*基金項目:山東省高等教育本科教學改革研究項目“新時代工程實訓教學體系構(gòu)建與教學模式探索實踐”(Z2022271);山東科技大學2020年教育教學研究“群星計劃”項目“工程實訓中心建設(shè)的研究與實踐”(QX2020M98);山東科技大學2020年教育教學研究“群星計劃”項目“工程實訓中心實踐教學體系的研究與實踐”(QX2020M97);山東科技大學2021年教育教學研究“群星計劃”項目“新工科背景下工程實訓教學的探索與實踐”(QX2021M82)。
" "作者簡介:韓寶坤(1971—),男,博士,教授,研究方向:機械振動與噪聲控制、車輛動力學等;時慧喆(1990—),男,碩士,工程師,研究方向:電氣工程及其自動化。
[摘 要]工程實訓課程是工科學生重要的必修實踐課程之一,工程實訓課程對于培養(yǎng)學生的實踐動手能力發(fā)揮了重要作用。在分層次、模塊化、遞進式的教學理念指導下,工程實訓課程教學體系不斷完善,實訓內(nèi)容朝著更綜合、更先進、更專業(yè)的方向發(fā)展。適應(yīng)新的實訓教學體系和內(nèi)容,提高實訓效果,成為重要課題。本文在論述了目前工程實訓教學基本情況基礎(chǔ)上,分析了影響學生工程實訓效果的因素,并有針對性地提出了提高學生實訓效果的路徑和方法。
[關(guān)鍵詞]工程實訓課程;實訓教學;實訓效果;影響因素
[中圖分類號] G640" " " " " " [文獻標志碼] A [文章編號] 1008-2549(2024) 05-0109-04
隨著社會與經(jīng)濟的發(fā)展,在“中國制造2025”戰(zhàn)略的指引下,為加強應(yīng)用型工程技術(shù)人才培養(yǎng),高校不斷強化學生實踐動手能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)。工程實訓課程是以工科為主的高等學校中,教學規(guī)模最大、學生受眾最廣的實踐課程,對培養(yǎng)學生工程實踐能力發(fā)揮著獨特作用。在“分層次、模塊化、遞進式”的理念指導下,重點建設(shè)突出綜合性、實踐性、設(shè)計性、研究性、創(chuàng)新性為特點的工程實訓教學與創(chuàng)新環(huán)境[1-6]。通過工程實訓課程的學習與鍛煉,學生的動手實踐能力、工程應(yīng)用和管理能力、工程素質(zhì)和創(chuàng)新意識等得到了較大提高,使學生更好地了解工程環(huán)境,建立工程意識,得到現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)、工藝、技術(shù)、管理工業(yè)方面的基本知識和基本訓練,掌握操作和實驗技能,激發(fā)學生的創(chuàng)新精神,提高綜合素質(zhì)[7-10]。
工程實訓中心要以系統(tǒng)性地培養(yǎng)大學生綜合工程實踐基本能力為目標,對原有金工實習的內(nèi)容進行綜合性、實踐性、創(chuàng)新性改革[11-16]。同時將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與多學科交叉融合,更加注重對參加實訓學生的激勵,對學生在工程實訓課程中的關(guān)注點、興趣點給予重視。隨著工科類本科生課程越來越多樣,各專業(yè)的培養(yǎng)計劃也在不斷地發(fā)生變化,在實驗、實訓、實踐類的目標、內(nèi)容、方式、方法也在不斷改變,為的就是能培養(yǎng)好各類工程人才以適應(yīng)未來社會的需求[17-19]。
一、工程實訓教學的基本情況
傳統(tǒng)的工程實訓課程教學是以車削加工、數(shù)控加工、特種加工、鉗工、熱加工等5個工種作為實訓內(nèi)容,實行輪換制。即學生分為5組,每組學生按照工種等時長進行實訓。實訓課程按分組教學使學生可以較為全面地了解各個工種,從而了解工業(yè)生產(chǎn)加工過程。但也存在不足,主要是由于每個工種實訓時長被強行平均,導致學生單個工種的實訓時間短,無法更深入地了解實訓項目的內(nèi)容,動手實踐的時間短。特別是實訓時間只有1-2周的學生,存在走馬觀花的現(xiàn)象。
