卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃下的工程教育環(huán)境情景教學(xué)

杜新宇 （南陽(yáng)理學(xué)院）

一 引言

卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃下對(duì)人才的培養(yǎng)，要?jiǎng)?chuàng)造各種教學(xué)條件，特別是要?jiǎng)?chuàng)造貼近企業(yè)實(shí)際的工程教育環(huán)境，使學(xué)生能夠在類似企業(yè)的工程背景和條件下，根據(jù)不同階段的學(xué)習(xí)內(nèi)容特點(diǎn)，采用不同的教學(xué)方法，以促進(jìn)學(xué)生工程能力和工程素質(zhì)的全面提升。由于金工實(shí)習(xí)獨(dú)特的工程環(huán)境條件，適于的環(huán)境首先需用教與學(xué)的有效性原則，首先明確教學(xué)任務(wù)，優(yōu)化選擇教學(xué)內(nèi)容，然后認(rèn)真分析教學(xué)任務(wù)、教學(xué)內(nèi)容、專業(yè)與班級(jí)特點(diǎn)，指導(dǎo)教師的專業(yè)能力與特長(zhǎng)，制定貼近企業(yè)實(shí)際的工程環(huán)境與實(shí)踐教學(xué)情境方案。

二 環(huán)境對(duì)學(xué)習(xí)的影響

學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)效果，不但受到學(xué)生的教學(xué)與學(xué)習(xí)方式、社會(huì)文化形態(tài)的影響，同時(shí)受到學(xué)習(xí)活動(dòng)所在學(xué)習(xí)環(huán)境的影響。人的智力中存在有情境成分[1]，所以不同的學(xué)習(xí)環(huán)境會(huì)影響學(xué)生對(duì)知識(shí)與技能的興趣與理解。因此，要使學(xué)生學(xué)習(xí)到能直接應(yīng)用于實(shí)際工程環(huán)境中的專業(yè)知識(shí)和操作技能，就應(yīng)該在實(shí)際工程環(huán)境中去學(xué)習(xí)相應(yīng)的知識(shí)和技能。這種觀點(diǎn)得到了越來(lái)越多工程教育專業(yè)人士的認(rèn)同。

貼近企業(yè)實(shí)際的工程環(huán)境建設(shè)可分為“外界建設(shè)”和“內(nèi)涵建設(shè)”兩部分，兩者相輔相成。工程環(huán)境建設(shè)不僅要注重外界環(huán)境建設(shè)，而且應(yīng)內(nèi)化內(nèi)涵環(huán)境建設(shè)。外界環(huán)境包括實(shí)習(xí)基地設(shè)備、場(chǎng)所、工具、看板、衛(wèi)生、色彩等，內(nèi)涵環(huán)境包括學(xué)生士氣、情感體驗(yàn)、語(yǔ)言描述、與相應(yīng)環(huán)境的融合與進(jìn)入、實(shí)物演示等。進(jìn)行環(huán)境教學(xué)的目的是通過(guò)引入職業(yè)實(shí)際環(huán)境，使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中感受到以客戶需求為中心的企業(yè)理念，樹立質(zhì)量和服務(wù)的市場(chǎng)意識(shí)，注重工程實(shí)際問(wèn)題的解決的職業(yè)要求而不是學(xué)科導(dǎo)向。同時(shí)，在良好的工程環(huán)境中，在致力于解決問(wèn)題的過(guò)程中，鍛煉了團(tuán)隊(duì)合作、溝通能力等綜合素養(yǎng)。

圍繞培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)秀的工程素質(zhì)，南陽(yáng)理工學(xué)院金工實(shí)習(xí)基地在探索營(yíng)造貼近企業(yè)實(shí)際的工程環(huán)境，研究拓展實(shí)習(xí)功能方面進(jìn)行了有益嘗試。

