基于线上线下教学模式的“机械制造实习”教学改革与探索

郑一江 董万城 葛云 黄勇 戚江涛

摘要 金工实训是大学教育中的一个重要组成部分，在培养高质量和高水平的工程技术人才方面发挥着举足轻重的作用。当前，我国工程技术实践课的教学中，普遍存在着以下问题：课程结构与内容设置不够科学，偏重于理论与实践的训练；在课程设计中，学生在课程设计中的应用较少，在课程设计中存在着较大的缺陷。因此，研究与探索一种适应当前人才培养需要的工程实训教学新模式是当前金工实训教育的迫切需要。文章提出基于线上线下教学模式的“机械制造实习”教学改革为重点，加强制造业实践课程教学，从而增强学生的实践能力。

关键词 线上线下；机械制造；实习；教学改革

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.11.040

“机械制造实习”是为工程技术大学本科生而设计的公共基础课，用来培养学生的动手能力和实践能力。机械类专业学生在学习机械设计类、机械制造类等课程前，必须要有“机械制造实习”作为先修课程，以加强工程实践能力，提升工程素质，培养创新意识和创造力。

石河子大学机电工程学院从2019年开始，在完成了“机械制造及自动化”和“电气自动化”两个专业认证工作的基础上，对其人才培养方案进行了重新修订，并对其课程体系进行了全面的改革和完善[1]。“机械制造实习”作为该专业的一门重要的必修课，以往的教学目标、教学模式和考核评价机制等已不能满足专业认证的要求。近年来，国内许多高校进行了相关的改革与探索。如清华大学的汤彬、李双寿等在机械制造实习课程中加入工程素养矩阵建设，从提升工程意识、优化教学环节、保障措施以及存在的不足等方面进行说明；东南大学的陈大林设计了基于项目教学的机械制造实习课程改革，课程选取斯特林发动机的设计与制作作为教学项目，引导学生主动参与课程实习，培养学生的工程实践能力，提升教育教学质量，并获得了显著的成效。

虽然国内许多高校针对“机械制造实习”课程进行了相关的研究和探索。但是，由于各高校的办学定位不同，人才培养目标不同，实习场地和其他方面的情况也不尽相同。因此，结合机械专业本科生人才培养目标和实习条件，在“机械制造实习”的基础上，以专业认证为依据，进行教学改革是十分有必要的。

1“机械制造实习”课程拟解决的关键问题

针对传统实习内容并不足以支撑具有“专业知识、工程技能和职业素养”的高素质工程应用技术人才培养目标的达成，实训体系不足以保障教学质量的持续改进、成果导向的教学设计、以学生为中心的教学模式以及学生创新能力的培养等问题，进行机械制造实习课程教学改革与探索，主要解决以下关键问题：

①整合石河子大学机械设计制造及其自动化专业“机械制造实习”和“先进制造实习”两门课程资源，在传统实习内容中增加数控车、数控铣、线切割、激光雕刻、3D打印等现代加工技术的内容[2]，通过优化教学环节、调整内容比重，确保在有限的课时内完成教学并达成课程目标。

②根据教学内容，通过对教学环节的分解，充分利用教育部工程创客教育虚拟教研室和学校教学平台建立一个“线上学习，线下实训”相結合的教学模式，确保项目的顺利实施和教学目标的达成。

③根据工程教育认证的要求，构建评价方式、标准、权重等多方面综合考虑的合理、可信的过程性考核评价体系，使其目标明确、可执行性强，真正达到教学过程监控和质量评价的目的[3-4]。

2“机械制造实习”教学改革实施方案

按照石河子大学最新修订的机械设计制造与自动化本科人才培养方案，在“机械制造实习”课程的教学目标、教学模式和考核体系等方面，进行了一系列的改革和探讨。整合“机械制造实习”和“现代制造实习”两门实践课程资源，进一步调整优化教学内容[5]；重点探索基于网络学习平台的“线上学习、线下实践”相结合的教学方法实践，建设课程教学视频库供学生深入学习；探索教学各环节中相应的课程考核评价体系，并对其可信度、权重及合理性进行综合研究，形成教学持续改进方案。具体研究内容如下：

2.1整合优化教学内容

目前，“机械制造实习”课程的教学内容主要包括车、铣、刨、磨、钳工、焊接、铸造等传统的机械制造工艺的实习。各专业类的实习目标并未根据专业特点进行设置，机械类、近机类和非机类专业的实践内容基本相同，只是实践时间的长短不同，不能很好地发挥出学生的专业特长。因此，按照新的机械专业本科生人才培养方案，根据人才培养目标进一步明确课程目标，同时将“现代制造实习”中数控加工、激光雕刻、线切割等实习内容增加到“机械制造实习”课程当中，并根据各工种特点、实习条件、重要程度等采取不同的教学模式，合理分配各工种的实习时间。同时，在教学过程中增加安全职业道德规范和工匠精神等思政元素，丰富教学内容，培养学生的家国情怀、民族自信心和职业自豪感，树立正确职业态度和价值观。