近年來,加強實訓教學體系和教學模式改革,提出了“分層次、模塊化、遞進式”的教學體系,完善實訓教學內(nèi)容,改革教學模式。將實訓內(nèi)容分為車削加工、數(shù)控加工、特種加工、鉗工、成型、焊接以及電控等7個一級模塊,每個一級模塊下包含若干二級模塊。實訓形式分為認知實訓、基礎(chǔ)實訓、綜合實訓和創(chuàng)新實訓等。
根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)大綱要求和學生的興趣,學生可以選擇相應(yīng)的一級模塊作為基礎(chǔ)實訓內(nèi)容,其他一級模塊作為認知實訓內(nèi)容。完成認知實訓和基礎(chǔ)實訓后,進行綜合實訓或創(chuàng)新實訓,完成相應(yīng)的實訓作品。根據(jù)學生實訓時長不同,每周建議學生選擇2個一級模塊開展基礎(chǔ)實訓。這種模塊選擇式的教學安排,可以突出專業(yè)特點選擇不同的實訓項目,有利于學生根據(jù)專業(yè)需求和個人興趣開展實訓。同時,學生對所選擇的模塊實訓時間加長,可以有比較充分的時間進行動手實踐。
二、學生實訓效果影響因素
采用新的實訓教學模式后,對學生的實訓效果進行了跟蹤和問卷調(diào)查。將可能影響學生實訓效果的因素分為教師水平、學生興趣、實訓時長、實訓分組、實訓設(shè)備、其他等六種,針對不同專業(yè)、不同實訓時長的學生進行了問卷調(diào)查,并與學生實訓考核成績進行對比分析,結(jié)果如圖1所示。
通過統(tǒng)計分析可知,實訓時間越長的專業(yè),其學生對工程實訓課程中教師所體現(xiàn)出的專業(yè)水平關(guān)注程度更高,對工程實訓課程是否符合自身的興趣以及專業(yè)發(fā)展有更強的需求;而一些實訓時間較短的專業(yè),在工程實訓結(jié)束后還有意猶未盡的感覺,這些專業(yè)的很多同學都希望有更長的實訓時間以充分了解和操作工程實訓中心的各種加工設(shè)備,同時這些專業(yè)的同學對實訓分組的實訓項目是否貼近專業(yè)理論也比較關(guān)注。
(一)模塊化的實訓項目
在實訓過程中需要實訓的模塊較多,需要將學生分成不同小組進行實訓。為了方便模塊間輪換,將每個實訓模塊的實訓時間設(shè)置成相同的長度。這樣就無法根據(jù)不同實訓模塊的特點由實訓指導教師掌握實訓時長,不同模塊實訓的難度和強度不同,學生可能對某些模塊無法充分學習而導致最后考核時難以達到考核標準,使得實訓效果無法保障。此外,對實訓時長只有1周的學生,進行基礎(chǔ)實訓的模塊較少,一般只有2個模塊,大多模塊屬于認知實訓,這對學生全面熟悉加工過程、掌握加工工藝存在很大困難。
(二)實訓教師的經(jīng)驗
實訓指導教師在進行實訓教學過程中,一般是根據(jù)生產(chǎn)加工的經(jīng)驗,將所涉及的機械加工的操作經(jīng)驗和技能灌輸給學生。學生由于缺乏實際經(jīng)驗,往往從最基礎(chǔ)的操作開始練習,對加工技能的理解和掌握存在較大難度。特別是在零件加工過程中的工藝設(shè)計、精度控制難以在短時間內(nèi)系統(tǒng)掌握,導致在考核過程中難以達到考核標準,影響了實訓效果。
(三)學生的實訓分組
由于設(shè)備數(shù)量和指導教師數(shù)量的限制,實訓學生不可避免地要進行分組實訓,一般3-4名學生作為一組開展實訓。多個學生使用同一臺設(shè)備進行操作,某些實訓積極性不高的學生有了“渾水摸魚”的空間。特別是對比較貴重的設(shè)備,如五軸加工中心、激光雕刻等設(shè)備數(shù)量較少,同時實訓的學生偏多,學生能夠充分操作聯(lián)系的時間較少,這對實訓效果造成一定影響。
(四)學生實訓的興趣
實訓教學是學生五育并舉的重要課程,特別對學生的德育和勞育教育發(fā)揮著重要作用。通過實訓培養(yǎng)學生吃苦耐勞精神,大國工匠精神等。有些學生對此認識不深,存在拈輕怕重思想。對3D打印等模塊選擇的學生多,對普車、焊接等傳統(tǒng)模塊,特別是需要體力的模塊學生感興趣的少。
