宋春艷,侯培國(guó),王雪姣,張 爽
(燕山大學(xué)工程訓(xùn)練中心,河北 秦皇島066004)
建設(shè)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科,是中共中央、國(guó)務(wù)院作出的重大戰(zhàn)略決策,有利于提升中國(guó)高等教育綜合實(shí)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。在“雙一流”建設(shè)中,高校工程訓(xùn)練建設(shè)是極為重要的一部分,工程訓(xùn)練作為工科院校的一門專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐課程,該課程主要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)械的認(rèn)識(shí)、理解、分析、設(shè)計(jì)以及實(shí)踐創(chuàng)新的能力,為學(xué)生畢業(yè)后從事機(jī)械方面的工作奠定了重要基礎(chǔ),以及培養(yǎng)非機(jī)械專業(yè)學(xué)生工程素養(yǎng)。工程訓(xùn)練的建設(shè)水平標(biāo)志著一所工科院校的人才培養(yǎng)水平,學(xué)科發(fā)展高度、專業(yè)建設(shè)實(shí)力。在實(shí)踐教學(xué)過程中,由于傳統(tǒng)工程實(shí)訓(xùn)的限制,學(xué)生缺乏課堂內(nèi)外的自主學(xué)習(xí)與實(shí)踐的能力,存在工程實(shí)踐訓(xùn)練不足、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力不夠的問題[1-2]。
因此,在“雙一流”建設(shè)的背景下,本文以工程訓(xùn)練中心現(xiàn)階段存在的問題,積極探索實(shí)踐工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)轉(zhuǎn)變,探求出一條工程實(shí)訓(xùn)人才培養(yǎng)的道路,發(fā)揮工程實(shí)訓(xùn)在其教學(xué)中的積極作用,助力雙一流的長(zhǎng)遠(yuǎn)建設(shè)。
與國(guó)家推進(jìn)“雙一流”高校對(duì)接國(guó)際工程教育進(jìn)展相比,工程訓(xùn)練教學(xué)改革相對(duì)滯后,在主動(dòng)對(duì)接國(guó)際工程教育理念上的意識(shí)淡薄?,F(xiàn)階段,大部分工程訓(xùn)練中心依然遵循的是傳統(tǒng)的工科人才培養(yǎng)理念,以實(shí)踐能力為導(dǎo)向,但在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式上,卻未積極向復(fù)合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)變[3]。
傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)模式仍是沿用一個(gè)師傅帶多名學(xué)員的方法,師傅在教學(xué)過程中以“知識(shí)點(diǎn)講解+操作演示”為主,學(xué)生再進(jìn)行操作實(shí)踐。實(shí)訓(xùn)模式本身就具有一定的局限性,每一個(gè)實(shí)訓(xùn)工種學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的實(shí)習(xí)任務(wù)往往局限于特定的范圍,學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、自主實(shí)踐和自主創(chuàng)新被限制,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)訓(xùn)的積極性不高,對(duì)實(shí)訓(xùn)認(rèn)識(shí)不夠深刻,同時(shí)難以滿足對(duì)學(xué)生綜合能力全面培養(yǎng)的需求。
工程實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容還停留在每個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目獨(dú)立完成一個(gè)本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的作業(yè)目標(biāo)零件,如鉗工完成錘頭,普車完成錐形球頭試件,焊接完成小方盒等,完成的作品千篇一律、一成不變。每一個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目幾乎沒有和其他實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目相互融合,各個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目之間缺少有機(jī)的聯(lián)系,實(shí)訓(xùn)內(nèi)容開發(fā)不足,忽略了實(shí)訓(xùn)工種在實(shí)際中的交叉應(yīng)用,不利于學(xué)生開拓創(chuàng)新思維。學(xué)生獲
