基于工作室教学模式的机械设计与制造专业教学改革实践与探索

杨 宋 张 磊 刘桂花 林利芬

(武汉软件工程职业学院 武汉开放大学 湖北 武汉：430205)

武汉软件工程职业学院机械设计与制造专业是国家优质校骨干专业，专业建设依托区域经济发展核心产业集群的人才需求，旨在培养具备“数字化设计与制造”和“双创”能力的高素质技术技能人才。为适应行业发展新趋势，进一步提高人才培养质量，增强学生就业竞争力，助力创新创业发展，该专业自2018年以来开展了基于“工作室教学模式”的教学改革实践，对专业学习领域的课程体系和教学模式进行了改革探索，并取得了一定的成效。本文结合教学改革的实际情况，从管理模式、课程体系、教学实施等方面进行具体的描述，以期为高职院校机械类专业教学改革提供参考。

1 结合“企业”管理方法搭建“沉浸”式教学情境

工作室教学模式是指要求学生在固定的时间、固定的场地完成规定的任务。其中，“固定时间+固定地点”为教学组织形式、“规定的任务”为教学内容。工作室教学模式中任务的设计强调理论知识和实践技能的融合，组织形式的特点是采用项目式教学，项目的完成过程即是学生的认知与实践的过程。为使学生能够迅速“沉浸”至项目环境中，创建与项目任务相对应的 “情境工作室”是教学组织规程中重要的因素，工作室在教学管理过程中将企业管理制度与学校管理制度有机结合，使学生以“工”“学”双重身份完成项目任务，从而兼顾了知识、技能和职业素质的培养。具体措施如下：

1.1 教室情境转变为“工作室”情境

物理环境方面，教室座位改成设计工作室的工位排布，每个学生拥有一个固定的工位，六人为一个小组集中布置，以便于小组成员之间的交流和配合，空余的工位则作为会议以及作品展示区域，工作室内配置计算机、投影仪、小黑板等；此外，根据项目任务的特点，工作室还布置相应的企业文化标语、任务看板、公用的工具仪器等。时间管理方面，将专业教改课程的课时安排改为集中实训周的模式，学生参照“上班”的工作制度连续完成某一课程的学习；除上下班时间有固定考勤外，不再强制规定课间休息时间，而是视学生完成任务的情况灵活管理，提前完成任务的学生可以休息，任务拖期则需“加班”。

1.2 学习情境转变为“项目”情境

教学设计参照企业的项目实施过程，教师将知识点和技能点设计成项目任务向学生发布，学生则模拟企业团队，在教师的指导下完成接收订单、策划方案、制定计划、分配任务、控制进度和质量、发布成果和汇报总结等一系列任务。相较于传统的教师讲、学生听的教学模式，项目任务式教学实施显著提高了学生的学习积极性，使学生对知识点的掌握更加牢固、对职业技能的运用更加灵活，更能帮助学生提前熟悉企业的工作流程，有助于学生尽早具备职业素质，加快其从校园人到企业人的转变进程，并为学生由“高素质”向“高层次”技术技能人才发展打下基础。

1.3 实施6S管理制度

6S管理是现场管理的一个有效手段，掌握6S管理方法和培养质量意识也是机械设计专业学生重要的知识目标和素质目标。工作室教学模式要求学生除了完成必需的项目任务外，在现场管理方面也需遵守相应的行为规范，如：“上班”之前的工位整理，“下班”后的工作室清洁；参考书籍和工具的摆放应科学布局、整洁合理；任务过程资料的管理需标识清晰、便于追溯；对设备的操作严格遵守安全守则；培养良好习惯、提升职业素养；提倡团结协作，营造团队氛围等。

1.4 模拟企业团队角色

在工作室教学模式中，为模拟实际的企业工作流程，教师和学生所扮演的角色均发生了改变：学生如同企业的员工，组成多个具有竞争关系的项目小组；小组内部成员自选出项目组长，由项目组长负责整个小组的团队内部管理；教师一方面是任务的发布者(客户)，同时也是项目任务的指导者(上级管理人员)；相关职能部门则模拟企业的高层管理者，为项目任务提供人力、物力方面的资源支持。典型的团队构成如图1所示。企业角色模拟的好处是便于学生沉浸到项目环境内，能迅速了解项目任务过程，保持对项目任务的热情。

