機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)開放型教學(xué)模式的實(shí)踐探索

張軍林 張桐 馮宏偉

[摘 ?要]在應(yīng)用型的本科院校中，機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)對促進(jìn)和培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神有著十分重要的意義。傳統(tǒng)的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)具有較強(qiáng)的封閉性，使得實(shí)訓(xùn)教學(xué)中存在的問題較多。因此，本文結(jié)合榆林學(xué)院校內(nèi)機(jī)械工程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，借助微信和校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地為實(shí)踐載體，從分析校內(nèi)實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在的問題入手，以改進(jìn)問題為目標(biāo)，以強(qiáng)化學(xué)生實(shí)訓(xùn)能力為前提，就如何實(shí)施開放型的教學(xué)模式，基于理論和實(shí)踐結(jié)合的視角，提出了具體的對策，以促進(jìn)開放型實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的構(gòu)建。

[關(guān)鍵詞]應(yīng)用本科院校 ?機(jī)械工程 ?實(shí)訓(xùn)教學(xué) ?開放型教學(xué)模式

課題：榆林市新材料工程技術(shù)研究中心建設(shè)“Ti-6Al-4V表面激光熔覆制備Ti-Cu阻燃合金層研究”（課題編號：CXY-2020-006）。

當(dāng)前，對于學(xué)生實(shí)踐能力的提升越來越重視，作為應(yīng)用型的本科院校，應(yīng)切實(shí)發(fā)揮校內(nèi)實(shí)訓(xùn)的優(yōu)勢，尤其是在機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)中，應(yīng)朝著開放型的方向發(fā)展，著力構(gòu)建開放型的教學(xué)模式。而校內(nèi)實(shí)訓(xùn)的方式較多，需要采取線上與線下結(jié)合的方式，使理論和實(shí)踐得到有機(jī)結(jié)合，校內(nèi)機(jī)械工程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式更具有開放性和有效性，以下就此展開探究。

機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式現(xiàn)存問題與原因分析

1.實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容的針對性不足

實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容的針對性將直接影響實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)而對學(xué)生專業(yè)能力的提升也帶來影響。在本課題研究中發(fā)現(xiàn)，學(xué)院在實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容方面的針對性還有待提升，這主要是因?yàn)樗捎玫慕虒W(xué)內(nèi)容較為陳舊，且教師在日常教學(xué)中的主動改革創(chuàng)新的動力不足，加上忽視對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)，使得學(xué)生在實(shí)踐能力上有待提升，尤其是職業(yè)勝任力有待提升。

2.實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)置的關(guān)聯(lián)性不足

機(jī)械工程專業(yè)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，由于工種較多，需要對學(xué)生實(shí)施不同工種的輪換實(shí)訓(xùn)。但是，在本課題研究中發(fā)現(xiàn)，在設(shè)置實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目時(shí)，不同工種的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)置的關(guān)聯(lián)性較差，即便在綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中，也存在綜合性不足和實(shí)踐性不足的問題，這主要是由于在實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)置時(shí)忽視學(xué)生的現(xiàn)場體驗(yàn)，難以將不同工藝有效地串聯(lián)起來，同時(shí)在項(xiàng)目創(chuàng)新設(shè)置方面滯后，對學(xué)生的綜合能力提升受到的影響較大。

3.制約實(shí)訓(xùn)成效的因素較多

雖然學(xué)生對實(shí)訓(xùn)教學(xué)在提高自身實(shí)踐能力方面的作用有著較為全面的認(rèn)識，但是由于實(shí)訓(xùn)成效的制約因素較多，進(jìn)而影響實(shí)訓(xùn)成效。首先，學(xué)生對實(shí)訓(xùn)的期望值過高，而自身又不滿足專業(yè)培養(yǎng)，難以從自身找問題，與其他學(xué)生之間的配合不足，導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)成效不足。其次，由于實(shí)訓(xùn)場地、設(shè)備等資源有限，使得實(shí)訓(xùn)課程的科學(xué)性、開放性不足。最后，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)置往往以理論為基礎(chǔ)，而忽視了實(shí)際需求，容易影響學(xué)生實(shí)訓(xùn)的積極性。

基于理論視角促進(jìn)開放型實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)施的對策

1.以開放型的實(shí)訓(xùn)理念，推動實(shí)訓(xùn)方法的改進(jìn)