三、學生實訓效果的提升路徑
(一)實訓過程中融入思政元素
為發(fā)揮工程實訓教學的思政教育功能,實訓教師要將思政元素有機融合到工程實訓教學過程中,達到“潤物無聲”的教學效果。在講授基礎(chǔ)理論時,可以把我國的重大科技工程、“大國工匠”的奮斗精神等融入其中,激發(fā)學生的民族自豪感,培養(yǎng)精益求精的科學精神,增強創(chuàng)新意識和責任擔當。在實踐環(huán)節(jié),通過分組讓學生共同完成一個較高難度的實訓作品,培養(yǎng)學生的團結(jié)協(xié)作能力和吃苦耐勞精神。對學生多維度考核,培養(yǎng)學生的系統(tǒng)觀念。因為專業(yè)的不同或班級的不同,參與工程實訓課程的學生具有差異性;因此,在工程實訓教學過程中融入思政元素需要注重差異化教學,指導教師在進行教學前要充分了解學生的具體情況,并結(jié)合各實訓項目的實際教學情況,摸索出有針對性、學生樂于接受的思政教育方式。在工程實訓教學模式上做到因勢利導,因勢而為,增強思政元素的實效性。
(二)加強線上與線下混合式實訓教學
與一般的理論課程不同,工程實訓課程是一門側(cè)重實踐動手能力培養(yǎng)的課程,但這并不意味著工程實訓教學僅能開展線下教學。要充分發(fā)揮線上教學資源豐富、學習方式靈活等優(yōu)勢,加強線上線下混合式教學。要加強線上教學資源建設(shè),建設(shè)具有“助學、輔教和服務(wù)”功能的實訓教學資源庫。積極開展線上線下混合式實訓教學模式改革,教師在線上向?qū)W生講授實訓項目的相關(guān)理論知識,學生在線上將部分實訓項目需要加工的工件或產(chǎn)品進行設(shè)計。學生分時段、分組進行線下實操訓練,并進行工件或作品加工,教師線下指導。
(三)項目式的工程實訓
項目式的工程實訓是在教師的引導下,以學生為中心,通過完成一個完整的實踐性項目而進行的教學活動。它要求學生運用已有知識和經(jīng)驗,親身實踐,在具體情境中解決問題,進而鍛煉自身綜合能力。項目可以是設(shè)計與制作一件產(chǎn)品、排除一個障礙、提供一項服務(wù)、解決一個或一系列問題等[20-21]。在工程實訓課程教學中為了能更好地結(jié)合學生的興趣愛好,可讓學生根據(jù)自身的專業(yè)、興趣愛好選擇合適數(shù)量的實訓模塊,并將這些實訓模塊進行結(jié)合,融合形成一個項目式的實訓過程。并在教師的指導下,結(jié)合所實訓的模塊,完成一個工業(yè)產(chǎn)品的方案設(shè)計,并加工制作出來。通過這種實訓方式,在滿足學生個人興趣的同時,也能鍛煉學生的綜合能力。
(四)加強對學生實訓的過程考核
工程實訓教學的主要過程是學生訓練,要想考核整個實訓過程,就必須將整個實訓教學與考核融為一體。通常工程實訓課程是由多個實訓模塊組成,實訓教學模塊要按照內(nèi)在的關(guān)系進行安排?;趯嵱栠^程考核的教學就是對每個實訓模塊在教學的同時進行考核,在當前的模塊考核合格后才能進行下一個實訓模塊,只有每個實訓模塊考核都合格,工程實訓才能合格。這里的“過程”考核就是體現(xiàn)在對每個模塊都要考核,從而實現(xiàn)將訓練與考核融為一體,實訓過程考核流程圖如圖2所示,實訓項目數(shù)量可根據(jù)專業(yè)需求的不同進行增加或減少。
同時,在對學生實訓過程考核時,要采用多維度考核。如表1所示,將學生的平時表現(xiàn)、實訓過程、分項考核、個人教師評價以及實訓報告等內(nèi)容納入實訓考核,并將每項考核指標賦予一定的權(quán)重,最終給定學生的實訓效果評價。
四、結(jié)語
遵循“分層次、模塊化、遞進式”的工程實訓教學理念,結(jié)合目前工程實訓教學情況,分析了在工程實訓課程中影響學生實訓效果的因素。針對這些影響因素,從思政元素融入實訓教學過程、采用線上線下混合式教學、開展項目式實訓以及加強實訓的過程考核等方面提出了解決路徑和方法。本文對工程實訓教學體系構(gòu)建、實訓教學模式改革以及實訓效果評價具有一定的借鑒意義。
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