基于工程目標(biāo)訓(xùn)練的金工實(shí)習(xí)教學(xué)實(shí)踐探索

廖 凱1,2，李立君1，胡勁松1，魏德強(qiáng)2

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410083，2.桂林電子科技大學(xué),廣西 桂林 541004）

提高大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力已成為高校與廣大教師日益廣泛的認(rèn)識(shí)，目前高校的金工實(shí)習(xí)教學(xué)已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，例如教學(xué)理念、教師素質(zhì)和教學(xué)方法上，都比以往時(shí)候更注重以人為本和教學(xué)改革。但依然存在著不少問題，集中表現(xiàn)在如何在有效的時(shí)間使學(xué)生得到更有效的工程鍛煉機(jī)會(huì)，如何使學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中感受到真切的工程過程，如何讓學(xué)生的創(chuàng)新能力與具體的工程實(shí)踐相聯(lián)系等等，都是擺在教育工作者面前的難題。教學(xué)資源總是有限的，而隨著學(xué)生的逐年增加，金工實(shí)習(xí)過程中的師生配備和人機(jī)配備比例都無法滿足國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，在此條件下，要更加有效地利用教學(xué)資源，包括硬件和教師資源，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)使學(xué)生接觸到工程、感受工程，并自覺地將所學(xué)知識(shí)與工程實(shí)際需要結(jié)合，就需要在實(shí)踐教學(xué)過程中引入新的教學(xué)理念，文章探討的就是引入工程目標(biāo)以驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)的方法，實(shí)踐證明，這種方法具有一定的生命力。

1 工程目標(biāo)驅(qū)動(dòng)模式

開展基于工程目標(biāo)的工程訓(xùn)練模式，其中心就是圍繞具體的工程產(chǎn)品(或作品)開展教學(xué)活動(dòng)，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性的工程實(shí)踐訓(xùn)練，使學(xué)生掌握工藝流程的重要性，以及作為真正產(chǎn)品要能推入市場(chǎng)還需要具備的條件，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中領(lǐng)悟和學(xué)習(xí)。這種目標(biāo)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法，以學(xué)生為基本對(duì)象，以工程意識(shí)，創(chuàng)新意識(shí)和工程綜合能力的培養(yǎng)為核心，以培養(yǎng)高素質(zhì)、復(fù)合型的高級(jí)工程技術(shù)人才為宗旨，通過工程訓(xùn)練的教學(xué)實(shí)踐，使學(xué)生一方面獲得現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)方式和工業(yè)過程的基本認(rèn)識(shí)；生產(chǎn)工藝技術(shù)、方法的訓(xùn)練。第二方面則初步建立市場(chǎng)、信息、質(zhì)量、成本、效益、環(huán)保等工程素質(zhì)。最后，學(xué)生們的團(tuán)隊(duì)意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)、組織管理能力得到鍛煉。

為了使學(xué)生更貼近社會(huì)和工程，需要改革現(xiàn)有的金工實(shí)習(xí)模式，即在傳統(tǒng)的金工實(shí)習(xí)和現(xiàn)代加工方法實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，融入工程的概念，按工程目標(biāo)進(jìn)行產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作的工程訓(xùn)練方法。即實(shí)習(xí)不是單人單一的加工某個(gè)零件，而是組成團(tuán)隊(duì)或小組共同制作一個(gè)與實(shí)際工程應(yīng)用為目標(biāo)的機(jī)構(gòu)或部件，通過對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用機(jī)構(gòu)和部件的調(diào)查、研究、機(jī)械設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、成本分析，進(jìn)而選擇合理的加工工藝和加工設(shè)備，通過各零件的各工種選擇和加工最后裝配或組裝成一個(gè)作品，實(shí)現(xiàn)確定的工程目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神?？偠灾?，就是讓學(xué)生實(shí)習(xí)的每一天每一個(gè)工種都能加深他的工程意識(shí)和工程素養(yǎng)，促使他自覺認(rèn)識(shí)到作為未來工程師需要掌握哪些基本的工程素質(zhì)。