三 建設(shè)耳目一新的外界環(huán)境，激發(fā)輕松愉快的實(shí)習(xí)情緒

情緒心理學(xué)研究結(jié)果表明，中等強(qiáng)度的、愉快的情緒有利于智力操作的組織和進(jìn)行[2]，所以營(yíng)造一個(gè)讓人產(chǎn)生積極、健康、平和的情緒環(huán)境十分重要?，F(xiàn)代企業(yè)也注意到這一點(diǎn)，很多企業(yè)注意改善工作環(huán)境和人與人之間的關(guān)系，使員工在工作時(shí)感到輕松愉快，心情舒暢，員工情緒高漲，工作積極，增進(jìn)工作動(dòng)力。環(huán)境教學(xué)也具有這樣的效果，創(chuàng)設(shè)優(yōu)美的環(huán)境，同樣可以使身在其境的學(xué)生感到輕松愉快、心平氣和、耳目一新的外部環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生心理活動(dòng)的展開(kāi)和深入。

實(shí)習(xí)教學(xué)的外部環(huán)境是引起學(xué)生第一印象的首要因素，近年來(lái)始終堅(jiān)持外部環(huán)境建設(shè)。設(shè)備放置根據(jù)實(shí)習(xí)工種安排采取分區(qū)放置，保證實(shí)習(xí)學(xué)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)繞聽(tīng)講，符合操作者安全要求，充分利用車間采光通風(fēng)，設(shè)備各部件位置要達(dá)到“橫看成嶺側(cè)成峰”的效果。在不影響人員走動(dòng)處和作品展柜環(huán)島區(qū)域擺放耐陰綠色植物。地面用各種顏色的線條及方框標(biāo)明交通運(yùn)輸通道、工具放置區(qū)域、生產(chǎn)操作區(qū)等，使道路通暢，各類物品位置明確，實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)井然有序，符合企業(yè)目視化管理和定置管理的要求。設(shè)備各部分固定在統(tǒng)一位置上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，渾如一體，使每一位實(shí)習(xí)的學(xué)生一進(jìn)入車間，就為實(shí)習(xí)場(chǎng)所的整齊和綠色環(huán)境所震撼。墻面上配合現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的專業(yè)展板疏密有致，以藍(lán)色基調(diào)為主體，使學(xué)生產(chǎn)生心平氣和的感覺(jué)。為方便實(shí)習(xí)學(xué)生準(zhǔn)確找到各工種指導(dǎo)教師，設(shè)置的教師簡(jiǎn)介按工種分區(qū)，以圖形索引教師所在工種，學(xué)生可以一目了然找到自已要實(shí)習(xí)的位置和教導(dǎo)教師。

四 創(chuàng)設(shè)直觀認(rèn)識(shí)環(huán)境，情景演示師生互動(dòng)

實(shí)習(xí)環(huán)境的外部環(huán)境建設(shè)起到既創(chuàng)造一個(gè)文明的實(shí)習(xí)場(chǎng)所，又提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性的目的，在實(shí)習(xí)的過(guò)程中則要在每一個(gè)環(huán)節(jié)同樣做好環(huán)境內(nèi)部建設(shè)，即內(nèi)涵建設(shè)。環(huán)境教學(xué)利用了方法論中的反映論原理，根據(jù)客觀存在對(duì)學(xué)生主觀意識(shí)的作用，使專業(yè)知識(shí)及操作技能通過(guò)直觀、形象進(jìn)入學(xué)生的意識(shí)。實(shí)習(xí)基地的工程環(huán)境是人為有意識(shí)創(chuàng)設(shè)的、以學(xué)科或職業(yè)崗位能力需求為導(dǎo)向的、有利于學(xué)生發(fā)展的外界環(huán)境，在教學(xué)過(guò)程的引導(dǎo)下，這種機(jī)械專業(yè)特定的情境，不僅影響學(xué)生的認(rèn)知心理，而且促使學(xué)生的情感活動(dòng)參與學(xué)習(xí)，從而引起學(xué)生本身的自我運(yùn)動(dòng)。充分利用這種工程環(huán)境，從一開(kāi)始實(shí)習(xí)，指導(dǎo)教師應(yīng)先給學(xué)生一個(gè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，在機(jī)床設(shè)備前，邊指引、邊示范，向?qū)W生講述實(shí)習(xí)機(jī)床的結(jié)構(gòu)、作用及加工范圍，加工時(shí)所使用的工裝具、刀具，讓相關(guān)機(jī)械知識(shí)以直觀的形式進(jìn)入學(xué)生意識(shí)。具備了該實(shí)習(xí)工種的基礎(chǔ)知識(shí)后，指導(dǎo)教師開(kāi)始環(huán)境示范教學(xué)。