图1 项目团队组成

2 重构基于“实学创新”的模块化课程体系

根据专业人才培养方案，机械设计与制造专业致力于培养“具备较强机械产品的结构设计、零件加工、检测、产品逆向设计与增材制造技术运用的能力；能够进行机械结构设计、利用数控技术及3D打印技术完成中等复杂零件制造的高素质技术技能人才”，教改实施前，其主要课程体系如下表所示：

表1 机械设计与制造专业课程体系

教学任务体系的设计梳理了专业学习领域和专业拓展领域的部分课程，聚焦工程识图绘图、典型机电产品数字化创新设计、机械CAD/CAM技术、工业机器人技术、逆向工程与增材制造等专业核心知识体系，将基础知识学习与思考方法训练、专业技能培养与通识素质教育、应用能力与创新能力拓展、表达能力与实践能力锻炼等相结合，将理论知识、操作技能、创新能力融为一体，重新构建了基于“实学创新”的模块化课程体系。为实现全体学生的专业巩固学习和部分学生的专业创新强化学习，教学任务体系分三个阶段进行实施，即“基础技能巩固应用提高阶段——专业技能创新提高阶段——专业技能分方向强化阶段”。每一个阶段围绕一项任务进行，每一项任务又分解为若干个子项目。重构后的课程体系如表2所示：

表2 教学改革课程模块表

教学任务体系重构的组合”(详见图2)，在一个模块中将多个课程的知识体系进行融合，再通过模块与模块之间的层层递进以及互相呼应实现知识体系的结构化，促使学生牢固掌握人才培养方案要求的目标知识与技能，提高学生的综合应用能力。同时，在课程体系中，融入人文素养和职业素养的训练任务，如专业外语、市场营销、质量控制、团队协作等，帮助学生进一步强化职业能力，对接企业岗位的实际需求。

图2 教学模块关系图

3 实施有效的教学方法和考核方式

工作室教学模式的课堂环境、课程体系以及课程组织方式均发生了较大变化，其对应的教学方法和考核方式也必须进行调整。本次教学改革在教学方法和考核方式等方面的特点如下：

3.1 翻转课堂，以学生为主体

对于大二学生而言，他们已掌握一定的专业基础知识，大部分新的理论知识可以通过课余时间自主学习，少量知识难点由教师集中讲解；课堂时间主要用于师生互动环节：一方面，专业技能的训练任务需要教师进行面授指导，另一方面，项目式教学任务的难度通常大于教材典型案例，学生面对的问题复杂多样，对其综合能力要求较高，这也需要教师将主要的课堂精力投入到对学生的分类指导中去。因此，在教学实施过程中，必须强调学生的主体地位，学生积极主动完成任务，教师则查漏补缺做辅导，提高整个课堂的效率。

3.2 教学内容依托真实项目，融合双创能力培养

项目任务通常来源于合作企业的实际案例、技能竞赛的赛题以及校内自设的小项目等，以工业产品数字化创新设计模块为例，教师发布的任务为学院活动纪念品的设计与制造，学生接收订单后，需利用工业设计知识、机械CAD/CAM技术、逆向设计技术、3D打印技术等多项知识技能，并加以一定的创新设计才能完成任务，在纪念品投放后还需进行市场反馈的调研和质量螺旋改进。学生参与了一个真实项目的全过程，对工作岗位的理解加深，并积累了创新创业经验。

3.3 采用项目评估考核，结合“课岗赛证”，引入多方灵活考核

课程考核方式由以往的考试考核方式改为项目评估考核方式。项目评估包括过程评估和成果评估，其中：过程评估包括教师评估、项目组长评估以及成员互评；成果评估由学校指导教师、企业兼职导师以及参与答辩评审的学校领导共同评分。项目评估的分值如图3所示。此外，学生如果在课堂外获得社会性认可，如：专业技能证书的获取、参加技能竞赛获奖以及获得发明专利等，即可作为第三方认可代替一次项目评估。

图3 项目评估分值图

4 总结

基于“工作室”的教学模式，其本质特征是以就业为导向和工学结合。该模式强调对人才应用工程能力的培养，注重学生创新创业能力的发展，帮助学生提高就业竞争力，快速适应未来的职业岗位，最终服务区域经济发展。本次教学改革固然取得了一定的成绩，但在实践教学环节仍然存在一定的不足，满足教学改革要求的项目案例仍然稀缺，还需要在校企合作、工学结合等方面加强探索。