彭高明　楊放瓊

[摘 要]目前，制造工程訓(xùn)練課程存在教學(xué)模式單一、缺乏創(chuàng)新，訓(xùn)練內(nèi)容陳舊且與實(shí)際銜接不夠的問(wèn)題?？梢砸怨こ探逃龑I(yè)認(rèn)證為引領(lǐng)，改革教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)專業(yè)確定各模塊的知識(shí)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化組合;改革教學(xué)模式，將課程實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、創(chuàng)新競(jìng)賽、產(chǎn)學(xué)結(jié)合、模擬訓(xùn)練等不同教學(xué)方式進(jìn)行有機(jī)融合;初步構(gòu)建分層次、多模塊的制造工程訓(xùn)練系列課程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教學(xué)新模式。

[關(guān)鍵詞]專業(yè)認(rèn)證;制造工程訓(xùn)練;教學(xué)模式

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2019）10-0076-03

一、研究現(xiàn)狀分析

隨著科技的不斷進(jìn)步，以人工智能、大數(shù)據(jù)為代表的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革接踵而來(lái)，制造業(yè)智能化趨勢(shì)方興未艾。新形勢(shì)下的中國(guó)高等教育向何處去，是每個(gè)教育工作者面臨和思考的問(wèn)題。高等教育與國(guó)際接軌是大勢(shì)所趨，與《華盛頓協(xié)議》要求基本一致的工程教育專業(yè)認(rèn)證體系也已初步建立。近幾年來(lái)，以“學(xué)生中心”“成果導(dǎo)向”“持續(xù)改進(jìn)教育質(zhì)量”的保障理念已被越來(lái)越多的高校認(rèn)可和實(shí)踐[1-3]。

工程訓(xùn)練中心既是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)實(shí)踐的重要?jiǎng)?chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)平臺(tái)，又是面向其他專業(yè)學(xué)生的工程素質(zhì)教育教學(xué)基地。工程訓(xùn)練作為工程教育本科階段重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，面對(duì)專業(yè)認(rèn)證“成果導(dǎo)向”所提出的較高要求及社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才的需求變化，制約工程訓(xùn)練課程發(fā)展的深層次問(wèn)題已經(jīng)凸顯[4]。這些問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.教學(xué)模式單一，缺乏創(chuàng)新。很少采取多種模式的教學(xué)方式，如“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”或 “項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”等，大多課程仍然沿用傳統(tǒng)的 “ 實(shí)踐+講授”的教學(xué)模式。2.訓(xùn)練內(nèi)容陳舊，與實(shí)際銜接不夠。實(shí)驗(yàn)教學(xué)訓(xùn)練內(nèi)容脫離實(shí)際，缺乏工程項(xiàng)目的全過(guò)程訓(xùn)練，即缺乏對(duì)于需求分析— 開發(fā)設(shè)計(jì)—生產(chǎn)組織—質(zhì)量保證—成本核算—環(huán)保處理等全方位的理解和分析，缺乏對(duì)未來(lái)工程師綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)。

綜上所述，由于社會(huì)的發(fā)展、環(huán)境的變化，工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)人才培養(yǎng)提出了較高的要求，為對(duì)標(biāo)“專業(yè)認(rèn)證”，必須在現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)體系的基礎(chǔ)上優(yōu)化工程訓(xùn)練的培養(yǎng)方案，實(shí)現(xiàn)該課程在教學(xué)理念、課程設(shè)置、教學(xué)改革等方面的突破。

二、改革內(nèi)容與具體實(shí)施

（一）改革教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建分層次、多模塊的工程訓(xùn)練教學(xué)體系

通過(guò)優(yōu)化整合現(xiàn)有的教學(xué)資源，加強(qiáng)內(nèi)涵建設(shè)，構(gòu)建分層次、多模塊培養(yǎng)的漸進(jìn)式創(chuàng)新培養(yǎng)教學(xué)體系。根據(jù)全?，F(xiàn)有的幾十個(gè)工科專業(yè)的不同學(xué)科背景、不同訓(xùn)練需求，將工程實(shí)踐教學(xué)劃分為工程認(rèn)知、工程技能、工程綜合等3個(gè)層次 [4-5]，在每個(gè)層次中均不同程度地融入創(chuàng)新教育的內(nèi)容。每個(gè)模塊中包含本領(lǐng)域的若干訓(xùn)練項(xiàng)目，供全校各專業(yè)實(shí)訓(xùn)時(shí)使用，也供全校學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好和自身發(fā)展的需求進(jìn)行選修。

