机械类专业毕业实习教学模式创新与实践

李 贵,邹光明,王兴东

(武汉科技大学,湖北 武汉 430081 )

一、前言

毕业实习是指学生在毕业之前到企业参与一定实际工作,在工程能力、实践能力、职业能力等得到全面锻炼的重要实践教学形式,也是毕业设计的一个准备性教学环节。工程教育正在从传统方式走向数字化、信息化,高校的新工科教育革新进程势不可挡,学习范式将发生深刻改变[1],对毕业实习等实践教学的组织实施带来了巨大挑战。为学生提供个性化、定制化的学习内容和方法,是高校落实立德树人根本任务、培养一流人才必须思考和解决的重要问题。目前,毕业实习实践教学存在短板、教学资源受限、教学质量和模式构建等方面还存在一些瓶颈和难题亟须解决。

在人才培养模式上要突出创新,高校探索多样化人才培养模式改革势在必行[2]。李秀坤等人提出了专业化、模块化、自主化、规范化的毕业实习新模式[3]。基于OBE教育理念,周春月等人设计了项目导向、学生为主、教师为辅、校企合作的实习创新模式[4]。也有高校基于产教融合开展了毕业实习与毕业论文一体化改革,以提高应用型人才分析问题、解决问题的能力[5]。因此,建立多元化毕业实习基地,充分满足学生多样化培养目标,是提高实践教学质量的重要保证[6]。另外,在实习过程中,多重角色的迅速、频繁转换也给学生带来一定的困难[7]。因此,要充分调动学生主观能动性,帮助学生建立自信心,使学生快速进入实习角色[8]。同时,还要保障毕业实习学生的合法权益,金劲彪和郭人菡提出建立一种适应时代发展的毕业实习大学生劳动权益保护新体系[9]。

综上所述,如何构建机械类专业本科毕业实习教学新模式,是实施高水平本科人才自主培养能力创新提质工程的重要内容,也是满足新工科建设和工程教育认证对工科类专业建设和多样化人才培养的新要求。提高学生的工程实践能力,成为毕业实习实践教学的全新挑战。

二、机械类专业本科毕业实习存在的主要问题

机械类专业实践性强,毕业实习作为本科人才培养的重要教学过程,是实现专业培养目标,强化理论与实践相结合,培养学生创新精神、工程意识和实践动手能力的综合性实践教学环节。目前毕业实习教学模式存在以下主要问题。

第一,传统毕业实习实践教学模式已经难以满足培养学生解决复杂工程问题能力的需要,难以满足新工科人才培养毕业要求的需要。目前,机械类专业的本科毕业实习实践教学以企业参观实习为主要形式,教学内容相对比较固定、滞后行业发展需求,而且未能结合后续的毕业设计相关内容,学生也只是流于形式或被动完成,缺乏主观能动性,实践能力和创新能力培养不足。实习指导教师多由理论课教师兼任,缺乏工程实践经验,无法有效引导学生进行相关的技能训练。迫切需要不断优化毕业实习内容,使课程更加符合现代工程实践的需求和趋势。

第二,毕业实习教学资源匮乏,满足不了实践教学需要,与新工科人才所需具备的实际操作和创新能力相背离。实习企业与毕业实习教学目标匹配度较低,难以满足毕业实习所要求的能力培养的达成。而且,很多企业因为生产任务要求,并不愿意接受学生毕业实习,更难以与高校建立实习基地,基本上就变成了走马观花地参观生产设备或者生产线。因此,如何建立长效的实习企业、拓宽实习渠道、增加实习经费的投入,是当前迫切需要解决的问题,也是提升实践教学质量的关键。

第三,毕业实习的评价体制不健全、评价方式同质化、评价主体单一化、评价标准宽泛化问题比较突出。目前的毕业实习缺乏对实习的全过程考核,使得其评价体制与机制存在一定的问题,评定成绩时很难真正按照评价标准执行,评价结果容易产生误差与偏颇,不一定科学、准确,不能充分反映学生毕业实习的真实情况。无法达到强化改进学生的学习,并为教师提供反馈的目的,也难以有效支撑工程教育专业认证的各项毕业要求的达成。因此,只有构建毕业实习的多元化评价体系,才能从更多维度来支撑毕业要求的知识能力要求。

第四,毕业实习学生的合法权益未得到有效保障。安全是毕业实习的基础和保障,毕业实习涉及学校、指导教师、实习企业、企业导师和学生等多方互动,在实习中均存在不同程度的安全隐患。而且,我国对高校学生实习的相关法律规范仍然处于空白状态,处理实习伤害事故的法律也并不健全,这已经严重影响到高校、实习企业与学生对实习的积极性[10]。