高校工程訓(xùn)練中心大多是在校辦機(jī)械廠的基礎(chǔ)上發(fā)展而來,在創(chuàng)辦之初是為了工廠幫扶教學(xué),經(jīng)過多年的教育發(fā)展,之前工程實(shí)訓(xùn)的教學(xué)理念、實(shí)訓(xùn)模式和教學(xué)內(nèi)容已不適應(yīng)雙一流建設(shè)新對(duì)平臺(tái)的要求,以及新時(shí)期對(duì)復(fù)合型、創(chuàng)新型人才的需要。得的知識(shí)是相對(duì)零散的孤立的知識(shí),學(xué)生難以構(gòu)建整體系統(tǒng)的知識(shí)系統(tǒng)。
針對(duì)工程實(shí)訓(xùn)的教學(xué)困境,對(duì)照“雙一流”建設(shè)的要求,對(duì)接國(guó)際先進(jìn)的工程教育理念,積極探索以項(xiàng)目式教學(xué)理念進(jìn)行教學(xué)轉(zhuǎn)變,項(xiàng)目式教學(xué)是以“問題為中心、學(xué)生為主體、教師為引導(dǎo)”的教育方式[4],依托工程訓(xùn)練中心的現(xiàn)有資源和條件,探索以項(xiàng)目式產(chǎn)出為導(dǎo)向的工程訓(xùn)練實(shí)訓(xùn)模式,即學(xué)生以小組為單位,在實(shí)習(xí)周期內(nèi)完成一個(gè)項(xiàng)目制作,實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目選題不再僅是某一工種的單純性驗(yàn)證或簡(jiǎn)單性設(shè)計(jì)的項(xiàng)目?jī)?nèi)容,還涵蓋了通過方案設(shè)計(jì)解決實(shí)際工程問題的項(xiàng)目?jī)?nèi)容。在工程訓(xùn)練中注重培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力,注重發(fā)掘?qū)W生自主學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力,培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新思維,為工程訓(xùn)練的人才培養(yǎng)探索出一條可行的道路。
項(xiàng)目式教學(xué)在工程實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用,改變以往傳統(tǒng)實(shí)習(xí)灌輸型的實(shí)訓(xùn)模式,變?yōu)閺?qiáng)調(diào)每名學(xué)生個(gè)性化的工程訓(xùn)練實(shí)訓(xùn)模式。以實(shí)習(xí)160學(xué)時(shí)(共4周)為例,項(xiàng)目式實(shí)訓(xùn)模式共有4個(gè)階段。
第一階段為認(rèn)知實(shí)習(xí),實(shí)習(xí)的第一周采用理論講解加實(shí)訓(xùn)操作,了解普車、普銑、數(shù)控車、數(shù)控銑、鉗工、鑄造、焊接、線切割、3D打印、激光打標(biāo)共計(jì)10個(gè)工種的基礎(chǔ)理論知識(shí),掌握工種設(shè)備的原理并能操作使用。
第二階段為項(xiàng)目設(shè)計(jì),實(shí)習(xí)的第二周學(xué)生以小組為單位,小組成員集體討論進(jìn)行項(xiàng)目的方案的設(shè)計(jì),項(xiàng)目的制作至少采用3個(gè)實(shí)訓(xùn)工種,體現(xiàn)了金工實(shí)習(xí)多工種多工藝交叉性特點(diǎn)。完成項(xiàng)目的零件圖和裝配圖,確定加工的工藝流程,選擇原材料和標(biāo)準(zhǔn)件。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提高了學(xué)生對(duì)實(shí)訓(xùn)工種知識(shí)的應(yīng)用探索,培養(yǎng)了學(xué)生思維的擴(kuò)展與創(chuàng)新能力[5]。
第三階段為項(xiàng)目實(shí)施,實(shí)習(xí)的第三到第四周學(xué)生按照項(xiàng)目的設(shè)計(jì),自主選擇實(shí)訓(xùn)工種完成零件的加工,部件的裝配以及調(diào)試,項(xiàng)目的實(shí)施階段,培養(yǎng)了學(xué)生自主安排時(shí)間,團(tuán)隊(duì)的分工、協(xié)作、能力以及實(shí)踐操作的能力。
第四階段為項(xiàng)目答辯,最后一天進(jìn)行實(shí)物展示以及提交報(bào)告書文檔,每個(gè)小組選1名學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)答辯,以PPT的形式匯報(bào)項(xiàng)目的全周期進(jìn)程。項(xiàng)目的匯報(bào)階段培養(yǎng)了學(xué)生語言的組織與表達(dá)能力。
以項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)改變了以往工程實(shí)訓(xùn)的教學(xué)模式,強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心,學(xué)生自主選擇綜合項(xiàng)目,為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)參與的機(jī)會(huì),讓學(xué)生置于做中學(xué)的完整過程之中。項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)習(xí)模式可以讓學(xué)生“在學(xué)中做,在做中學(xué)”[6],學(xué)生在項(xiàng)目的全過程中,強(qiáng)化了工程實(shí)訓(xùn)知識(shí)的內(nèi)化,能夠引領(lǐng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)與技能,學(xué)生在完成后能夠建構(gòu)完整的知識(shí)體系。