2 組織實(shí)施

金工實(shí)習(xí)涉及到絕大部分工科專業(yè)，尤其以機(jī)械、材料、電子、信息類專業(yè)參加的人數(shù)和層次最高，而其它非機(jī)械類專業(yè)則是以認(rèn)知實(shí)習(xí)為主，如何分層次施教，并調(diào)動(dòng)同學(xué)們的實(shí)踐積極性，需要從課程建設(shè)和教學(xué)組織上著手。

（1）建立面向各專業(yè)的工程目標(biāo)型資料庫。根據(jù)各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，調(diào)查分析適合工程訓(xùn)練的知識(shí)特點(diǎn)，選定適合各專業(yè)發(fā)展需求的工程目標(biāo)實(shí)例，并對(duì)這些工程目標(biāo)實(shí)例進(jìn)行補(bǔ)充與優(yōu)化，建立工程目標(biāo)型教學(xué)資料庫。例如設(shè)計(jì)一個(gè)工程產(chǎn)品，其中不僅涉及到機(jī)構(gòu)的機(jī)械設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)，可能還涉及到功能外觀設(shè)計(jì)、成本核算、市場(chǎng)推廣計(jì)劃等，這些知識(shí)包含的專業(yè)就絕不僅僅只是機(jī)械類專業(yè)或近機(jī)械類專業(yè)，還包含了設(shè)計(jì)、工商管理、財(cái)會(huì)和市場(chǎng)營銷等專業(yè)。因此，一個(gè)面向工程目標(biāo)的課程教學(xué)計(jì)劃具有很強(qiáng)的學(xué)科相容性，非常適合學(xué)生知識(shí)的拓展和延伸。

（2）建立網(wǎng)絡(luò)交互式教學(xué)平臺(tái)。教學(xué)計(jì)劃內(nèi)的教學(xué)時(shí)間十分有限，因此將教室搬到課堂外，才能給學(xué)生提供無限的創(chuàng)造空間和學(xué)習(xí)時(shí)間。對(duì)選定的工程目標(biāo)實(shí)例進(jìn)行知識(shí)體系分析，把工程目標(biāo)實(shí)例與專業(yè)工程訓(xùn)練相互融合，建立以工程目標(biāo)為中心的機(jī)械設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、成本分析、生產(chǎn)組織與管理等工程訓(xùn)練創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)知識(shí)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新訓(xùn)練平臺(tái)，為學(xué)生課外進(jìn)行工程目標(biāo)的創(chuàng)新工程設(shè)計(jì)提供平臺(tái)。在這個(gè)平臺(tái)里，學(xué)生可以對(duì)相關(guān)的理論知識(shí)、加工工藝、參考資料進(jìn)行自學(xué)，亦可以在線向教師提問并提交方案和教師一起探討，這樣就增強(qiáng)了學(xué)生的自助學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，變被動(dòng)為主動(dòng)。

（3）建立學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)型自我管理模式。單一訓(xùn)練模式已經(jīng)不能很好適應(yīng)時(shí)代要求和個(gè)人知識(shí)的更新，而且，一個(gè)工程產(chǎn)品的研發(fā)也從來不是一個(gè)人可以獨(dú)立完成的，因此，在的學(xué)生中倡導(dǎo)分工合作、專業(yè)融合訓(xùn)練顯得非常重要。教學(xué)以符合各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求的工程實(shí)例為核心，組織學(xué)生工程訓(xùn)練團(tuán)隊(duì)（5人一組），在指定教師團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)下，團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成工程目標(biāo)的調(diào)查研究、機(jī)械設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、可行性分析任務(wù)。以此，建立學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)型自我管理模式，既鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，也能使同學(xué)們互促學(xué)習(xí)，知識(shí)互補(bǔ)，通過這種模式不僅可以進(jìn)行例行的金工教學(xué)計(jì)劃，還可以開展各專業(yè)的綜合創(chuàng)新工程訓(xùn)練。