三、机械类专业毕业实习新教学模式的构建

按照新工科和工程教育专业认证要求,积极优化调整毕业实习方案,深挖校内外实习教学资源,充分发挥信息化技术优势,研究并提出了线上线下混合、校内校外联动、学生教师企业全参与的毕业实习新的教学模式,如图1所示。积极构建特色鲜明、内涵丰富、覆盖全面、形式多样的线上实习教学;充分挖掘校内和校外的实习资源,为学生提供多样化的线下实操机会;积极聘请校外的企业技术人员担任实习指导教师,实施双导师制,对学生的毕业实习全过程进行指导。

图1 毕业实习教学新模式

(一)积极构建特色鲜明、内涵丰富的线上教学

线上实习是挑战,更是机会,可以有效拓展教学时空和场域,弥补线下实习的不足,加速新教学模式的形成,打破时间与空间的限制,理论上可以无限地丰富教学资源,以使毕业实习与毕业设计的关联度更大,覆盖面更加广泛。

首先是构建特色鲜明、内涵丰富的项目库。表1是学校2022年机械类专业本科毕业设计选题分布情况,根据选题情况,及时调整线上教学资源。目前已建立的项目资源库包括汽车、钢铁冶金、机器人、模具、自动化装备制造等企业的相关介绍、生产工艺全流程、关键核心设备等,既有冶金特色,又能覆盖全体毕业学生。

表1 2022年机械类本科毕业设计选题情况

其次是借助互联网、云平台等开展毕业实习系列专题讲座。表2是2022年机械类专业本科毕业实习系列讲座实施情况,涵盖了传统行业的智能制造等内容,也包括数字孪生、机器人等先进技术。邀请校内外的专家学者为毕业实习学生做报告,开启线上直播互动、线下分组讨论的双线模式。

表2 2022年机械类专业本科毕业实习系列讲座情况

最后是充分利用校内以及校外已开发的虚拟仿真平台资源,开展虚拟仿真训练与实践操作,替代生产技术、工艺流程等因素限制无法开展的现场实习。已建有液压元件及系统虚拟仿真实验、工业自动化吸盘类型选用、传动装置润滑与密封设计等虚拟仿真实验教学资源。同时学校还加盟了高等学校机械工程学科虚拟仿真实验教学共享平台,可共享使用相关的虚拟仿真教学资源,弥补实践教学短板,创造更多实践机会,进一步加深毕业实习学生对相关理论知识的理解。

综上所述,线上教学的无限制课堂,大大丰富了毕业实习的内容,使得毕业实习既有学校的传统冶金特色,又能紧跟学科发展前沿和先进技术,不断提高机械类专业的人才培养质量。

(二)校内校外联动,创造更多元的毕业实习机会

充分挖掘和利用校内校外的实习资源,建立多元开放式的实践教学平台,为机械类专业学生提供更多的毕业实习机会,如图2所示。首先,利用学校的国家级机械实验教学示范中心和工程训练中心等教学实践基地,学生可以获取机械基础知识和操作训练技能;其次,利用校内的科研平台和创新工厂中的相关设备可以满足自主设计、制造和装配的需要,将科研项目或学科竞赛与毕业实习及毕业设计有效融合;再次,省部级重点实验室拥有的数控铣床、智能机器人、3D打印机等一批功能先进的大型设备、仪器和软件,可为部分学生的毕业实习活动提供条件;最后,校外的实习基地和校企联合实验室,能够为部分学生提供实践机会。因此,通过上述丰富的实践教学平台可为毕业实习提供多种渠道和资源,切实提高毕业实习的针对性和实效性。

图2 校内外联动深挖实习资源

同时,为毕业实习配置校内指导教师和企业导师。校内导师侧重先进理论、方法和创新上的指导,企业导师负责实际操作、职业素养和实践能力方面的指导,可有效解决校内指导教师工程实践经验不足的问题。而且,在整个实际操作训练的过程中充分调动学生自主学习、自主实践和自主探究的积极性,激发学生的学习兴趣,培养学生的创新实践能力,切实提高人才培养质量。

(三)按工程教育认证实施多元化毕业实习评价

针对原有毕业实习考核体系中重实习报告而轻实践、评价标准单一的情况,将知识、实践操作、专业综合能力评价连成一体,丰富毕业实习的考核形式,建立多阶段多元化评价模式,包括线上和线下两个维度的考核,线上部分包括资料查阅、观听讲座、视频学习、虚拟实验等,而线下部分包括企业参观、实际操作、图纸绘制、实物制作等。实施多元协同考核评价模式,全面评价机械类专业学生毕业实习的工程实践能力达成情况,如图3所示。