工程實(shí)訓(xùn)每一個(gè)實(shí)訓(xùn)工種都錄制理論課件和實(shí)踐課件,理論課件可以PPT、思維導(dǎo)圖或微課的形式展現(xiàn),實(shí)踐課件可以以微課、動(dòng)畫、虛擬仿真的形式展現(xiàn)。保證每一個(gè)實(shí)訓(xùn)工種課程內(nèi)容的完整性,課件上傳至網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)。其中理論課件對(duì)實(shí)訓(xùn)工種的基本概念、分類、應(yīng)用范圍以及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行整理,內(nèi)容的分布合理,敘述要深入淺出,加深學(xué)生對(duì)工程訓(xùn)練的理解。實(shí)踐課件把實(shí)訓(xùn)工種的實(shí)踐操作過程或設(shè)備操作流程進(jìn)行總結(jié),對(duì)操作中的重要工序或容易出錯(cuò)的地方進(jìn)行重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)。與線下教學(xué)相比,線上教學(xué)可以在網(wǎng)絡(luò)空間內(nèi),學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間和空間不受限制,學(xué)生可以隨時(shí)隨地學(xué)習(xí),在實(shí)踐中有問題,隨時(shí)可以查閱。與線上教學(xué)相比,線下教學(xué)具有真實(shí)的實(shí)踐效果,為學(xué)生提供了一個(gè)具體實(shí)踐的空間,學(xué)生在實(shí)踐中感受做中學(xué)的樂趣,在加工中體會(huì)動(dòng)手操作的重要性,在裝配中感受公差的配合,在調(diào)試時(shí)感受各微小變化的體驗(yàn),學(xué)生可以真實(shí)地感受工程實(shí)訓(xùn)的文化。引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源拓展學(xué)習(xí),加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于工程實(shí)訓(xùn)最新發(fā)展的認(rèn)識(shí),鼓勵(lì)學(xué)生線上線下聽取前沿的工程實(shí)訓(xùn)知識(shí)講座,利用綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的制作引導(dǎo)學(xué)生對(duì)工程實(shí)訓(xùn)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和工程興趣。
在工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)轉(zhuǎn)變的過程中,教師首先要認(rèn)識(shí)到自己角色的轉(zhuǎn)變,由傳統(tǒng)的“教”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩?dǎo)”,實(shí)訓(xùn)的過程中以學(xué)生為中心,尊重學(xué)生的主體地位,充分發(fā)揮學(xué)生在項(xiàng)目式教學(xué)中的主動(dòng)性[7]。項(xiàng)目式教學(xué)對(duì)教師的整體素質(zhì)要求更高,教師不僅是課程知識(shí)的傳授者,也是項(xiàng)目的引導(dǎo)者,在項(xiàng)目式實(shí)踐的不同流程中教師也發(fā)揮了不同的作用。給與學(xué)生不同的指導(dǎo)和幫助,保證在完成項(xiàng)目的過程中,提供不同的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),保證學(xué)生學(xué)有所得。在認(rèn)知實(shí)習(xí)階段,教師負(fù)責(zé)理論知識(shí)講解以及實(shí)踐操作演示以及安全常識(shí)的傳授。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段,教師善用實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目示例、反饋、意見等策略,來引導(dǎo)、協(xié)助學(xué)生達(dá)到項(xiàng)目方案的設(shè)計(jì)。在項(xiàng)目實(shí)施階段,教師動(dòng)態(tài)跟蹤學(xué)習(xí)小組的實(shí)習(xí)狀態(tài)與階段成果,針對(duì)學(xué)生的加工過程中的問題,督促學(xué)生及時(shí)改進(jìn)和調(diào)整,強(qiáng)化實(shí)習(xí)過程中的靈活性。在項(xiàng)目答辯階段,教師要善于總結(jié)項(xiàng)目的優(yōu)缺點(diǎn)以及可待完善的地方。教師角色的轉(zhuǎn)變是項(xiàng)目式教學(xué)在工程實(shí)訓(xùn)開展的基礎(chǔ)。