3 過程管理

科學(xué)有效的教學(xué)過程管理是完成這一教學(xué)改革目標(biāo)的保證，主要包括教學(xué)過程、學(xué)生工藝制定過程和實(shí)訓(xùn)過程考核三大塊。

（1）教學(xué)過程。為了使學(xué)生快速有效地熟悉各主要工種的特點(diǎn)及鍛煉動(dòng)手能力，需要制定教學(xué)過程規(guī)范制度，對(duì)教師的教學(xué)和學(xué)生的受教進(jìn)行規(guī)范，最大限度地保證學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中得到了科學(xué)有序的技能受教。對(duì)教學(xué)過程要有詳盡的記錄，對(duì)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)考核要細(xì)化管理。

（2）工藝制定。工藝制定是學(xué)生圓滿完成基于工程目標(biāo)工程訓(xùn)練的保障，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生可以制定較為合理的加工工藝制度，但是，在學(xué)?，F(xiàn)有條件下，勢(shì)必會(huì)造成加工工種過于集中，資源不能合理利用和分配，因此，有必要對(duì)工藝制定進(jìn)行過程管理。為此，組成了一個(gè)涉及多工種教師的工藝指導(dǎo)組，學(xué)生參加旁聽，對(duì)提交的學(xué)生工程產(chǎn)品加工工藝路線進(jìn)行審核，和工種協(xié)調(diào)，最大限度地資源優(yōu)化，既可保證學(xué)生的工藝制度可行，又能提高加工效率節(jié)約資源。這本身也是給學(xué)生一次生動(dòng)的工程教育。

（3）考核。學(xué)生最后提交的作品并不是給予學(xué)生考核成績(jī)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，考核的方式可以多樣，例如有直接交作品的，也有通過答辯方式進(jìn)行考核?？己顺煽?jī)應(yīng)該著重包含學(xué)生們?cè)谟龅絾栴}時(shí)所表現(xiàn)出來的分析問題和解決問題的能力，尤其是在設(shè)計(jì)加工中，如何協(xié)調(diào)功能與成本、效率與質(zhì)量之間的關(guān)系，這些問題的解決學(xué)生都將直接記錄在實(shí)訓(xùn)報(bào)告中。一份完整的實(shí)訓(xùn)報(bào)告要包含工藝路線和工藝卡制作文件、質(zhì)量分析報(bào)告和成本分析報(bào)告，這是考核的主要依據(jù)。

4 教學(xué)實(shí)踐

基于工程目標(biāo)的工程訓(xùn)練模式，我們已經(jīng)在機(jī)械類和綜合創(chuàng)新學(xué)生實(shí)踐教學(xué)中采用，從目前的情況來看，效果比較明顯，主要表現(xiàn)在學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情明顯提高、學(xué)生提問多了、動(dòng)手能力強(qiáng)了、設(shè)計(jì)水平提高了，團(tuán)隊(duì)合作能力得到了鍛煉等。但也存在一些不足，主要是受條件限制，好的作品在短時(shí)間內(nèi)沒有要學(xué)生加工出來，同時(shí)創(chuàng)新能力不足，設(shè)計(jì)中大膽設(shè)想還不多，這也是我們今后教學(xué)改革研究的一個(gè)方向。

圖1 學(xué)生設(shè)計(jì)作品

圖2 學(xué)生組答辯現(xiàn)場(chǎng)

5 結(jié)語

實(shí)踐證明，在工科學(xué)生金工實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)介入基于工程目標(biāo)的工程訓(xùn)練的實(shí)踐教學(xué)模式，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高、工程意識(shí)的提升、工程素質(zhì)的培養(yǎng)、學(xué)科知識(shí)的深化融合都起到了積極作用。

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