新时代背景下“金工实训”课程体系改革与教学实践

周俊波　王艳华

摘    要：文章基于新时代背景下“金工实训”课程存在的不足，创建了“认知训练—技能训练—综合训练—创新训练”多层次的“金工实训”课程体系，并在实践教学环节中推进探索校企合作、改进教学方法、优化学生成绩评价体系、组建优质教师团队等改革措施。教学实践表明，改革后的“金工实训”课程体系得到了学生认可，提升了教学质量。课程体系的建设思路和教学实践措施为兄弟院校的“金工实训”课程教学改革提供有益的借鉴和参考。

关键词：“金工实训”;课程体系改革;教学实践

中图分类号：G642      文献标识码：A      文章编号：1002-4107（2022）06-0083-03

“金工实训”是工科专业最重要的实践教学课程之

一，是理论知识与实践应用的重要纽带[1]，主要培养学生的工程素质、动手能力和创新意识[2]，其实践属性是其他课程无法替代的。新时代背景下，新工科、工程教育专业认证和课程思政等系列政策相继出台，对人才培养、实践教学等提出了新要求。目前，“金工实训”课程呈现诸多不足，亟需求变[3]。国内外学者开展了实践教学并提出许多具有可借鉴性的改革措施[4]。但是，如何结合高校自身条件，探索符合自身发展和满足地方行业特色需求的“金工实训”课程体系依然是值得研究且具有重要意义的问题。

“金工实训”课程体系对高校地质工程、核工程与核技术、机械设计制造及其自动化等专业顺利通过工程教育专业认证提供了有力支撑。因此，文章构建了融入工程教育专业认证和质量管理体系理论的“金工实训”课程教学体系，并在实践教学中探索了相应的改革措施。

一、“金工实训”课程体系存在的不足

（一）教学内容陈旧，缺乏有机融合

大多数高校工程实训广度较好，包含热加工（铸造、锻造和焊接）、传统机械加工（车、钳、铣、刨等）、智能制造（数控车、数控铣、加工中心等），以及特种加工（激光加工和线切割等）等;部分高校融合了电子类相关实训。但是大部分高校实训深度不够，缺乏真实的工程氛围，如钳工教学十多年来“磨个锤子”，缺乏装配技能的培训，难以培养学生的综合工程能力。“金工实训”课程主要以基础理论知识和基本操作技能为主，缺乏系统化训练，各知识点间缺乏必要的交叉与融合。例如，“金工实训”课程内容一般未融合机械制图、机械制造基础和机械设计等相关知识，学生无法通过金工实习构建机械制造专业系统化的知识体系框架。另外，教学内容欠缺职业素养及工程素质等相关知识。

目前，3D打印、快速成型、精密注塑等新技术、新方法、新工艺已经逐渐成熟并应用于社会生产环节。但是大部分高校实习教学缺乏相应设备，难以开展新工艺、新方法等方面的培训，不利于培养社会所需的创新型和复合型人才。

（二）教学方式单一，缺乏自主创新

受实习场地和设备等资源制约，学生在实践操作环节中，往往是几人同时使用一台设备，存在重大的安全隐患，而且难以保证教学质量。“金工实训”课程沿用“师傅带徒弟”的方式，采用“教师讲理论—示范操作—学生实操”模式。在这种教学方式下，指导教师一般在实训设备周围讲解理论，学生听课效果差。受课时限制，实训时长不足以让学生熟练掌握操作技能，从而影响实训效果。另外，学生实训环节仅仅是模仿性实践，即在相同加工设备上采用相同操作方法，机械地重复教师预先安排的加工内容。这种“求同”式教学方式难以培养学生的创新能力，达不到培养“求异”式创新思维的目的。

（三）师资队伍人员缺乏

一方面，“金工实训”课教师一般来源于高校实习工厂，教师队伍中部分教师是大专或中专学历和技工在岗，师资学历基础低。另一方面，目前高校招聘教师的学历一般要求是博士，然而实习教学工作量大，工作条件差，很少有博士感兴趣，而操作技能精湛且具有丰富实践经验的教师受学历限制被拒之门外，导致高校“金工实训”课程教学岗位难以招聘到合适的教师。面对日益庞大的学生人数，高校实训教师隊伍人员明显不足，且职称和学历相对偏低。同时，实验系列职称设置不合理，导致实训教师的上升空间小且难度大。教师队伍底子差、难以引进合适的师资且职称上升空间小等因素导致师资队伍问题日益严重，亟需变革。