實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師在演示示范時(shí)，切忌局限于演示教學(xué)，一定要把演示教學(xué)演變?yōu)樯鲜銮榫敖虒W(xué)。二者是有區(qū)別的。演示教學(xué)法只限于把實(shí)物、教具及操作過(guò)程呈示給學(xué)生，或者教師簡(jiǎn)單地做示范實(shí)驗(yàn)，雖然有一定的直觀作用，但僅有實(shí)物直觀的效果，只能導(dǎo)致學(xué)生純粹的智力操作，而不能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不能發(fā)揮情感的作用。應(yīng)該說(shuō)明的是，情境教學(xué)法的一個(gè)本質(zhì)特征是激發(fā)學(xué)生的情感，以此調(diào)動(dòng)學(xué)生認(rèn)知活動(dòng)的進(jìn)行。所以指導(dǎo)教師一步一步示范零件的加工步驟，最重要的是，示范過(guò)程中要邊示范邊講解，用動(dòng)作、聲音、眼神創(chuàng)造一個(gè)情景教學(xué)的環(huán)境。

現(xiàn)場(chǎng)示范操作是實(shí)踐教學(xué)中必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師自己必須具有很強(qiáng)的動(dòng)手和實(shí)踐能力，通過(guò)準(zhǔn)確規(guī)范的示范操作可以有效增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)的感性認(rèn)識(shí)。教師熟練的操作、快速完成工件加工可帶給對(duì)學(xué)生欽佩和震撼，是老師示范后學(xué)生躍躍欲試的主要原因。

學(xué)生通過(guò)對(duì)教師示范操作的觀察和模仿，大大縮短了學(xué)生掌握技能的時(shí)間。為讓學(xué)生記憶深刻，要圍繞典型零件加工這條主線，通過(guò)指導(dǎo)老師巡查和耐心的指導(dǎo)，及時(shí)糾正學(xué)生在操作過(guò)程中不規(guī)范或錯(cuò)誤的操作，讓學(xué)生快速熟練地掌握機(jī)床的基本操作，掌握典型零件的基本加工方法，從而使學(xué)生達(dá)到舉一反三、聞一知十的教學(xué)效果。

示范教學(xué)中有些老師只是演示一遍就讓學(xué)生開(kāi)始自己操作了，在巡查過(guò)程中教師會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作、錯(cuò)誤程序比較多，究其原因是因?yàn)榭此坪?jiǎn)單的操作步驟，由于學(xué)生是初次操作，不能一下全記住，但不記住這些步驟又沒(méi)法操作，記住了步驟也會(huì)因操作不熟練而產(chǎn)生問(wèn)題，甚至損壞機(jī)床或刀具，比如車削練習(xí)時(shí)學(xué)生總記不住車刀先退刀離開(kāi)工件，再向后退。為使學(xué)生快速記憶教師演示的正確步驟和方法，演示后可先挑一個(gè)學(xué)生操作一遍剛才教師的演示步驟，讓其他學(xué)生指出他的錯(cuò)誤之處，并和他一起回憶正確的演示步驟，這種方法叫示錯(cuò)法。學(xué)生重復(fù)演示的速度不要快，忘記時(shí)周圍的同學(xué)或老師一起向他說(shuō)出下一個(gè)操作步驟，通過(guò)這樣的方法起到加深印象，強(qiáng)化記憶的教學(xué)目的，當(dāng)然這也是情景教學(xué)的一部分。