機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)理念將直接對實(shí)訓(xùn)成效帶來影響，因此在本課題研究中，始終注重開放性實(shí)訓(xùn)理念的貫徹，不僅課題組成員之間要加強(qiáng)對實(shí)訓(xùn)教學(xué)理念的學(xué)習(xí)和研究，而且要深入企業(yè)一線調(diào)研，掌握行業(yè)人才需求狀況，并創(chuàng)設(shè)開放型的實(shí)訓(xùn)環(huán)境，構(gòu)建理論與實(shí)踐一體化的教學(xué)體系，加強(qiáng)與學(xué)生的線上溝通和線下互動，使得學(xué)生參與實(shí)訓(xùn)的積極性得以激發(fā)，最終在教師改進(jìn)實(shí)訓(xùn)方法的同時(shí)，加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)訓(xùn)過程的指導(dǎo)，以開放型的實(shí)訓(xùn)理念，促進(jìn)實(shí)訓(xùn)方法的改進(jìn)與優(yōu)化。

2.以開放型的實(shí)訓(xùn)為目標(biāo)，推動實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的優(yōu)化

由于機(jī)械工程專業(yè)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，因此實(shí)訓(xùn)目標(biāo)應(yīng)具有較強(qiáng)的開放性，課題組成員不僅注重對學(xué)生的引導(dǎo)，而且在實(shí)訓(xùn)內(nèi)容方面也盡可能地符合基層一線對專業(yè)人才的需求，同時(shí)根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，針對性地制定了多元的實(shí)訓(xùn)方案，不同的實(shí)訓(xùn)方案所包含的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容也不同。在開放型的實(shí)訓(xùn)目標(biāo)制定過程中，始終將理論知識作為前提，結(jié)合學(xué)生對理論知識的掌握情況和興趣愛好，設(shè)置相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)方案和內(nèi)容，使得實(shí)訓(xùn)教學(xué)的針對性和開放性更強(qiáng)，而學(xué)生參與實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的選擇性更強(qiáng)，使得學(xué)生與教師一起著力解決實(shí)訓(xùn)中存在的問題。比如，針對理論基礎(chǔ)不足的學(xué)生，通過實(shí)踐與理論結(jié)合，不斷夯實(shí)學(xué)生的理論基礎(chǔ);針對實(shí)踐能力不足的學(xué)生，采取小組相互合作學(xué)習(xí)和教師指導(dǎo)的方式，使得實(shí)訓(xùn)的針對性得到提升。

基于實(shí)踐視角促進(jìn)開放型實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)施的對策

在本課題實(shí)施中，由于受到新冠肺炎疫情的影響，對機(jī)械專業(yè)學(xué)生開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)，為促進(jìn)應(yīng)用型和開放型人才的培養(yǎng)，課題組成員在實(shí)施實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)，充分借助微信公眾號，加強(qiáng)與學(xué)生的在線互動，由于在這一期間的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目是金屬機(jī)械加工工藝，所以結(jié)合本實(shí)訓(xùn)課程的實(shí)際，對開放性實(shí)訓(xùn)教學(xué)的實(shí)施對策進(jìn)行認(rèn)真總結(jié)。

1.強(qiáng)化學(xué)情分析，增加師生互動

本課題在實(shí)訓(xùn)關(guān)鍵時(shí)期，由于遇到了新冠肺炎疫情，為確保本課題順利實(shí)施，減少疫情對課題實(shí)施帶來的影響，在實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目選定時(shí)，綜合多方討論，為實(shí)現(xiàn)線上、線下混合式教學(xué)模式，結(jié)合居家在線學(xué)習(xí)的需要，決定實(shí)施金屬機(jī)械加工工藝實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，這樣不僅學(xué)習(xí)環(huán)境較為開放，而且能增強(qiáng)學(xué)生實(shí)訓(xùn)的靈活性。

