高校工程训练课程模块化单元式教学研究

周峥嵘

工程训练 (金工实习、电工实习)是高等教育中重要的教学环节,是工科学生进行工程素质教育和现代先进制造技术教育的技术基础课程,对培养学生的工程实践能力和创新能力具有重要意义[1-3]。本文根据完全学分制的内涵和管理模式[4-5],对贵州大学工程训练 (金工实习、电工实习)课程的教学模式进行改革和创新,对开课、选课、授课等教学环节进行全面探讨、研究与评价,以期得出一套有自身特色的模块化、单元式的教学实施方案。

1 工程训练教学存在的问题以及产生问题的原因

从目前贵州大学工程训练的教学过程看,主要存在以下问题：1)教学安排出现选课冲突；2)教学过程没有创新性；3)训练项目缺乏针对性。

通过充分调研与分析,问题产生的原因如下：

1)不适应完全学分制下的教学需求。工程训练课程没有纳入选课,该课程是教务部门以行政班为单位进行集中安排,而其他理论课是学生自由选课,这样,就会出现整个班级在集中实习的时段有部分学生的课程冲突,造成学生 “我该上哪一门课程”的无奈选择,教学混乱局面必然发生。为避免选课冲突,学校干脆把实习放在周末,这样一定程度减少了选课冲突,可是工程训练教学面向全校最大量的学生,整个学期的周末未必能排下所有班级的训练教学,不得不在周末以延长时间来高强度地完成教学,教学效果受到影响。

2)“依葫芦画瓢”模式已经不适应当下以创新为驱动的实践教学需求[6]。表现在进行工程训练教学时,仍未突破学生按指导教师给定图纸进行加工的教学方式,在课内缺少组织创新实践的方式与方法,固化的按照 “标准”进行评分。教学过程中教师是主导,而学生则是被动完成,没有激发学生的自主、创新意识的教学机制,是简单的教学,“工程素质”教育的精神没有得到落实或完全落实。创新创业教育不是一门课程,而是要融汇到整个人才培养当中,融汇到每一个教学内容中。深入开展以培养学生社会责任感、创新创业精神和实践能力为导向的创新创业教育,搭建学生创新精神与实践能力融会贯通的平台,以经典实验促进学生基本操作规范的养成,以综合、创新实验激发和鼓励学生的创新激情,以前沿、虚拟仿真实验促进学生创业能力的增长。

3)“眉毛胡子一把抓”的教学方式不适应当下在推行的专业认证教学需求[7]。专业数量多,是工程训练课程的最大特点,专业类型不同对工程训练教学的要求也不同,但是各学院对本院专业的学生进行工程训练没有指定训练项目,或是没有对训练项目提出要求,工训中心也没有根据各专业需求开发、新增、调整训练项目。只要安排有训练(实习)任务,不管什么专业都采用不变的几个项目,造成学院跟工训中心在课程教学目标上的“脱节”。没有很好满足各专业的真正训练需求,教学针对性差,导致教学效果不好。

2 解决工程训练教学存在问题的方案

1)适应学分制需求,跟教务部门协商、合作,将工程训练课程纳入到学校的选课系统,让学生自由选课。方案一,把工程训练课程纳入全校的选课系统,工程训练中心在每个学期均开出此课程,各学院按照培养方案组织学生进行选课 (一般安排在大二或大三学年完成),工训中心根据选课情况进行二次排课 (按照模块化单元式进行),完成课程的无冲突安排。方案二,各学院根据培养方案把需要进行工程训练课程学习的班级及人数提前上报教务处或工程训练中心,教务处或训练中心按照各学院的开课需求 (开课学期、开课时段等)进行排课,然后报教务处资源管理科,资源管理科从技术上限制已经安排了此课程的学生在本时段不再选修其他课程,完成课程的安排。

2)探索以学生为主导,以创新为驱动的教学方式。在每一个训练项目里均加入创新要求,学生只有在该训练的项目里完成了创新作品 (自己设计与制作)方能过关,激发其学习的自主性,从自主性培养他们的创新性。以工程训练教学当中的一个传统而经典的训练项目—— “普通车削”为例[8],基本要求是：①了解车削的特点和应用范围；②了解普通卧式车床的组成及各组成部件的作用；③了解车床附件的结构及使用方法；④掌握车削外圆、端面、锥面的基本技能；⑤会用普通车床车削有一定复杂程度和精度要求的零件或作品(锉刀柄)。增加的创新要求是：①对普通车床的结构及各部件提出改进意见 (体现在实训报告里)；②用普通车床加工一件属于你自己的作品 (作品需提供设计理念、图纸、制作工艺和加工参数)。

3)拟定一套属于全校的工程训练 “菜单”。此 “菜单”根据训练中心现有的训练设备及教学人员情况,以模块化、单元式的方式确定所有训练项目,把训练项目细化 (教学设计)成 “菜单”,然后把 “菜单”分发到各个拟开设工程训练课程的学院,各个学院根据自己的专业训练需求在“菜单”上勾选,然后训练中心 “照单上菜”。这样,使教学更加有针对性、目标性。能显著提高本课程的教学质量。在此过程中,首要任务是跟学院主管领导沟通、协商,根据培养方案明确教学目标,在有限的学时里最大限度地满足教学需求,做到有的放矢；其次是训练中心需不断检验并优化“菜单”,每一个 “菜”都必须进行精心的设计,不仅 “色香味”要俱全,还一定要 “健康环保实惠”。