五 加強(qiáng)實(shí)習(xí)學(xué)生情感體驗(yàn)，角色體會(huì)提高操作熟練程度

在教學(xué)過(guò)程中激發(fā)學(xué)生積極健康的情感體驗(yàn)，能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)習(xí)活動(dòng)成為學(xué)生主動(dòng)的、快樂(lè)的事情。在指導(dǎo)教師講解示范一階段的知識(shí)的操作后，馬上讓學(xué)生進(jìn)行操作的模擬和知識(shí)的應(yīng)用，更重要的是體驗(yàn)完成任務(wù)后的欣喜自信與成就感。在教學(xué)活動(dòng)中，老師建立與學(xué)生平等的關(guān)系，以服務(wù)學(xué)生的心態(tài)傳授、引導(dǎo)、指導(dǎo)學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生，賞識(shí)學(xué)生讓老師來(lái)檢驗(yàn)的作品，增強(qiáng)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的自信。

環(huán)境教學(xué)的直觀手段表現(xiàn)在從毛坯到零件的變化過(guò)程、教師的示范、設(shè)備刀具到機(jī)器的轟鳴聲。環(huán)境教學(xué)還十分注重直觀手段與語(yǔ)言描繪的有機(jī)結(jié)合，語(yǔ)言描繪提高了感知的效應(yīng)，使情景更加鮮明。在情境中，教師邊示范邊講解的語(yǔ)言描述行為對(duì)學(xué)生的認(rèn)知活動(dòng)起著一定的導(dǎo)向性作用。教師詼諧幽默、抑揚(yáng)頓挫、充滿激情等帶著感情色彩的語(yǔ)言作用于學(xué)生的感官，引起學(xué)生的興奮，激起學(xué)習(xí)的欲望，讓學(xué)生積極主動(dòng)地參與其中，促進(jìn)自己進(jìn)入與教師互動(dòng)的環(huán)境之中。備課時(shí)要求教師要特別注意各教學(xué)環(huán)節(jié)之間的過(guò)渡語(yǔ)的設(shè)計(jì)，使環(huán)節(jié)之間連接得更緊密，更恰當(dāng)。

課堂教學(xué)過(guò)程中，歡快活潑的課堂氣氛是取得優(yōu)良教學(xué)效果的重要條件，學(xué)生歡欣鼓舞和情感高漲之時(shí)往往是知識(shí)內(nèi)化和深化之時(shí)。青年學(xué)生的特點(diǎn)是興趣高漲快，但持續(xù)時(shí)間短，學(xué)生練習(xí)一種操作往往只求體驗(yàn)程序，不求熟練掌握。如何讓學(xué)生提高本階段操作的熟練程度，加深知識(shí)的內(nèi)心體會(huì)，是實(shí)踐教學(xué)中常常遇到的問(wèn)題。教師示范教學(xué)時(shí)是操作表演的主角，學(xué)生練習(xí)時(shí)同樣是主角，讓學(xué)生不斷進(jìn)行“客戶與學(xué)生”“老師與學(xué)生”的角色變換是環(huán)境教學(xué)的情境體會(huì)。如車削加工實(shí)訓(xùn)中，漫無(wú)尺寸的車削外圓很快讓學(xué)生感到興趣索然，這時(shí)可以組織一臺(tái)車床的兩名學(xué)生進(jìn)行“客戶與學(xué)生”角色變換。一名學(xué)生充當(dāng)客戶，根據(jù)毛坯直徑設(shè)定外圓加工尺寸，另一名學(xué)生進(jìn)行加工，然后由“客戶”測(cè)量是否符合公差要求，逐漸抬高加工精度，提高學(xué)生操作技能。車床的進(jìn)、退刀練習(xí)由于沒(méi)有真實(shí)目標(biāo)和可檢驗(yàn)性，學(xué)生空車練習(xí)沒(méi)有興趣，一旦開(kāi)始加工工件，總有學(xué)生出現(xiàn)該退刀時(shí)進(jìn)刀的誤操作而扎壞工件，甚至打壞車刀，這種情況同樣可用角色變換的環(huán)境教學(xué)來(lái)提高學(xué)生的練習(xí)興趣，提升學(xué)生的操作熟練程度和操作準(zhǔn)確性，減少誤操作。