二、“金工实训”课程体系建设和改革措施

（一）重构“金工实训”课程体系

“金工实训”课程体系建设坚持工程教育专业认证中的以成果为导向、以学生为中心和持续改进三原则，从学什么、怎么学和学得怎么样三方面，结合各专业毕业要求指标点，与各专业教研室共同协商设计课程体系。在教学环节中引入质量管理体系理论，对培养目标、课程内容、教学方法等持续改进，以期“金工实训”课程能够满足各专业的毕业要求和支撑专业认证。 “金工实训”课程体系建设的总体构想如图1所示。

以成都理工大学为例阐述机械类专业“金工实训”课程体系的建立过程。首先，基于成都理工大学工程训练中心现有设备及师资，结合四川省汽车制造的行业背景，使“金工实训”课程从传统加工技能训练转向以激光加工、数控加工及机器人应用技术等先进制造技术为主的综合实训，构建“认知训练—技能训练—综合训练—创新训练”多层次的“金工实训”课程体系。其次，在实训内容中，增添前沿、科学讲座，重点介绍各科学机械发展史、前沿，以及在工程领域的具体应用，旨在激发学生学习兴趣;添加企业文化教育，使学生在准工厂环境中接受加工工艺、管理能力等方面的培训，旨在提升学生的企业文化意识;注重挖掘课程中蕴含的思政元素，将工匠精神、历史文化、人文文化等思政元素融入到教学环节中，实现立德树人的教育本义，培养学生社会责任感和人文情怀。依托教务处的评教系统获取学生满意度反馈，从达成度方面对教学质量进行评价，依据评价结果，修订培养目标、优化课程内容、改进教学方法等。

（二）实训环节的改革措施

1.创建校企合作模式

近年来，成都理工大学金工实训中心与企业广泛合作，通过产学一体化、师资交流等途径，为培养创新型人才开辟新路径。例如，成都理工大学金工实训中心与昆山巨林科教实业有限公司共建产教融合的联合实训项目（如引进柔性制造系统），拓展教学内容（如加工中心实训对象为企业生产的工业产品），使课程内容满足行业发展的需求。教师带领学生参与企业产品设计和研发等科研活动，如参与长春市东禾科技有限公司的智能防错工位设备研究及深圳易达升自动化设备有限公司的液晶板冲击试验台的设计等，培养了学生创新实践能力，而相关科研活动也带动多名机械工程专业学生就业。

2.改进教学方法

以教师为中心的传统“灌输式”“填鸭式”的教学方式难以调动学生的学习积极性、主动性和创造性，不利于培养创新型和复合型人才。教师在教学过程中引进“项目教学法”和“混合式教学模式”等先进的教学理念，采用“问题引入”“任务驱动”等先进的教学方法，倡导启发式和讨论式教学，有利于提升学生发现问题、解决问题的能力，培养学生团队意识和创新意识。在理论教学环节，教师根据需要制作微课、小视频等，或利用在线课程平台，选用具备直观性、趣味性的教学资源（如生动形象的动画、视频等），从而调动学生学习积极性，提升教学效果。在实训操作环节，教师充分利用各种仿真软件（如CAXA数控车、线切割、制造工程师等）对学生进行仿真实训。

3.优化学生成绩评价体系，融入思政元素

综合评估企业指导教师的反馈意见及学生满意度的调查结果，优化学生成绩评价体系。在以实训产品和实验报告综合评定成绩的基础上，增添学生实训的过程控制、学生答辩和自评、互评等考核环节，并在成绩评定系统中隐性融入思政元素。学生在实训过程中的表现，如出勤情况、安全文明操作、课堂表现等，由指导教师记录并评定。学生自评环节主要评定任务完成的达成度及学生在实训环节中起到的作用;互评环节主要对其他组的作品进行打分。这样不仅加强学生间的交流，而且培养学生诚信意识。教师在自评、互评环节中监督和引导学生的行为，并基于学生的自评、互评对每组作品进行综合评价，评定成绩确保评价全面，做到公平公正，以身作则，培养学生公平公正意识。此外，评定成绩系统中增添“一票否决”，即学生在实训环节不遵守安全操作规程，出现严重违规行为（如工件或车刀未装夹牢固等）或违纪行为（如在车间追跑打闹等），则“金工实训”课程成绩不合格，旨在约束学生行为，培养学生严谨的实习态度。

