基于線上線下教學模式的“機械制造實習”教學改革與探索

鄭一江 董萬城 葛云 黃勇 戚江濤

摘要 金工實訓是大學教育中的一個重要組成部分，在培養(yǎng)高質(zhì)量和高水平的工程技術(shù)人才方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。當前，我國工程技術(shù)實踐課的教學中，普遍存在著以下問題：課程結(jié)構(gòu)與內(nèi)容設(shè)置不夠科學，偏重于理論與實踐的訓練；在課程設(shè)計中，學生在課程設(shè)計中的應用較少，在課程設(shè)計中存在著較大的缺陷。因此，研究與探索一種適應當前人才培養(yǎng)需要的工程實訓教學新模式是當前金工實訓教育的迫切需要。文章提出基于線上線下教學模式的“機械制造實習”教學改革為重點，加強制造業(yè)實踐課程教學，從而增強學生的實踐能力。

關(guān)鍵詞 線上線下；機械制造；實習；教學改革

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.11.040

“機械制造實習”是為工程技術(shù)大學本科生而設(shè)計的公共基礎(chǔ)課，用來培養(yǎng)學生的動手能力和實踐能力。機械類專業(yè)學生在學習機械設(shè)計類、機械制造類等課程前，必須要有“機械制造實習”作為先修課程，以加強工程實踐能力，提升工程素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)造力。

石河子大學機電工程學院從2019年開始，在完成了“機械制造及自動化”和“電氣自動化”兩個專業(yè)認證工作的基礎(chǔ)上，對其人才培養(yǎng)方案進行了重新修訂，并對其課程體系進行了全面的改革和完善[1]?！皺C械制造實習”作為該專業(yè)的一門重要的必修課，以往的教學目標、教學模式和考核評價機制等已不能滿足專業(yè)認證的要求。近年來，國內(nèi)許多高校進行了相關(guān)的改革與探索。如清華大學的湯彬、李雙壽等在機械制造實習課程中加入工程素養(yǎng)矩陣建設(shè)，從提升工程意識、優(yōu)化教學環(huán)節(jié)、保障措施以及存在的不足等方面進行說明；東南大學的陳大林設(shè)計了基于項目教學的機械制造實習課程改革，課程選取斯特林發(fā)動機的設(shè)計與制作作為教學項目，引導學生主動參與課程實習，培養(yǎng)學生的工程實踐能力，提升教育教學質(zhì)量，并獲得了顯著的成效。

雖然國內(nèi)許多高校針對“機械制造實習”課程進行了相關(guān)的研究和探索。但是，由于各高校的辦學定位不同，人才培養(yǎng)目標不同，實習場地和其他方面的情況也不盡相同。因此，結(jié)合機械專業(yè)本科生人才培養(yǎng)目標和實習條件，在“機械制造實習”的基礎(chǔ)上，以專業(yè)認證為依據(jù)，進行教學改革是十分有必要的。

1“機械制造實習”課程擬解決的關(guān)鍵問題

針對傳統(tǒng)實習內(nèi)容并不足以支撐具有“專業(yè)知識、工程技能和職業(yè)素養(yǎng)”的高素質(zhì)工程應用技術(shù)人才培養(yǎng)目標的達成，實訓體系不足以保障教學質(zhì)量的持續(xù)改進、成果導向的教學設(shè)計、以學生為中心的教學模式以及學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等問題，進行機械制造實習課程教學改革與探索，主要解決以下關(guān)鍵問題：

①整合石河子大學機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)“機械制造實習”和“先進制造實習”兩門課程資源，在傳統(tǒng)實習內(nèi)容中增加數(shù)控車、數(shù)控銑、線切割、激光雕刻、3D打印等現(xiàn)代加工技術(shù)的內(nèi)容[2]，通過優(yōu)化教學環(huán)節(jié)、調(diào)整內(nèi)容比重，確保在有限的課時內(nèi)完成教學并達成課程目標。

②根據(jù)教學內(nèi)容，通過對教學環(huán)節(jié)的分解，充分利用教育部工程創(chuàng)客教育虛擬教研室和學校教學平臺建立一個“線上學習，線下實訓”相結(jié)合的教學模式，確保項目的順利實施和教學目標的達成。

③根據(jù)工程教育認證的要求，構(gòu)建評價方式、標準、權(quán)重等多方面綜合考慮的合理、可信的過程性考核評價體系，使其目標明確、可執(zhí)行性強，真正達到教學過程監(jiān)控和質(zhì)量評價的目的[3-4]。

2“機械制造實習”教學改革實施方案

按照石河子大學最新修訂的機械設(shè)計制造與自動化本科人才培養(yǎng)方案，在“機械制造實習”課程的教學目標、教學模式和考核體系等方面，進行了一系列的改革和探討。整合“機械制造實習”和“現(xiàn)代制造實習”兩門實踐課程資源，進一步調(diào)整優(yōu)化教學內(nèi)容[5]；重點探索基于網(wǎng)絡(luò)學習平臺的“線上學習、線下實踐”相結(jié)合的教學方法實踐，建設(shè)課程教學視頻庫供學生深入學習；探索教學各環(huán)節(jié)中相應的課程考核評價體系，并對其可信度、權(quán)重及合理性進行綜合研究，形成教學持續(xù)改進方案。具體研究內(nèi)容如下：