對(duì)于“熟練程度”，學(xué)生是沒(méi)有一個(gè)明確概念的，“什么算熟練”“我已練了幾遍了，算不算已經(jīng)熟練了”這是學(xué)生經(jīng)常提出的疑問(wèn)。學(xué)生練習(xí)了幾遍之后，總以為已記住操作步驟，就算是熟練了，這不行，所以告訴給學(xué)生一個(gè)熟練的標(biāo)準(zhǔn)非常重要。與學(xué)生互動(dòng)中提醒學(xué)生，中學(xué)時(shí)期學(xué)過(guò)的生物課程中有一個(gè)巴甫洛夫的“條件反射”試驗(yàn)，學(xué)生一定說(shuō)記得，那你問(wèn)學(xué)生喂食時(shí)搖鈴，多次重復(fù)的結(jié)果是什么，并明確地告訴學(xué)生練到“聽(tīng)到鈴聲就知道該吃了”的程度，也即想都不用想手已上去了的程度，才算是熟練。

六 過(guò)程學(xué)習(xí)提示，圖畫再現(xiàn)情境

學(xué)生在金工實(shí)習(xí)的過(guò)程中有需要學(xué)習(xí)提示的兩個(gè)過(guò)程，第一個(gè)是剛學(xué)習(xí)操作學(xué)習(xí)階段，第二個(gè)是自我提升階段。操作學(xué)習(xí)階段雖然通過(guò)教師的情景演示、同學(xué)的互糾示錯(cuò)來(lái)加強(qiáng)記憶，達(dá)到獨(dú)立操作的目的，但由于現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的特殊條件會(huì)使個(gè)別學(xué)生沒(méi)有記住或理解實(shí)際操作的一些步驟，為使這些操作方法和步驟能再現(xiàn)，對(duì)這種情況起到提示作用，需要一種像理論課程的板書信息可以長(zhǎng)時(shí)間的保留。

學(xué)習(xí)經(jīng)過(guò)基礎(chǔ)練習(xí)階段的學(xué)習(xí)，會(huì)進(jìn)入后邊的綜合應(yīng)用和設(shè)計(jì)創(chuàng)新階段，這兩個(gè)階段是學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和知識(shí)應(yīng)用的自我提升階段。老師不可能把某種機(jī)床的所用的加工方法都一一傳授演示出來(lái)，學(xué)生可以根據(jù)這種機(jī)床的加工原理自學(xué)其他加工方法，這時(shí)也需要一種像教材一樣的現(xiàn)場(chǎng)提示。

圖像是展示形象的主要手段，用圖像、圖畫再現(xiàn)金屬加工工藝與方法的情境，實(shí)際上就是把加工方法與操作步驟的形象化。某一工種的加工范圍、機(jī)床結(jié)構(gòu)、工件安裝方法、加工方法、加工原理等內(nèi)容都可以用鮮艷的色彩、生動(dòng)形象的畫面最能引起學(xué)生的注意力，可以使教學(xué)內(nèi)容直觀、形象，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中需要提示時(shí)很快進(jìn)入教學(xué)情境中，達(dá)到理想的教學(xué)效果。

為了進(jìn)一步營(yíng)造成工程氛圍，同時(shí)增加現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的便利，根據(jù)金工實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容，制作了百余幅圖文并茂、色彩精美的專業(yè)掛圖，安裝在金工實(shí)訓(xùn)基地的墻面上的，掛圖從內(nèi)容上和各種加工機(jī)床的位置相對(duì)應(yīng)。