工程訓(xùn)練教學(xué)改革探索與實踐

李曉春， 曲曉海， 楊 洋， 周 亮

(吉林大學(xué) 工程訓(xùn)練中心，吉林 長春 130025)

0 引 言

隨著我國的高等教育有精英教育轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊娊逃?，高校教學(xué)任務(wù)變重，伴隨著社會的發(fā)展與進步，學(xué)生實踐技能與社會需要不適應(yīng)的矛盾越來越突出[1-4]。以吉林大學(xué)工程訓(xùn)練中心為例，說明工科學(xué)生的工程訓(xùn)練存在如下問題：

(1) 觀念問題。實踐教學(xué)是為培養(yǎng)研究型、復(fù)合型、具有大工程意識、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力、競爭能力的高素質(zhì)人才打下堅實的基礎(chǔ)。是培養(yǎng)高素質(zhì)工科人才不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)。但很多參加工程訓(xùn)練的學(xué)生對這一問題認識不清。學(xué)生來參加訓(xùn)練，絕大多數(shù)是抱著混學(xué)分的態(tài)度來的，沒有認識到工程訓(xùn)練的重要性。將其簡單地等同于勞動，因此很多同學(xué)對訓(xùn)練都有一定的抵觸情緒。在這種觀念影響下學(xué)生在上課時普遍存在不注意聽講、玩手機、睡覺、不愿意動手操作等等不良行為。

(2) 成員素質(zhì)及教學(xué)方式方法。現(xiàn)有指導(dǎo)人員素質(zhì)參差不齊，教學(xué)方法單一，有些指導(dǎo)人員的知識嚴重老化，已跟不上時代的進步。講述的知識和講述方法很多都是上個世紀七八十年代的東西，已無法滿足現(xiàn)在學(xué)生的要求[5-7]。常常是單純的“講—做”模式，不能充分調(diào)動學(xué)生的主動性與創(chuàng)造性。有些工種在教學(xué)過程中，往往是指導(dǎo)人員從頭到尾演示一遍，包括設(shè)備的操作、數(shù)據(jù)的輸入等，學(xué)生再重復(fù)這一過程。這就造成了學(xué)生不動腦思考，只是單一的復(fù)制，枯燥無味，并不能學(xué)到相應(yīng)的技能。

(3) 課程安排?，F(xiàn)有工程訓(xùn)練實習(xí)課程較為單一，各工種聯(lián)系比較松散。目前只有車工和鉗工有所聯(lián)系，但聯(lián)系也不是十分緊密。這樣不利于學(xué)生對整個工藝流程的掌握和理解。學(xué)生會出現(xiàn)拿到圖紙時很茫然不知從何下手，想加工一件作品卻不知道怎樣才能一步一步完成。雖然進行了工程訓(xùn)練，但是達不到很好的效果，將來學(xué)生們走向工作崗位還要從頭學(xué)起，并未培養(yǎng)出學(xué)生較為完善的工程意識和技能[8]。

1 教學(xué)改革建議

1.1 觀 念

為了能滿足社會的需要，必須更新教育觀念，改革人才培養(yǎng)和課程體系。能夠培養(yǎng)出具有工程意識、創(chuàng)新意識、能力高素質(zhì)人才的培養(yǎng)方案和課程體系建設(shè)應(yīng)是以實踐基地為載體，以學(xué)生為主體，以社會需要為培養(yǎng)目標，集本科理論、技師技能、工程師能力為一身的培養(yǎng)體系。工科學(xué)生的工程意識、工程實踐能力和工程素質(zhì)的培養(yǎng)是要靠加強理論教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)的合理安排才能提高的。滿足社會需求的程度是衡量人才培養(yǎng)質(zhì)量好壞的標準，所以應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要面向基層，面向生產(chǎn)第一線，以滿足社會的需求[9-11]。

筆者認為這不是一朝一夕也不是一人所可以改變的，需要多方面的努力來改善學(xué)生以及相關(guān)人員對實踐教學(xué)的態(tài)度及觀念?？啥嘟M織一些比賽、課外活動及參觀報告等。