图3 毕业实习多元评价与考核

毕业实习支撑的毕业要求指标点如表3所示,以此为标准完善课程目标达成度评价标准,需有合理的、多样化的、过程化的评价依据。由校内指导教师和企业导师分阶段分析考评结果,作为知识和能力各维度的得分,再按照知识与能力在课程中的权重给出学生的最终课程得分。根据评价情况,分析毕业实习教学中的不足,给出具体的持续改进措施,并对毕业实习有困难的学生进行帮扶。因此,多阶段多元协同的毕业实习评价方式充分体现了以学生为中心和持续改进的工程教育专业认证理念,有利于激发学生的学习兴趣,促进其全面发展,反向促进教学质量的提高。

表3 毕业实习支撑的毕业要求指标点

(四)保障实习学生权益,筑牢实习安全防线

学生是高校的主体,学校不仅要维护好校园内学生的利益,也要维护好在校外参加实习学生的利益,因此,筑牢毕业实习安全防线意义重大,其中最重要的是对实习学生的安全进行全流程监管。实习前,对全员进行实习动员,观看安全教育警示片,签订实习安全承诺书,使安全意识深入每个学生的心中。同时,与实习企业共筑安全防线,签订实习安全协议。在实习的过程中,安排带队教师作为实习安全员,进行基本的安全教育培训,与企业安全人员共同配合,全程负责现场安全教育提示与安全事故处理。在实操上岗前,需对实习安全进行再动员、再教育,确保学生能够安全操作。实习结束后,教师需对实习过程的安全情况进行总结,为下一轮毕业实习做好充足的准备。学生将实习过程中的安全意识、行为等总结写入实习报告中(见表4)。

表4 毕业实习安全防范措施

同时,通过申请学校的实习专项经费,增加实习经费的投入,为外出实习学生购买实习期的人身意外保险,保护实习学生的人身安全和合法权益,以规避安全风险。因此,在当前条件下,应从安全意识、安全措施、意外保险等三方面全覆盖所有毕业实习学生,切实保障学生人身与财产安全。

四、毕业实习效果反馈分析

为了解毕业实习学生对新实践教学模式的反馈和建议,2022年6月通过问卷调查随机抽取89名机械类专业毕业实习学生,其中机械电子工程专业学生39名、机械工程学生50名。调查采用网络问卷的形式,涉及内容包括学生对毕业实习模式的满意程度、实习效果、实习收获的评价以及对实习存在问题的建议等。

被调查学生对毕业实习新模式的满意程度如表5所示,绝大多数学生对这种毕业实习的形式表示肯定。结果充分说明了这种教学模式符合学生的心理预期,完全能够接受,达到了预期的目的。

表5 学生对毕业实习满意度的评价

学生普遍认为这种新的毕业实习模式有很多优点。大多数学生认为,这种混合式毕业实习获得了更多了解机械制造行业的机会,实习的内容和形式更丰富,也可以了解更多的专业知识,取得了意想不到的效果。

在培养学生能力方面列出了7个选项,要求被调查学生按重要程度依次选出其中3项,统计结果如图4所示。其中,排序前3位的分别是自主学习能力、专业知识和动手实践能力,排序后3位的分别是沟通表达能力、职业素养和团队协作能力。结果显示,技术能力要求的达成度明显要高于非技术能力要求。因此,后续的毕业实习实践教学中,在培养学生技术能力的同时,要进一步加强非技术能力的培养和锻炼。

图4 能力达成结果数据评价

实习过程中的安全员发挥了重要作用,时刻提醒学生的安全注意事项,实习安全得到了充分的保障。而且,学生的自我安全与保护意识普遍提高了。2022年机械类专业学生毕业实习过程中,无安全事故发生,安全率达到100%。

五、结语

毕业实习是机械类专业人才培养的一个重要环节,通过主动创新毕业实习教学模式,深挖校内校外毕业实习实践教学资源,探索并提出了一种线上线下混合、校内校外联动、学生教师企业全参与的毕业实习实践教学新模式。对毕业实习的教学形式、教学内容、结果评价及实习安全等方面进行了分析和研究,给出了可行性的建议。该毕业实习教学模式在学校的应用实践结果表明,学生学习的积极性和工程实践能力得到了提高,有效地促进了工程教育专业认证要求下的毕业实习教学目标的达成,为学生顺利进入毕业设计环节积累了丰富的实践经验,也为毕业以后的工作夯实了基础。