2.2构建“线上学习，线下实训”相结合的教学模式

当前实习的模式主要是采取指导老师现场讲解、学生实操训练的方式进行，这样只是按照教师的演示与指导被动地模仿与吸收。在这种训练过程中，学生已经对各设备适合加工什么类型的工件有了比较清晰的认识，对部分机械设备的具体操作方式也有了一定的认识[6-7]。但是在实习完成之后，学生也不能完全理解零件的技术要求、公差要求及零件的装配工艺等，更不能理解各个工种之间的关系。因此，此种教学方式已不能很好地满足现代工程技术发展的需要。同时，按照新的人才培养方案，在实习时间4周不变的情况下，该课程将增加现代制造设备等实习内容。如何在有限课时内完成教学目标是其中的难点，而采取线上自主学习、线下操作实践相结合的方式就是完成本课程教学目标的一种有效途径。项目将实习安全教育、工程基本知识、随堂测试等内容放在学习平台，采取课前自学、自我测试的方式进行，完成学习内容并考试合格后，方可在教师的指导下参与该工位的实习，不仅可以培养学生学习的积极性和主动性，也将大大提高实习效率和课堂质量。

2.3完善考核评价机制

构建以过程评价为基础的考核评价机制，各工种指导教师以学生在本工种中的操作情况和工件的加工质量为依据，再与实习报告得分相结合，按照一定的比例对其进行汇总，最终得到实习总成绩。根据两届学生的实施，此考核方式较以往采取闭卷考试和作品打分的考核评价方式更能反映学生各个工位的学习掌握情况，但存在成绩梯度拉不开，实习报告抄袭现象严重等问题，因此还需要进一步完善和调整。本项目将通过课程达成度进一步细化现有考核体系，加大过程管理比重，分析考查、实操、线上学习等反映学生掌握程度的真实性，研究各环节评价比重设置，探索其对应的考评方式与过程管理考评标准，查找教学效果薄弱环节，并对课程达成度分析及持续改进方法进一步完善。

3“机械制造实习”教学改革拟达到目标

针对传统实习内容并不足以支撑具有“掌握用现代制造设备和工程工具”和“具备工程专业职业素养”的高素质工程应用技术人才培养目标的达成[8]，实训体系不足以保障教学质量的持续改进、成果导向的教学设计、以学生为中心的教学模式以及学生创新能力的培养等问题，进行“机械制造实习”课程教学改革与探索，以期达到以下研究目标：

①按照工程教育认证的需要，对课程大纲进行修改，使课程的教学目标更加清晰，调整教学内容，丰富教学方法和手段，以满足工程教育专业认证对课程的要求，使课程达到毕业要求达成度。

②根据教学内容和实习环节，结合课程目标要求，划分哪些可以进行线上学习，哪些实践环节适合开展线下实践，建立“线上学习，线下实践”一体化的实践教学模式。

③结合实训内容和教学模式，制订科学合理的考核评定方法和标准，进一步完善教学评价体系，使其目标明确、可执行性强，达到监控教学过程和评价质量的目的[9-12]。

4“机械制造实习”教学改革的特色与创新

以石河子大学机械设计制造及其自动化工程教育专业认证为背景，针对该专业的主修实践课程“机械机械制造实习”，围绕从课程教学内容和实习环节到培养目标达成的持续改进，对本课程的教学内容、教学模式与评价体系进行改革与探索，主要特色与创新之处如下：

①在實习内容增加，课时有限的情况下，探索适用于工科专业实习实训课程“线上学习，线下实训”相结合教学模式，以确保课程教学目标的达成。

②构建基于过程考核的考核评价方式、标准、权重等多方面综合考虑的合理、可信过程性评价体系，形成持续改进方案。

5结语

本项目结合石河子大学机械电气工程学院新的本科生人才培养方案，针对机械类专业必修课程“机械制造实习”进行改革探索，首先在机械类专业实施，每届学生约200人左右将受益，同时辐射电气、化工、食品等专业280余名学生。通过项目的实施，重点探索基于网络学习平台的线上线下相结合教学方法实践，探索教学各环节中相应的课程考核评价体系，对其可信度、权重及合理性进行综合研究，形成教学持续改进方案，最终将达到以下效果：

①提高机械制造实训教学质量，以学生产出为导向，锻炼学生的工程实践能力，为以后的专业理论课程的学习和将来的工程技术工作奠定基础。

②项目的研究围绕探索如何更好地从课程教学环节到培养目标达成的持续改进方案所开展，其研究结果也可为相关实习实训课程提供借鉴和示范。

*通讯作者：董万城

基金项目：工程材料与机械制造基础系列课程/工程训练教学研究项目（第三期）“工程教育认证背景下基于‘线上线下教学模式的《机械制造实习》教学改革与探索”（JJGX-JY202162）；石河子大学教学改革项目“基于工程教育专业认证的“机械制造实习”课程改革与实践”（JGZ2022-131）。

参考文献

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[3]伍文进，徐玮玮，徐中云.基于工程教育专业认证的金工实习教学改革研究[J].南方农机，2021（20）：169-173.

[4]唐文献，朱永梅，苏世杰，等.工程教育专业认证与CDIO两种工程教育模式比较研究及教学方法改革的思考[J].教育教学论坛，2018（49）：214-215.

[5]柯秀文.“互联网+”学习模式下高职实训教学探究[J].岳阳职业技术学院学报，2018，33（3）：67-69.

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[7]唐皓，潘阳，高国强.基于项目教学的《金工实习》教学模式研究与实践——以湖南科技大学机械类专业为例[J].湖南文理学院学报（自然科学版），2022，34（4）：46-50.

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[9]唐皓，陈武，唐姣，等.基于“项目教学”的本科生“工程意识”提升问卷调查分析——以湖南科技大学机械类专业“金工实习”课程为例[J].湖南人文科技学院学报，2022，39（5）：118-123.

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