1.2 人才儲備

工程教育是源于教育而最終又要歸于實踐的。而師資力量是開展工程教育成敗的關(guān)鍵因素之一。目前中心存在著師資隊伍中高素質(zhì)“雙師型”數(shù)量不足。實踐教學(xué)由于其特殊性對教師的要求可以說更高，既要有專業(yè)實踐工程背景又要有扎實的專業(yè)知識。面對這種現(xiàn)狀，筆者認為應(yīng)深化體制改革，指定有利于“雙師型”教師隊伍迅速成長的獎勵機制，優(yōu)化隊伍結(jié)構(gòu)，注重實踐能力[12-14]。

中心經(jīng)過申請由吉林大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)批準，于2011年至今，先后招收8名碩士研究生。并對他們進行較長時間的崗前培訓(xùn)，使他們的政治思想表現(xiàn)、工程意識、實驗儀器設(shè)備的操作技能以及實踐教學(xué)的組織能力等都得到了進一步的提高。充分發(fā)揮其自身，一專多能，從整體上提高師資隊伍的素質(zhì)和水平。

目前吉林大學(xué)工程訓(xùn)練中心現(xiàn)有學(xué)校在編職工90人，其中大學(xué)以上學(xué)歷26人，高級職稱9人，中級職稱10人。技師23人。中心在今后的發(fā)展中將進一步吸收優(yōu)秀人才，提高整體教學(xué)師資隊伍水平。

1.3 構(gòu)建梯級工程訓(xùn)練體系

為了加強對學(xué)生實踐動手能力的培養(yǎng)，使學(xué)生具有較強的迎接競爭和挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)能力、實踐創(chuàng)造能力和自我發(fā)展能力，應(yīng)改善工程訓(xùn)練模式。

筆者認為訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容應(yīng)與所學(xué)理論知識相結(jié)合，因此應(yīng)分階段進行的：

(1) 低級階段。主要學(xué)習(xí)掌握基本工具，各類儀器儀表的使用，以及基本操作技能的培訓(xùn)。如在金工實習(xí)中進行車、鉗、銑、刨、磨訓(xùn)練等。

(2) 中級階段。應(yīng)通過設(shè)定某些專題，或者引進一些科研課程，組織學(xué)生在教師指導(dǎo)下，自己動手，組織材料，設(shè)計和完成課題任務(wù)。

(3) 高級階段。可以讓學(xué)生自己進行產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)；參加各種技能競賽；參與科研工作活動，將科研工作的內(nèi)容、手段和目的融入教學(xué)之中。

目前我中心低級階段的教學(xué)內(nèi)容基本完成。中級和高級階段還未滿足，需進一步籌備、發(fā)展與建設(shè)。

筆者認為工程訓(xùn)練應(yīng)始終貫穿學(xué)生的整個大學(xué)生涯，逐步從初級階段過渡到中級階段。在條件允許的情況下甚至過渡到高級階段。

工程訓(xùn)練不應(yīng)只是走走過場，應(yīng)把工程意識融入教學(xué)中去，充分培養(yǎng)學(xué)生的工程意識、質(zhì)量意識以及經(jīng)濟意識。

1.4 教學(xué)方法的改革

1.4.1更新知識，加入科技前沿的相關(guān)知識

在不重復(fù)理論課程的基礎(chǔ)上，將所需掌握的原理知識等講述后加入一些與課程有關(guān)的科技前沿內(nèi)容，這樣可充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

授課者應(yīng)及時更新知識，將一些已經(jīng)消亡或是不再使用的知識從課程中剔除或簡化介紹，引入先進工業(yè)生產(chǎn)中所應(yīng)用的知識。

1.4.2工程實踐項目建設(shè)

中心工程訓(xùn)練在立足傳統(tǒng)金工實習(xí)車、鉗、銑、刨、磨、鑄、鍛、焊等傳統(tǒng)訓(xùn)練項目，加強數(shù)控車、數(shù)控銑、線切割等先進制造技術(shù)加工訓(xùn)練項目的同時，根據(jù)教學(xué)實際需要進一步開發(fā)了多個工程實踐項目。

如機械測量工程實踐項目，在這個項目的訓(xùn)練中我們主要是讓學(xué)生掌握工業(yè)生產(chǎn)實際中常用量具的使用，并使用這些量具對零件進行尺寸公差、形位公差等的檢測。在內(nèi)容設(shè)計上我們沒有選擇實驗室常用的雙管顯微鏡、光學(xué)測長儀等設(shè)備，所使用的測量方法都是在工業(yè)生產(chǎn)中實際常用的，所使用的量具也是在工廠車間常見的。強調(diào)真實工業(yè)環(huán)境下的實際工件的測量。