3 工程训练课程模块化单元式教学应用

3.1 开出菜单

根据工训中心现有的资源,最大限度地挖掘和开发训练项目,并对每一个训练项目加以实践→创新→改革,归集到工程训练课程教学的项目库,最终纳入课程的教学。

项目 (菜单)包含了项目的序号、所属训练模块代码、模块名称、适用对象、训练内容、教学方式、时间分配等内容,需比较清晰地展现该项目能做什么、怎么做。如图1所示为工训中心开出菜单的部分截图。

图1 工程训练课程训练项目 (菜单)截图

3.2 按训练流程进行教学

课程教学时,严格按照教学流程进行,做到每一个训练项目的实施都严谨而不随意。项目教学流程如图2所示。

图2 工程训练课程教学流程简图

3.3 监控教学质量

工程训练课程的教学必修在质量监控中完成。完成课程的教学往往需要进行若干个项目训练,而每一个训练项目的实施都要充分保证质量,要达到或超越既定的教学目标,因此,需要对教学的各个环节进行质量监控。针对不同的训练项目,制定出各自的预期教学效果或教学目标,根据目标和现实情况合理组织教学,采用与时俱进、新老结合的教学方式,拟定监督与评价机制,使得课程的教学在既定的规划中运行。工训中心建立的教学质量监控体系如图3所示。

图3 工程训练质量监控体系简图

3.4 制定考核方案和做好考核记录

考核是保证教学质量的重要手段,没有考核,课程的教学质量就无从谈起。因此,必须给课程(训练项目)制定科学、客观、易操作的考核办法以及考核记录表。考核办法如图4所示,考核记录表如图5所示。

图4 工程训练考核办法截图

图5 工程训练考核记录截图

根据考核办法和考核记录和对每一个学生的训练过程做出公开、公正、公平的评价,体现他们的真实的训练水平,从而得出每一个训练项目的成绩。

3.5 评定综合成绩

当完成课程要求的所有训练项目后,即可对课程的教学做出最后评价,完成课程的教学综合成绩记载,如图6所示。

图6 工程训练综合成绩记载表截图

4 结束语

随着高等教育改革的不断深入,对工程训练教学也提出了更高的要求。如何建设工程训练中心,如何开展工程训练教学,使其更有助于2l世纪人才培养,已成为高等工程教育研究的热点问题之一[9-10]。在完全学分制下对工程训练教学进行模块化单元式教学,将理论知识学习、实践操作技能提升、创新能力培养有效融合到整个教学活动中,让学生 “边学、边做”“边想”,真正做到 “教、学、做、思”一体,既传授了知识,又突出了实践技能的培养[11-12]。但是,工程训练教学改革永远在路上,在教育理念,教学体系、内容和方法,教学队伍模式和组织结构；仪器设备配置；安全环境配置；实验室建设模式和管理体制；运行机制和管理方式等指标方面不断达到或超越国家级工程训练教学示范中心的。在发展过程中不断解决与当前工业主流技术相衔接问题、“冷热”项目平衡问题、数量匹配问题、工艺能力配套问题、科目内容编排问题、成本管理、环保问题、工程安全教育问题、信息化功能建设等问题。

[1]傅水根,严绍华,李双寿,等.创建国内领先的工程训练教学示范中心[J].实验技术与管理,2006,23(4)：1-3.

[2]梁延德.我国高校工程训练中心的建设与发展[J].实验技术与管理,2013,30(6)：6-8.

[3]朱瑞富,孙康宁,贺业建,等.综合性大学工程训练中心发展模式设计与实践[J].实验室研究与探索,2011,30(4)：85-89.

[4]王杰,廖维奇.关于构建学分制下开放型工程训练体系的设想[J].桂林电子工业学院学报,2007,27(2)：165-167.

[5]肖毅,宗莲松.完全学分制下金工实习开放式教学探索[J].实验室研究与探索,2010,29(6)：157-160.

[6]郭建新,罗辑.创新型工程训练体系的构建与探索[J].重庆工学院学报,2007,21(3)：120-121,129.

[7]莫海军,蓝民华,曾仪.基于创新作品制作的工程训练教学改革与实践[J].装备制造技术,2009,10(8)：173-175.

[8]惠记庄,刘海明,邹亚科.现代工程训练中心建设及训练模式的探索[J].实验技术与管理,2009,26(3)：115-118.

[9]吕汝金,魏德强,廖维奇.面向作品制作的综合创新工程训练模式改革与实践[J].广西教育,2012,26(3)：114-115.

[10]王晓红,朱晓明.现代工程训练教学模式的研究与实践[J].实验技术与管理,2009,26(6)：118-120.

[11]安丽桥,徐巍,陶波.研究型机械工程训练实践教学模式的探索[J].实验室研究与探索,2009,28(6)：143-145.

[12]魏永涛.关于工程训练中心教学内容体系的思考[J].沈阳工程学院学报 (社会科学版),2012,8(2)：269-271.