為了支撐工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)的轉(zhuǎn)變,確保項(xiàng)目式教學(xué)的模式的實(shí)施,工程實(shí)訓(xùn)的實(shí)習(xí)場(chǎng)地與設(shè)備提供了工程實(shí)訓(xùn)轉(zhuǎn)變達(dá)成所必須的條件保障與資源依托。繼續(xù)加大對(duì)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的投入,升級(jí)現(xiàn)有陳舊的設(shè)備,改造相關(guān)實(shí)訓(xùn)的場(chǎng)地分布,構(gòu)建以學(xué)生為中心的實(shí)踐平臺(tái),通過教學(xué)條件與設(shè)備資源的有機(jī)組合與協(xié)同,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)是理論與實(shí)踐相融合、課內(nèi)與課外相結(jié)合、線上與線下相混合、為學(xué)生提供了一個(gè)開放式的學(xué)習(xí)空間。平臺(tái)資源的建設(shè)要以滿足工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)為前提,教學(xué)環(huán)境的改善、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的購置,為學(xué)生提供合適恰當(dāng)?shù)妮d體,便于學(xué)生在實(shí)訓(xùn)的過程中獲得良好的實(shí)訓(xùn)體驗(yàn)。
持續(xù)改進(jìn)可以確保工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)轉(zhuǎn)變目標(biāo)的達(dá)成,持續(xù)改進(jìn)的核心在持續(xù)上,持續(xù)改進(jìn)是一種經(jīng)常性的質(zhì)量改善活動(dòng),可以發(fā)生在工程實(shí)訓(xùn)實(shí)踐模式下的任何環(huán)節(jié)。在教學(xué)結(jié)束時(shí),通過問卷調(diào)查的形式,調(diào)查學(xué)生對(duì)項(xiàng)目式教學(xué)的形式、教師的授課內(nèi)容以及實(shí)踐環(huán)節(jié)的滿意度,通過學(xué)生的視角增加課程反饋的數(shù)據(jù)信息以進(jìn)行課程持續(xù)改進(jìn)。持續(xù)改進(jìn)的關(guān)鍵在全體師生,在每一輪的實(shí)踐中,每一位教師和學(xué)生自覺自愿對(duì)實(shí)踐的任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題提出寶貴意見,對(duì)實(shí)踐的模式作出相應(yīng)的反饋。只有這樣的持續(xù)改進(jìn),才能使得教學(xué)質(zhì)量不斷的提升。
通過學(xué)生的評(píng)價(jià)反饋,在工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)轉(zhuǎn)變得過程中持續(xù)改進(jìn)。針對(duì)學(xué)生提出的關(guān)于零件加工的坯料種類不多,尺寸不準(zhǔn)確導(dǎo)致材料浪費(fèi)現(xiàn)象,中心提供多種類型的原材料,購置激光切割機(jī)和剪板機(jī),為學(xué)生提供各種規(guī)格的坯料,方便學(xué)生后續(xù)的加工,提高材料的利用率;針對(duì)學(xué)生提出的關(guān)于答辯之后教師缺少總結(jié),學(xué)生對(duì)自己能力短板認(rèn)識(shí)不足的問題,教師在后續(xù)的答辯中對(duì)項(xiàng)目的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行總結(jié),并指出下一步完善的方向和目標(biāo);針對(duì)學(xué)生提出關(guān)于對(duì)以往優(yōu)秀作品的放置問題,工程訓(xùn)練中心設(shè)置工程實(shí)訓(xùn)優(yōu)秀作品展示區(qū),展示創(chuàng)意好、作品好、融合好的實(shí)訓(xùn)作品,方便學(xué)生欣賞學(xué)習(xí)、借鑒交流,讓學(xué)生在此基礎(chǔ)上可以設(shè)計(jì)出更好的作品。
首先,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性,增強(qiáng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。傳統(tǒng)的工程實(shí)訓(xùn)的任務(wù)內(nèi)容單一,重復(fù)的操作訓(xùn)練單調(diào),學(xué)生的積極性不容易調(diào)動(dòng)且認(rèn)真程度低,實(shí)習(xí)后的加工工件都做廢品處理。轉(zhuǎn)變后的工程實(shí)訓(xùn)以項(xiàng)目為導(dǎo)向,學(xué)生自主規(guī)劃項(xiàng)目的內(nèi)容和進(jìn)程,從被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí),學(xué)生的積極性和自主性被充分調(diào)動(dòng)。在實(shí)習(xí)的全過程,學(xué)生自主投入實(shí)習(xí)的時(shí)間多,探索與項(xiàng)目相關(guān)的工程實(shí)訓(xùn)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)檢索、文獻(xiàn)查閱、書籍閱讀、專題講座、教學(xué)網(wǎng)站等多種途徑自主學(xué)習(xí)能力。