目前中心相繼增設(shè)了機械測量、拆裝及氣動液壓訓(xùn)練項目，目前已將單一的訓(xùn)練項目整合為8個模塊、15個工程實踐項目。但和社會需要對學(xué)生要求相比還有很大的不足，中心計劃將在接下來的進一步開發(fā)如快速成型、加工工藝等一系列新的實踐項目及模塊，以適應(yīng)社會的需要。

中心現(xiàn)有訓(xùn)練項目和其他建設(shè)較好的中心比有很大的差距應(yīng)進一步開設(shè)如激光加工、快速成型設(shè)備、超聲波加工、加工中心、機電一體化綜合訓(xùn)練、大型工程軟件應(yīng)用訓(xùn)練、管理技術(shù)及工業(yè)工程訓(xùn)練等。以便于更好的培養(yǎng)高素質(zhì)人才。

1.4.3現(xiàn)代化教學(xué)手段

隨著科技的進步，傳統(tǒng)教學(xué)已不能滿足現(xiàn)今教學(xué)需要，計算機輔助教學(xué)作為現(xiàn)代化的教學(xué)手段，能吸引學(xué)生的注意力，化抽象為為形象，使學(xué)生形成鮮明的表象，啟迪學(xué)生的思維，擴大信息量，提高教學(xué)效率。

中心在2012年投入30余萬元用于電腦、投影器材、觸摸屏等現(xiàn)代化基礎(chǔ)建設(shè)的同時，又投資數(shù)萬元建設(shè)拆裝教學(xué)——車床主軸箱拆裝教學(xué)仿真軟件。該軟件使用Unity 3D交互式開發(fā)引擎，結(jié)合正確的拆裝工藝知識，為實訓(xùn)教學(xué)提供真實性強、交互操作方便的虛擬仿真平臺。軟件開發(fā)及使用解決了由于學(xué)生對設(shè)備的拆裝工藝知識掌握匱乏、對工具使用不熟練，錯誤操作導(dǎo)致零件變形損壞、長期反復(fù)的拆裝導(dǎo)致配合零件的磨損嚴重、達不到預(yù)期實訓(xùn)效果等問題。學(xué)生通過該軟件在正確的拆裝工藝規(guī)則下反復(fù)練習(xí)，熟練掌握后到實訓(xùn)場地真實拆裝驗證，通過軟、硬件結(jié)合的教學(xué)方式達到較理想的實訓(xùn)效果。

通過信息化教學(xué)方法彌補傳統(tǒng)教學(xué)手段的不足，解決了傳統(tǒng)的實訓(xùn)教學(xué)方法難以解決問題。

通過長時間的調(diào)查研究可知，現(xiàn)代化教學(xué)手段已成為教學(xué)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，其對提高教學(xué)質(zhì)量有著重要意義。中心將在今后發(fā)展中，根據(jù)教學(xué)需要，進一步投入人力物力進一步發(fā)展現(xiàn)代化教學(xué)。

1.4.4增設(shè)創(chuàng)新訓(xùn)練

學(xué)生的實踐能力是從實訓(xùn)中培養(yǎng)鍛煉出來。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，具有啟發(fā)性的開放式訓(xùn)練是最能培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的訓(xùn)練模式。所謂開放式訓(xùn)練是由學(xué)生自己根據(jù)題目要求，自由組合(每組成員約2～5人)獨立完成設(shè)計方案擬定等一系列工作。

訓(xùn)練任務(wù)有一定的難度和一定的工作量，需要學(xué)生經(jīng)過團隊的不懈努力才可以很好完成任務(wù)。學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，自行根據(jù)需要將任務(wù)分成若干模塊。在完成過程中，學(xué)生獨立選用設(shè)計方案、安排工藝流程、獨立進行操作、靈活安排進程、 獨立對結(jié)果進行分析評定，最后獨立完成綜合報告。指導(dǎo)人員只是在學(xué)生經(jīng)過了反復(fù)實驗、深入思考，仍存在疑問時才給予必要的指點。這種模式的實踐訓(xùn)練強調(diào)了訓(xùn)練的實踐探索性，對學(xué)生來說是一種全新的實踐模式，學(xué)生具有一定的自主性，打破了被動做實驗的局面，營造了一種充分展示個性、激發(fā)創(chuàng)新精神和工程意識的實驗新格局，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和自覺性，更有利于發(fā)揮學(xué)生的聰明才智 ，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。