2.1整合優(yōu)化教學內(nèi)容

目前，“機械制造實習”課程的教學內(nèi)容主要包括車、銑、刨、磨、鉗工、焊接、鑄造等傳統(tǒng)的機械制造工藝的實習。各專業(yè)類的實習目標并未根據(jù)專業(yè)特點進行設(shè)置，機械類、近機類和非機類專業(yè)的實踐內(nèi)容基本相同，只是實踐時間的長短不同，不能很好地發(fā)揮出學生的專業(yè)特長。因此，按照新的機械專業(yè)本科生人才培養(yǎng)方案，根據(jù)人才培養(yǎng)目標進一步明確課程目標，同時將“現(xiàn)代制造實習”中數(shù)控加工、激光雕刻、線切割等實習內(nèi)容增加到“機械制造實習”課程當中，并根據(jù)各工種特點、實習條件、重要程度等采取不同的教學模式，合理分配各工種的實習時間。同時，在教學過程中增加安全職業(yè)道德規(guī)范和工匠精神等思政元素，豐富教學內(nèi)容，培養(yǎng)學生的家國情懷、民族自信心和職業(yè)自豪感，樹立正確職業(yè)態(tài)度和價值觀。

2.2構(gòu)建“線上學習，線下實訓”相結(jié)合的教學模式

當前實習的模式主要是采取指導老師現(xiàn)場講解、學生實操訓練的方式進行，這樣只是按照教師的演示與指導被動地模仿與吸收。在這種訓練過程中，學生已經(jīng)對各設(shè)備適合加工什么類型的工件有了比較清晰的認識，對部分機械設(shè)備的具體操作方式也有了一定的認識[6-7]。但是在實習完成之后，學生也不能完全理解零件的技術(shù)要求、公差要求及零件的裝配工藝等，更不能理解各個工種之間的關(guān)系。因此，此種教學方式已不能很好地滿足現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展的需要。同時，按照新的人才培養(yǎng)方案，在實習時間4周不變的情況下，該課程將增加現(xiàn)代制造設(shè)備等實習內(nèi)容。如何在有限課時內(nèi)完成教學目標是其中的難點，而采取線上自主學習、線下操作實踐相結(jié)合的方式就是完成本課程教學目標的一種有效途徑。項目將實習安全教育、工程基本知識、隨堂測試等內(nèi)容放在學習平臺，采取課前自學、自我測試的方式進行，完成學習內(nèi)容并考試合格后，方可在教師的指導下參與該工位的實習，不僅可以培養(yǎng)學生學習的積極性和主動性，也將大大提高實習效率和課堂質(zhì)量。

2.3完善考核評價機制

構(gòu)建以過程評價為基礎(chǔ)的考核評價機制，各工種指導教師以學生在本工種中的操作情況和工件的加工質(zhì)量為依據(jù)，再與實習報告得分相結(jié)合，按照一定的比例對其進行匯總，最終得到實習總成績。根據(jù)兩屆學生的實施，此考核方式較以往采取閉卷考試和作品打分的考核評價方式更能反映學生各個工位的學習掌握情況，但存在成績梯度拉不開，實習報告抄襲現(xiàn)象嚴重等問題，因此還需要進一步完善和調(diào)整。本項目將通過課程達成度進一步細化現(xiàn)有考核體系，加大過程管理比重，分析考查、實操、線上學習等反映學生掌握程度的真實性，研究各環(huán)節(jié)評價比重設(shè)置，探索其對應的考評方式與過程管理考評標準，查找教學效果薄弱環(huán)節(jié)，并對課程達成度分析及持續(xù)改進方法進一步完善。

3“機械制造實習”教學改革擬達到目標

針對傳統(tǒng)實習內(nèi)容并不足以支撐具有“掌握用現(xiàn)代制造設(shè)備和工程工具”和“具備工程專業(yè)職業(yè)素養(yǎng)”的高素質(zhì)工程應用技術(shù)人才培養(yǎng)目標的達成[8]，實訓體系不足以保障教學質(zhì)量的持續(xù)改進、成果導向的教學設(shè)計、以學生為中心的教學模式以及學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等問題，進行“機械制造實習”課程教學改革與探索，以期達到以下研究目標：

①按照工程教育認證的需要，對課程大綱進行修改，使課程的教學目標更加清晰，調(diào)整教學內(nèi)容，豐富教學方法和手段，以滿足工程教育專業(yè)認證對課程的要求，使課程達到畢業(yè)要求達成度。

②根據(jù)教學內(nèi)容和實習環(huán)節(jié)，結(jié)合課程目標要求，劃分哪些可以進行線上學習，哪些實踐環(huán)節(jié)適合開展線下實踐，建立“線上學習，線下實踐”一體化的實踐教學模式。