將現(xiàn)有課程制造工程訓(xùn)練A定位為“工程綜合”訓(xùn)練，授課對(duì)象為機(jī)械類專業(yè)學(xué)生;根據(jù)大學(xué)生創(chuàng)意、創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)實(shí)踐的需要，結(jié)合工程實(shí)際，以項(xiàng)目或產(chǎn)品為載體，以小組為單位，針對(duì)特定對(duì)象進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、制作產(chǎn)品。將項(xiàng)目貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程，這樣學(xué)生既學(xué)到了基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)，同時(shí)又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、組織管理等工程綜合素養(yǎng)。

將現(xiàn)有課程制造工程訓(xùn)練C定位為“工程技能”訓(xùn)練，授課對(duì)象為近機(jī)械類專業(yè)學(xué)生;工程技能訓(xùn)練主要培養(yǎng)學(xué)生的基本機(jī)械制造知識(shí)和操作技能，以及對(duì)簡(jiǎn)單零件進(jìn)行工藝分析的能力，同時(shí)讓學(xué)生了解運(yùn)用先進(jìn)制造技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、測(cè)量和檢驗(yàn)的方法、手段，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)制造技術(shù)的體驗(yàn)和理解。

將現(xiàn)有課程制造工程訓(xùn)練D定位為“工程認(rèn)知”的訓(xùn)練，授課對(duì)象為非機(jī)類專業(yè)學(xué)生。該課程的特點(diǎn)是以認(rèn)知和體驗(yàn)為主，培養(yǎng)學(xué)生的工程綜合素養(yǎng)，讓學(xué)生體驗(yàn)工程文化，了解制造過(guò)程，通過(guò)展示、多媒體、現(xiàn)場(chǎng)示范講解、學(xué)生操作體驗(yàn)、教師課堂講授等方式，完成學(xué)生工程素質(zhì)認(rèn)知教學(xué)。

各課程對(duì)應(yīng)的層次及相關(guān)模塊如圖1所示。

（二）改革教學(xué)方式，進(jìn)行多種方式的課堂教學(xué)探索

1.改革授課方式，采取開放式教學(xué)和分組的方式組織教學(xué)活動(dòng)。采取分組的方式組織項(xiàng)目教學(xué)，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)—制作—成本核算等貫穿教學(xué)全過(guò)程。結(jié)合3D打印等現(xiàn)代制造方法，結(jié)合原有的Solidworks、Cimatron、AUTO/CAD等軟件，以工程訓(xùn)練中心已申報(bào)的中南大學(xué)創(chuàng)客空間為平臺(tái)，為制造工程訓(xùn)練課程營(yíng)造了一個(gè)綜合的教學(xué)與實(shí)踐環(huán)境;這在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、三維構(gòu)型能力、了解先進(jìn)制造技術(shù)等教學(xué)實(shí)踐中發(fā)揮了重要的作用。組織班級(jí)之間的設(shè)計(jì)競(jìng)賽，如班徽設(shè)計(jì)競(jìng)賽等，給出設(shè)計(jì)主題，讓學(xué)生自由分組，通過(guò)產(chǎn)品開發(fā)前期的調(diào)研，項(xiàng)目的組織管理，以及具體的設(shè)計(jì)、建模，最后制作出產(chǎn)品。

2.教學(xué)與科研相結(jié)合，打造多方協(xié)同（產(chǎn)學(xué)研）、個(gè)性化、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)導(dǎo)向的全新教學(xué)模式。圖2為學(xué)生設(shè)計(jì)的脊椎支架虛擬建模與3D打印模型。該脊椎支架的設(shè)計(jì)是與中南大學(xué)湘雅醫(yī)院合作的有關(guān)脊椎支架項(xiàng)目的子課題。在項(xiàng)目組教師的指導(dǎo)下，機(jī)械專業(yè)學(xué)生利用Solidworks軟件進(jìn)行了脊椎支架的三維建模、裝配，并利用快速成型技術(shù)進(jìn)行3D打印。我們通過(guò)讓學(xué)生參與小課題、小設(shè)計(jì)、小制作，營(yíng)造了一個(gè)開放、寬松的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，充分發(fā)揮了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，使學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力得以提升。