目前由于種種原因，中心在開展創(chuàng)新訓(xùn)練上還很不足。中心在充分向各兄弟院校國家級工程訓(xùn)練中心學(xué)習(xí)的同時，根據(jù)自身情況將在今后的發(fā)展中逐步加強創(chuàng)新訓(xùn)練。

1.5 編寫配套訓(xùn)練指導(dǎo)書及訓(xùn)練報告

為了更好地進行實踐教學(xué)，中心組織一批專業(yè)素質(zhì)高且長期在一線教學(xué)崗位的指導(dǎo)人員編寫了訓(xùn)練指導(dǎo)書和訓(xùn)練報告。

工程訓(xùn)練指導(dǎo)書依照教學(xué)大綱要求, 針對中心的具體實際來編寫,力圖把抽象的大綱和具體的訓(xùn)練聯(lián)系起來。并在每次之后加上思考題。題目盡量做到有難有易、覆蓋面廣, 使學(xué)生可以進一步加強鞏固所學(xué)到的知識。閱讀訓(xùn)練指導(dǎo)書是為了補充現(xiàn)場實習(xí)之不足，糾正現(xiàn)場觀察時的不準確，通過閱讀訓(xùn)練指導(dǎo)書，又反過來去實踐中發(fā)現(xiàn)問題和尋找答案。

而實習(xí)報告則是根據(jù)各工訓(xùn)練項目的實際情況編制的，在鞏固基礎(chǔ)知識的同時，加強技能技巧的考察。讓學(xué)生可以對實習(xí)中所學(xué)到的知識有進一步的鞏固與提高。指導(dǎo)人員逐份評閱，一方面讓學(xué)生鞏固實習(xí)收獲；另一方面，又檢查了教學(xué)效果。

1.6 監(jiān)督管理

為了能保證所指定的教學(xué)質(zhì)量必須有強有力的監(jiān)督管理政策。

由于多種原因，在教學(xué)管理上及管理制度的執(zhí)行上，中心目前仍存在一定的問題。如學(xué)生上課遲到早退、實習(xí)不認真及教學(xué)指導(dǎo)人員上課時不認真等等。筆者認為，為了達到良好的教學(xué)效果，必須有個嚴格的管理體系。

(1) 必須對實習(xí)有充分的重視。在考勤上、考試上及安全教育上都要與專業(yè)課放到同等地位。安全教育更是重中之重。

(2) 獎懲明確。對實習(xí)中表現(xiàn)較差、遲到早退，不動手操作的的學(xué)生，應(yīng)給與扣分，對考核不合格及筆試不及格的同學(xué)應(yīng)同其他學(xué)科一樣進行重修。再次實習(xí)并參加考試成績合格者方可通過。

(3) 與學(xué)生之間應(yīng)該有所互動。定期在學(xué)生中對指導(dǎo)人員進行測評，對口碑較好，上課認真的人員給予一定的獎勵。同時對同學(xué)們普遍反映的上課消極怠工，不認真指導(dǎo)、對學(xué)生提出的問題不認真解答的指導(dǎo)人員給予一定的處罰。

(4) 定期組織指導(dǎo)人員進行理論學(xué)習(xí)和教學(xué)比賽。

2 結(jié) 語

綜上所述，可知中心正處于由傳統(tǒng)金工實習(xí)向工程訓(xùn)練的轉(zhuǎn)變過程中，將由單純技能訓(xùn)練型的教學(xué)模式向以工程訓(xùn)練為主的教學(xué)理念轉(zhuǎn)化，即從單一零件加工的分離實習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅丶庸すに嚵鞒痰恼w實習(xí)；從簡單基礎(chǔ)操作技能的重復(fù)訓(xùn)練逐步發(fā)展到設(shè)計與加工并重的綜合訓(xùn)練[15-16]。作為高等教育工作者還需要不斷努力，不斷探索，是培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的理念更加清晰、目標更加明確、措施更加得力，充分發(fā)揮加強實踐動手能力在培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神和研究能力中的作用，增強學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，提高大學(xué)生的綜合素質(zhì)，為推動我過高等教育改革和培養(yǎng)現(xiàn)代化建設(shè)的高素質(zhì)復(fù)合型人才而做出應(yīng)有的貢獻。

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