③結(jié)合實訓內(nèi)容和教學模式，制訂科學合理的考核評定方法和標準，進一步完善教學評價體系，使其目標明確、可執(zhí)行性強，達到監(jiān)控教學過程和評價質(zhì)量的目的[9-12]。

4“機械制造實習”教學改革的特色與創(chuàng)新

以石河子大學機械設(shè)計制造及其自動化工程教育專業(yè)認證為背景，針對該專業(yè)的主修實踐課程“機械機械制造實習”，圍繞從課程教學內(nèi)容和實習環(huán)節(jié)到培養(yǎng)目標達成的持續(xù)改進，對本課程的教學內(nèi)容、教學模式與評價體系進行改革與探索，主要特色與創(chuàng)新之處如下：

①在實習內(nèi)容增加，課時有限的情況下，探索適用于工科專業(yè)實習實訓課程“線上學習，線下實訓”相結(jié)合教學模式，以確保課程教學目標的達成。

②構(gòu)建基于過程考核的考核評價方式、標準、權(quán)重等多方面綜合考慮的合理、可信過程性評價體系，形成持續(xù)改進方案。

5結(jié)語

本項目結(jié)合石河子大學機械電氣工程學院新的本科生人才培養(yǎng)方案，針對機械類專業(yè)必修課程“機械制造實習”進行改革探索，首先在機械類專業(yè)實施，每屆學生約200人左右將受益，同時輻射電氣、化工、食品等專業(yè)280余名學生。通過項目的實施，重點探索基于網(wǎng)絡(luò)學習平臺的線上線下相結(jié)合教學方法實踐，探索教學各環(huán)節(jié)中相應的課程考核評價體系，對其可信度、權(quán)重及合理性進行綜合研究，形成教學持續(xù)改進方案，最終將達到以下效果：

①提高機械制造實訓教學質(zhì)量，以學生產(chǎn)出為導向，鍛煉學生的工程實踐能力，為以后的專業(yè)理論課程的學習和將來的工程技術(shù)工作奠定基礎(chǔ)。

②項目的研究圍繞探索如何更好地從課程教學環(huán)節(jié)到培養(yǎng)目標達成的持續(xù)改進方案所開展，其研究結(jié)果也可為相關(guān)實習實訓課程提供借鑒和示范。

*通訊作者：董萬城

基金項目：工程材料與機械制造基礎(chǔ)系列課程/工程訓練教學研究項目（第三期）“工程教育認證背景下基于‘線上線下教學模式的《機械制造實習》教學改革與探索”（JJGX-JY202162）；石河子大學教學改革項目“基于工程教育專業(yè)認證的“機械制造實習”課程改革與實踐”（JGZ2022-131）。

參考文獻

[1]董萬城，黃勇，王蒙，等.工程教育專業(yè)認證背景下教學改革實踐與探索——以“機械制造實習”課程為例[J].南方農(nóng)機，2022，53（4）： 157-160.

[2]吉東海.生產(chǎn)實習在機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)分析[J].亞太教育，2015（21）：171.

[3]伍文進，徐瑋瑋，徐中云.基于工程教育專業(yè)認證的金工實習教學改革研究[J].南方農(nóng)機，2021（20）：169-173.

[4]唐文獻，朱永梅，蘇世杰，等.工程教育專業(yè)認證與CDIO兩種工程教育模式比較研究及教學方法改革的思考[J].教育教學論壇，2018（49）：214-215.

[5]柯秀文.“互聯(lián)網(wǎng)+”學習模式下高職實訓教學探究[J].岳陽職業(yè)技術(shù)學院學報，2018，33（3）：67-69.

[6]陳翔，趙作福，何為，等.金工實習焊接實訓的思考與多維度教學改革[J].遼寧工業(yè)大學學報（社會科學版），2023，25（1）：111-115.

[7]唐皓，潘陽，高國強.基于項目教學的《金工實習》教學模式研究與實踐——以湖南科技大學機械類專業(yè)為例[J].湖南文理學院學報（自然科學版），2022，34（4）：46-50.

[8]齊竹云.現(xiàn)代制造技術(shù)下金工實習課程教學改革研究[J].學周刊， 2022（30）：3-6.

[9]唐皓，陳武，唐姣，等.基于“項目教學”的本科生“工程意識”提升問卷調(diào)查分析——以湖南科技大學機械類專業(yè)“金工實習”課程為例[J].湖南人文科技學院學報，2022，39（5）：118-123.

[10]楊鳳雙，丁飛洋.融入雙創(chuàng)的金工數(shù)控教學改革與實踐研究[J].科技資訊，2022，20（18）：172-175.

[11]占鵬飛，楊廷華，張星明.基于模塊化的非機械類大學生金工實習教學探索[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2022，43（20）：241-242.

[12]趙家黎.基于新工科背景的金工實習改革及實踐研究[J].現(xiàn)代農(nóng)機，2022（4）：90-91.