然后,激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造力,提升了綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。傳統(tǒng)的工程實(shí)訓(xùn)缺乏個(gè)性化教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生容易出現(xiàn)惰性化問題,一定程度上忽略了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。轉(zhuǎn)變后的項(xiàng)目式工程實(shí)訓(xùn),強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體,由傳統(tǒng)的教師講解演示主導(dǎo),轉(zhuǎn)向?qū)W生積極探索思考;由學(xué)生模仿操作,轉(zhuǎn)向?qū)W生項(xiàng)目創(chuàng)新設(shè)計(jì);由學(xué)生的理解理論,轉(zhuǎn)向?qū)W生對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用。學(xué)生自主設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造力,對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力提出了挑戰(zhàn)。對(duì)于項(xiàng)目階段中的問題要團(tuán)隊(duì)分析、教師協(xié)助解決,學(xué)生的自主思維被充分調(diào)動(dòng),促進(jìn)了學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)的能力。
最后,增強(qiáng)了師生互動(dòng)交流,培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。傳統(tǒng)的工程實(shí)訓(xùn)師生的交流形式較單一,互動(dòng)少,教師處于主動(dòng)知識(shí)輸出,學(xué)生處于被動(dòng)接受。轉(zhuǎn)變后的工程實(shí)訓(xùn),學(xué)生是項(xiàng)目的主導(dǎo)者,改變教師與學(xué)生單一的教與學(xué)的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了教師與學(xué)生雙向互動(dòng)。學(xué)生需要教師的指導(dǎo)和督促,教師會(huì)根據(jù)學(xué)生的情況給予指導(dǎo)和幫助,教師在與學(xué)生的交流過程中不斷地改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量,提升教學(xué)的親和力。在項(xiàng)目實(shí)施的全周期內(nèi),學(xué)生以小組的形式進(jìn)行相互討論、相互協(xié)商、任務(wù)分工、合作協(xié)同,從個(gè)體學(xué)習(xí)變?yōu)楹献鲗W(xué)習(xí),改變以往學(xué)生之間競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系,建立一種和諧互動(dòng)的關(guān)系,使學(xué)生的學(xué)習(xí)能力得到提升,培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。
本文分析了現(xiàn)階段工程實(shí)訓(xùn)的教學(xué)困境,以高?!半p一流”建設(shè)為背景,提出了工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)轉(zhuǎn)變的思路和目標(biāo),并積極探索了項(xiàng)目式教學(xué)在工程實(shí)訓(xùn)的應(yīng)用,更新的實(shí)訓(xùn)模式包括認(rèn)知實(shí)習(xí)、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目答辯4個(gè)階段??偨Y(jié)了工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)轉(zhuǎn)變成功的4個(gè)要素是網(wǎng)絡(luò)化輔助基礎(chǔ)教學(xué)、轉(zhuǎn)變教師角色、平臺(tái)資源建設(shè)和持續(xù)改進(jìn)。實(shí)踐表明,工程實(shí)訓(xùn)的教學(xué)轉(zhuǎn)變能切實(shí)提升教學(xué)的質(zhì)量,提高人才的培養(yǎng)質(zhì)量。