3.結(jié)合機(jī)械創(chuàng)新大賽、工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽等大賽形式，利用學(xué)生創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目、大學(xué)生科研活動(dòng)和科技競(jìng)賽項(xiàng)目等，拓展學(xué)生開放型工程綜合能力，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生的工程實(shí)踐培養(yǎng)。自2012年始，工程訓(xùn)練中心承辦了具有全國(guó)影響的大學(xué)生工程能力綜合訓(xùn)練大賽;2015年，課程組已將工程能力綜合大賽納入教學(xué)環(huán)節(jié)，在機(jī)械類和交通設(shè)備等近機(jī)類專業(yè)實(shí)施。課程組成員積極參與指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行無(wú)碳避障小車的制作，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造理念相結(jié)合，將競(jìng)賽主題與工程訓(xùn)練課程教學(xué)內(nèi)容有機(jī)融合，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，要求學(xué)生在課內(nèi)完成無(wú)碳小車的設(shè)計(jì)制作，教師全程跟蹤指導(dǎo)，最后組織評(píng)優(yōu)，并選送優(yōu)秀作品參加省級(jí)及上一級(jí)的工程綜合能力設(shè)計(jì)競(jìng)賽。圖3為機(jī)械專業(yè)學(xué)生在設(shè)計(jì)制作無(wú)碳小車。

4.強(qiáng)化工程培養(yǎng)，搭建校企聯(lián)合教學(xué)平臺(tái)。依托學(xué)院特有的兩個(gè)湖南省普通高等學(xué)校優(yōu)秀實(shí)習(xí)教學(xué)基地：“工業(yè)制造技術(shù)訓(xùn)練中心”和“湖南山河智能機(jī)械股份有限公司”，讓教師和學(xué)生置身于社會(huì)實(shí)踐的教育環(huán)境中，促使學(xué)生在大量交流和具體環(huán)境的實(shí)踐中塑造健全的社會(huì)人格，引導(dǎo)學(xué)生理解工程技術(shù)的社會(huì)價(jià)值以及工程師的社會(huì)責(zé)任，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、組織管理能力;開拓學(xué)生的視野，培養(yǎng)適應(yīng)多元化發(fā)展的綜合型高素質(zhì)工程人才 [6]。

5.多種教學(xué)方式的融合與交互。采取開放式示范課堂、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學(xué)方式，將“互聯(lián)網(wǎng)+”等現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，以增強(qiáng)教學(xué)效果，提高教學(xué)管理的效率，使課堂生動(dòng)有趣、充滿活力。

項(xiàng)目自2017年起在機(jī)類、近機(jī)類以及其他非機(jī)類專業(yè)中實(shí)施，其中機(jī)械類每年18個(gè)，受益學(xué)生數(shù)約600人;近機(jī)類班級(jí)每年10個(gè)，受益學(xué)生數(shù)約300人，非機(jī)類學(xué)生約1000人，取得了良好的教學(xué)效果。特別是通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作進(jìn)行無(wú)碳小車的設(shè)計(jì)與制作，這種方式既鍛煉了學(xué)生的管理能力和合作精神，也提升了教師隊(duì)伍的整體素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了生生之間、師生之間的良好互動(dòng)。學(xué)生們利用周末、晚上等空余時(shí)間，到實(shí)驗(yàn)室、金工車間等地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、方案驗(yàn)證或加工制作。通過(guò)作品的初期設(shè)計(jì)、三維建模裝配，中期的動(dòng)畫仿真、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，到后期的加工制作、安裝調(diào)試、完成作品這一學(xué)習(xí)過(guò)程，學(xué)生將書本知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)融為一體，這極大地培養(yǎng)了他們的動(dòng)手能力、工程能力和創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)。無(wú)碳小車制作完成后，由任課教師推薦優(yōu)秀作品參加學(xué)校競(jìng)賽，優(yōu)勝小組及作品頒發(fā)獲獎(jiǎng)證書，并代表學(xué)校參加省級(jí)、國(guó)家級(jí)的工程訓(xùn)練綜合能力大賽。近幾年來(lái)，學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、教師科研項(xiàng)目、申請(qǐng)專利等的人數(shù)越來(lái)越多，獲得的各級(jí)競(jìng)賽的獎(jiǎng)項(xiàng)達(dá)30人次。