2.強(qiáng)化線上溝通，引導(dǎo)線下實(shí)踐

通過前期對學(xué)生的學(xué)情分析和實(shí)踐需要，為強(qiáng)化師生互動，在本課題中，充分發(fā)揮微信的優(yōu)勢，利用微信加強(qiáng)與學(xué)生的溝通和在線學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)中采取循序漸進(jìn)的方式。首先，給學(xué)生講解本實(shí)訓(xùn)課程涉及的理論知識點(diǎn)，要求學(xué)生加強(qiáng)對理論知識的復(fù)習(xí)，比如，機(jī)械加工的基本原理是什么、常見的金屬加工工藝有哪些、我們應(yīng)該如何維護(hù)機(jī)械設(shè)備等。學(xué)生通過前期教師在微信中的引導(dǎo)，使得學(xué)生對本次實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目涉及的理論知識有了一個(gè)基本的認(rèn)識。其次，由于學(xué)生在家缺乏實(shí)訓(xùn)工具，所以提前給學(xué)生對實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目進(jìn)行講解，課題組成員通過精心錄制實(shí)訓(xùn)視頻，使得學(xué)生對批量生產(chǎn)螺栓螺母、六角螺母、四方塊制作等過程有一個(gè)基本的認(rèn)識。最后，在開學(xué)之后，要求學(xué)生按照前期線上的學(xué)習(xí)和互動，完成相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，并對實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)施情況進(jìn)行總結(jié)和查漏補(bǔ)缺，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)訓(xùn)能力。下面就本課題實(shí)施中的兩個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目進(jìn)行簡要介紹。

（1）車削加工案例分析

①課間實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容

車削加工實(shí)訓(xùn)指在幫助學(xué)生掌握車床切削時(shí)，工件和車刀的相對運(yùn)動稱為切削運(yùn)動。常見車床切削運(yùn)動有主運(yùn)動與進(jìn)給運(yùn)動，要求學(xué)生完成對“階梯軸→短軸→扭桿→陀螺→三角形螺紋”的工件車削順序和任務(wù)。

②課前準(zhǔn)備

課前引導(dǎo)學(xué)生在車銑工實(shí)訓(xùn)中，加強(qiáng)對車削設(shè)備和加工知識的預(yù)習(xí)和閱讀，通過微信公眾號給學(xué)生推送有關(guān)車削加工視頻的鏈接，使得學(xué)生對整個(gè)過程有一個(gè)初步認(rèn)知。

③課間操作

a.階梯軸的操作。將階梯軸工程圖與實(shí)物圖展示給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自身認(rèn)知水平，描述階梯軸的加工步驟，模擬為設(shè)計(jì)任務(wù)環(huán)境。對學(xué)生提問：“你能否根據(jù)任務(wù)圖設(shè)計(jì)一道工序，用車床來加工出此零件？”給學(xué)生10分鐘左右的時(shí)間作出方案，再檢查學(xué)生方案是否存在缺陷。結(jié)果發(fā)現(xiàn)學(xué)生的方案缺陷較多，尤其是對加工知識陌生、理論知識不牢固的問題較為突出。此時(shí)，就要引導(dǎo)學(xué)生思考下列問題：加工之前預(yù)估工件在加工中是如何裝夾的，怎樣才能降低裝夾誤差;如何實(shí)施基準(zhǔn)加工，加工零件形位誤差如何降低;粗加工與精加工的尺寸如何設(shè)計(jì)，以促進(jìn)加工質(zhì)量與效率的雙重提升。

b.短軸的操作。首先，將短軸的工程圖與實(shí)物圖展示給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自身認(rèn)知水平，給學(xué)生15分鐘設(shè)計(jì)加工流程。其次，引導(dǎo)學(xué)生注意裝夾正確，兩端面平行度與兩個(gè)圓柱同軸度嚴(yán)格控制，結(jié)合工件裝夾與階梯內(nèi)角加工示范，提示后續(xù)用于陀螺的制作。

c.扭桿的操作。首先是開展扭力測試小實(shí)驗(yàn)，將扭桿的工程圖與實(shí)物圖展示給學(xué)生，利用公眾號及時(shí)推送扭力測試實(shí)驗(yàn)操作與原理，學(xué)生在復(fù)習(xí)這一知識點(diǎn)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自身認(rèn)知水平，給學(xué)生15分鐘設(shè)計(jì)加工流程。

d.陀螺的操作。將陀螺的工程圖與實(shí)物圖展示給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自身認(rèn)知水平設(shè)計(jì)，使陀螺旋轉(zhuǎn)的時(shí)間最長。

e.三角紋的操作。首先是將三角紋的工程圖與實(shí)物圖展示給學(xué)生;其次是給學(xué)生利用微信推送車削螺紋的注意事項(xiàng)，比如，如何選擇螺紋車刀、如何設(shè)定退刀槽、如何計(jì)算螺紋外徑等，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自身認(rèn)知水平設(shè)計(jì)。提示后續(xù)將其用于鉗工實(shí)訓(xùn)螺母綜合應(yīng)用，使得不同工件的關(guān)聯(lián)性得到提升，彰顯開放型教學(xué)模式的優(yōu)勢。