以《智能机器人》工种为例，实训环节是学生组装机器人，然后编程和调试控制机器人实现既定的运动，最后通过答辩及自评、互评等环节完成实训任务，其成绩评价体系如图2所示。

4.组建优质教师团队，提升教学能力

实训教师素质直接影响“金工实训”课程教学质量，因此，组建一支懂理论、实践操作强的优质教师队伍是工程实训建设和发展的有力保障。目前，“金工实训”课程普遍存在教师人员不足、学历低且难以招到合格教师的窘境。为解决这些问题，一方面，成都理工大学金工实训中心极力鼓励和支持年轻教师利用课余时间继续深造提升自身学历，目前已有1名教师获得博士学位。另一方面，成都理工大学金工实训中心充分挖掘校方师资力量和合作企业的工程师，组建了以现有在编教师为主，返聘退休教师、企业高级工程师和学生助教（一般大三、大四学生）为辅的教学团队。退休教师利用其丰富的教学经验，督导和指导青年教师教学;企业高级工程师采用专题讲座等教学形式，分享其丰富的实践研发经验和具体案例，从而丰富工程实训教学内容;学生助教与学生年龄相仿，起到良好的辅助教学作用。

三、“金工实训”课程体系改革成效

目前，成都理工大学实训中心面向全校7个学院，接近40個本科专业开设1～3周的工程实训教学。经过1学年的教学实践，教务系统的评教系统显示，学生评价分数超95分。近几年，金工实训中心教学团队指导学生在全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛和全国三维数字化创新设计大赛等具有影响力的全国性大学生赛事上获得国家级、省级奖项高达20余项。可见，改革后的“金工实训”课程体系得到了学生认可，调动了学生学习的积极性，提升了学生创新实践能

力，培养了学生团队协作意识。另外，“金工实训”课程对学校地质工程、核工程与核技术、机械设计制造及其自动化等专业工程教育专业认证提供了有力支撑。

综上所述，改革后的“金工实训”课程初具实效，值得各兄弟院校借鉴。

新工科背景下，工程教育专业认证和课程思政等一系列政策出台，给“金工实训”课程带来了挑战，同时也带来了改革的机遇。成都理工大学在充分掌握“金工实训”课程的发展瓶颈，以及相关有借鉴意义的改革措施的基础上，创建了融入工程教育专业认证和质量管理体系理论的四层次“金工实训”课程体系，并在实践教学中采用校企合作、改进教学方法、优化学生成绩评价体系、组建优质教师团队等改革措施。经过1学年的教学实践表明：改革后的“金工实训”课程体系得到了学生认可，取得了良好的教学效果，并为成都理工大学相关专业顺利通过工程教育认证提供支撑。相关研究为“金工实训”课程的教学改革提供了实践指导。

参考文献：

[1]  王秀梅，胡蝶，房静，等.工程训练中心利用多学科综合优势开展创新教育的探索实践[J].实验技术与管理，2018，35（2）：6.

[2]  戴亚虹，李宏，邬杨波，等.新工科背景下“学践研创”四位一体实践教学体系改革[J].实验技术与管理，2017，34（12）：189.

[3]  张春平，陈勇，初建崇.金工实习开放式教学探析[J].实验技术与管理，2011，28（12）：139.

[4]  郑志军，项聪，曹雪璐，等.开放式工程训练中心建设与管理[J].实验室研究与探索，2015（7）：148.

编辑∕陈晶

收稿日期：2021-05-19                                                          修回日期：2021-06-01

作者简介：周俊波（1983—），男，湖北天门人，成都理工大学机电工程学院讲师，博士，研究方向：智能机器人、激光加工。

基金项目：2019年教育部高等教育司第一批产学合作协同育人项目“‘工业4.0’背景下机械工程实训课程体系建设”（201901153001）;2019年教育部高等教育司第二批产学合作协同育人项目“激光加工创新训练的教学内容和课程体系改革”（201902154005）;成都理工大学校级课题“成都理工大学中青年骨干教师”（10912-JXGG2020-00499）