通過(guò)問(wèn)卷星軟件從課程內(nèi)容、重要性、課程安排、團(tuán)隊(duì)合作等方面對(duì)機(jī)械專業(yè)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，有500多學(xué)生參與了問(wèn)卷調(diào)查。可以看出，大部分學(xué)生對(duì)將無(wú)碳小車設(shè)計(jì)制作融入課程內(nèi)容、教學(xué)方式采取分組式教學(xué)等持肯定的態(tài)度，課程的作用和重要性也得到了學(xué)生的充分認(rèn)可。

除了選擇題，我們還設(shè)計(jì)了填空題，讓學(xué)生從教學(xué)管理安排、教師指導(dǎo)等方面提出了很多意見與建議，便于教師不斷改進(jìn)教學(xué)方式與方法，在教學(xué)過(guò)程中不斷完善課程教學(xué)，形成“評(píng)價(jià)-反饋-改進(jìn)”的閉環(huán)改進(jìn)機(jī)制，保證教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)。本文摘選了幾個(gè)典型、有代表性的問(wèn)卷題目及問(wèn)卷結(jié)果，舉例如下。

問(wèn)卷題目：你認(rèn)為將無(wú)碳小車設(shè)計(jì)制作加入本課程是否必要？（單選題）

問(wèn)卷題目：以下課程組織形式，你認(rèn)為哪種更好？? ?（單選題）

問(wèn)卷題目：你們團(tuán)隊(duì)具有合作精神的程度？（單選題）

問(wèn)卷題目：該課程對(duì)于學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的權(quán)重？（單選題）

問(wèn)卷題目：你認(rèn)為課程的時(shí)間日程安排是否合理？（單選題）

三、結(jié)論

該項(xiàng)目以工程教育專業(yè)認(rèn)證為引領(lǐng)， 面向社會(huì)需求和工程實(shí)際，通過(guò)對(duì)制造工程訓(xùn)練系列課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的改革，初步構(gòu)建了分層次、多模塊的制造工程訓(xùn)練漸進(jìn)式教學(xué)新模式，其主要特色與創(chuàng)新之處有以下幾方面。1.改革教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)專業(yè)確定各模塊的知識(shí)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化組合，根據(jù)不同的專業(yè)需求，設(shè)置多模塊、分層次的教學(xué)模式。2.以項(xiàng)目為載體，以學(xué)生為中心，將模塊、訓(xùn)練內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，學(xué)生可自主設(shè)計(jì)和選擇訓(xùn)練項(xiàng)目，變被動(dòng)訓(xùn)練為主動(dòng)訓(xùn)練，通過(guò)典型產(chǎn)品的加工訓(xùn)練，使學(xué)生初步掌握產(chǎn)品制造的基本工藝過(guò)程，探索項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、產(chǎn)學(xué)結(jié)合、創(chuàng)新融合、模擬訓(xùn)練等多種實(shí)踐教學(xué)模式，提升與拓展學(xué)生的開放型工程綜合能力。3.突破單一課程局部性改革模式，開啟“工程素質(zhì)”—“工程技能”—“工程綜合”的分層次、多模塊制造工程訓(xùn)練系列課程改革新模式。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 劉志強(qiáng)，陳建兵.以學(xué)生為中心，推進(jìn)機(jī)械類專業(yè)工程訓(xùn)練的改革與實(shí)踐[J].大學(xué)教育，2016（22）：137-140.

[2] 孟兆生，岳彩霞，周英鴻，王亮，郭凡，孫建華. 基于專業(yè)認(rèn)證的工程訓(xùn)練項(xiàng)目教學(xué)模式研究[J]. 黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（31）：70-73.

[3] 鄭紅偉，馬玉瓊，張慧博，張艷蕊，師占群. 建設(shè)工程訓(xùn)練課程體系 助力工程教育專業(yè)認(rèn)證[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018（35）：214-217.

[4] 沈建華，劉 峰，張玲華.適應(yīng)工程教育專業(yè)認(rèn)證的綜合工程訓(xùn)練中心建設(shè)與實(shí)踐[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2012（22）：122-126.

[5] 王萬(wàn)強(qiáng)，張俊芳，陳國(guó)金. 基于“工程教育專業(yè)認(rèn)證”的工程訓(xùn)練教學(xué)模式的研究與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2016（23）：150-151.

[6] 云忠，王艾倫，湯曉燕. 基于創(chuàng)新大賽的機(jī)械工程拓展型人才培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2010（33）：95-97.

[責(zé)任編輯：陳 明]