（2）鉗工實(shí)訓(xùn)案例介紹

①實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

在對學(xué)生進(jìn)行鉗工實(shí)訓(xùn)時(shí)，本課題主要是引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)對鉗工工具箱中各種工具認(rèn)知，在此基礎(chǔ)上掌握各種鉗工設(shè)備的用途、保養(yǎng)與維護(hù)技巧，比如挫削、鉆削、鋸削加工工藝的區(qū)別與聯(lián)系。以制作四方塊和六角螺母以及加工銼配件為例，對學(xué)生的實(shí)訓(xùn)能力進(jìn)行訓(xùn)練和檢驗(yàn)。

②課前準(zhǔn)備

為幫助學(xué)生順利完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，除了前期居家學(xué)習(xí)期間對實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的基本知識學(xué)習(xí)和準(zhǔn)備，在實(shí)訓(xùn)之前，同樣利用微信推送實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的內(nèi)容，既有實(shí)訓(xùn)基本內(nèi)容，又有各種理論知識和注意事項(xiàng)，同時(shí)注意與學(xué)生互動溝通，為實(shí)訓(xùn)任務(wù)的實(shí)施奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

③實(shí)訓(xùn)操作

在實(shí)訓(xùn)操作中，首先由教師給學(xué)生展示四方塊、六角螺母、銼配件的工程示意圖和實(shí)物圖，并為學(xué)生預(yù)留時(shí)間自主設(shè)計(jì)制作工序，對工具清單使用的技巧和注意事項(xiàng)等實(shí)訓(xùn)要求向?qū)W生展示，學(xué)生通過教師的引導(dǎo)、觀看視頻和已經(jīng)學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)知識，以及教師的示范操作，采取小組合作的方式掌握各自的實(shí)訓(xùn)操作要點(diǎn)，使得學(xué)生的實(shí)訓(xùn)能力得到提升。

3.實(shí)操信度與效度分析

在開放型教學(xué)模式下，教師還要對學(xué)生的實(shí)操信度和效度進(jìn)行分析。效度分析的前提就是做好數(shù)據(jù)收集，收集的數(shù)據(jù)類型主要有自主學(xué)習(xí)能力（問卷收集）、實(shí)操能力（根據(jù)衡量指標(biāo)對完成的工件評價(jià)）、理論基礎(chǔ)知識掌握（微信小測試）。在數(shù)據(jù)收集的基礎(chǔ)上，及時(shí)地分析數(shù)據(jù)，借助統(tǒng)計(jì)分析軟件對學(xué)生的項(xiàng)目處理情況分析。對數(shù)據(jù)分析中得到的信度和效度進(jìn)行檢驗(yàn)，對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)操能力和理論知識掌握情況有一個(gè)基本的認(rèn)識，找到問題的原因，通過微信強(qiáng)化與學(xué)生之間的互動，及時(shí)做好指導(dǎo)，針對存在的問題重點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，確保學(xué)生的學(xué)習(xí)能力得到提升。

結(jié) ?語

在當(dāng)前新一輪科技改革和產(chǎn)業(yè)變革給生產(chǎn)勞動力帶來巨大沖擊的背景下，應(yīng)用本科院校的機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革的開展，認(rèn)真梳理和總結(jié)應(yīng)用本科院校機(jī)械工程校內(nèi)實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在的問題，既要在理論教學(xué)上加大改進(jìn)力度，又要將其很好地應(yīng)用到實(shí)踐之中，使得學(xué)生的實(shí)際操作能力能夠迅速得到提升?？傊ㄟ^實(shí)施實(shí)訓(xùn)教學(xué)的開放型教學(xué)模式，最終達(dá)到全面、快速提升學(xué)生實(shí)踐能力的目的。

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作者單位：榆林學(xué)院 ?陜西榆林