用能力,通過對企業(yè)實際設計、制造、生產(chǎn)的工裝設備(專用夾具)給予學生講解,借助于CAD(Computer Aided Design)二維繪圖軟件、CATIA(Computer Aided Three-dimensional Interactive Application)三維建模軟件、多媒體技術、網(wǎng)絡技術以及數(shù)據(jù)庫管理技術建立系統(tǒng)、全面、實際的機械制造基礎課程網(wǎng)絡教學平臺。使學生通過計算機輔助運用所學理論知識學習企業(yè)實際設計開發(fā)過程,提升學生的技能。
通過該項目,不定期組織教師與企業(yè)技術人員進行理論知識交流,實際設計案例分析,將不同機床夾具涉及的知識點融入理論教學當中。教師在授課講解過程中,援引企業(yè)相關實際產(chǎn)品的二維、三維模型以及真實產(chǎn)品的圖片、視頻等資料,幫助學生跨越理論與實踐分離的鴻溝,加深學生對理論知識的理解。同時邀請企業(yè)工程師做典型夾具設計、制造等相關知識報告。
在課程設計過程中,指導學生選取相應的企業(yè)實例進行課程設計。根據(jù)生產(chǎn)需求,學生在教師與企業(yè)工程師共同指導下完成。教師可以帶領學生深入企業(yè)設計部和加工制造車間參觀學習交流。
開發(fā)校企合作網(wǎng)絡課程教學平臺,實現(xiàn)學生線上線下一體化學習模式。通過網(wǎng)絡教學平臺實現(xiàn)網(wǎng)絡共享,輻射我省高校,廣泛發(fā)揮校企合作教學模式的作用。機械制造基礎校企合作網(wǎng)絡教學平臺以項目教學、案例教學和情景教學為主導,提升學生應用理論知識的能力,提高學生解決復雜工程問題的能力。
該平臺主要包含4大類工藝裝備,每類工裝產(chǎn)品涵蓋理論知識學習、二維圖形CAD繪制、三維圖形CATIA建模、實例產(chǎn)品講解和知識思考問答5大知識模塊。同時進行知識拓展,建立工藝裝備加工制造及使用等相關視頻,如圖4所示。
圖4 機械制造基礎課程網(wǎng)絡教學平臺建設內容
本課程擬開發(fā)的校企合作網(wǎng)絡教學平臺的基本內容如下:
(1)車床工藝裝備。了解典型車床工藝裝備的基本結構,定位和夾緊方式。著重分析車床工藝裝備需要動平衡的問題,如圖5所示。
圖5 車床液壓工藝裝備
(2)三軸立式數(shù)控機床氣動工藝裝備。依據(jù)典型生產(chǎn)零件,設計零件工藝裝備,確定定位夾緊元件選擇方法及安裝方式。講解氣動工藝裝備的設計原則,應用場合,接管方式、結構形式等,如圖6所示。
(3)數(shù)控四軸立式機床液壓工藝裝備。通過數(shù)控四軸立式機床液壓工藝裝備,闡述四軸機床工藝裝備的設計原則,典型元件的選取原則,輔助支撐等元件的作用。闡述液壓在工藝裝備應用中的作用,闡述夾緊順序對零件加工的影響,如圖7所示。
圖6 三軸立式加工中心氣動工藝裝備
圖7 四軸立式加工中心液壓工藝裝備
(4)數(shù)控五軸立式機床液壓工藝裝備。通過典型五軸立式交換工作臺機床工作方式,闡述五軸機床的運動形式,液壓工藝裝備的使用方法等,如圖8所示。講解機床工藝裝備與機床工作定位、夾緊的幾種形式。
基于案例教學/研發(fā)過程的校企合作教學模式開發(fā)是教學改革的重要方式。校企合作教學模式開發(fā)過程中應該依據(jù)專業(yè)性質不同,通過廣泛的社會調研、明確學生就業(yè)的崗位群,剖析崗位群對專業(yè)技能的要求,并經(jīng)過與企業(yè)工程師的交流洽談后確定校企合作課程開發(fā)的項目、內容。在開發(fā)過程中應該重點注意理論知識與工廠實際結合,真正讓學生做到學以致用,填補傳統(tǒng)本科教學理論與實際生產(chǎn)的鴻溝。