程乾坤

（桂林航天工業(yè)學院，廣西 桂林 541004）

金工實習是一門針對機械大類和近機械類學生的重要實踐基礎課程，是學生了解機械加工生產過程的必修課，是培養(yǎng)動手實踐能力、提高綜合工程能力，培養(yǎng)工程情感、態(tài)度和價值觀不可缺少的實踐環(huán)節(jié)[1]，在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識以及工程素養(yǎng)等方面具有其他課程無法替代的作用[2]。傳統(tǒng)的金工實習教學模式以教師講授為主，學生按照教師所講內容進行技術模仿完成零件的加工，和實習報告的撰寫。這種教學模式方法單一，難以做到以學生為本，不利于培養(yǎng)學生的主觀能動性和創(chuàng)新意識。針對金工實習過程中的痛點問題進行分析，采用線上線下混合式教學，在課堂理論教學中將復雜煩瑣的重點難點問題制作成微課，機床實操環(huán)節(jié)加入虛擬仿真教學環(huán)節(jié)，構建闖關式教學模式，對傳統(tǒng)的金工實習教學體系進行改革，提高金工實習教學質量。

1 金工實習教學目標及教學痛點問題分析

金工實習教學的主要任務是使學生初步接觸機械加工知識，積累工程領域相關知識，為后續(xù)的相關學習建立實踐基礎，金工實習主要圍繞八大機械基礎制造工種展開，主要包括鉗工加工實習、車加工實習、銑削加工實習、焊接加工實習和鑄造加工實習等。針對傳統(tǒng)金工實習教學進行分析，主要存在以下幾點問題。

1.1 學生理論學習能力強，實踐能力弱，工程素養(yǎng)較差

金工實習教學主要面對的是機械類或近機械類的理工科學生。這些學生具有較好的理工科理論基礎，理論學習能力強，應試能力強，具有較強的動手實踐欲望，但是沒有經(jīng)過專門的制造類技術技能訓練，工程素養(yǎng)較差。

1.2 金工實習教學知識點較多，教學重點難點瑣碎分散，理論教學占用時間長

以桂林航天工業(yè)學院為例，針對機械專業(yè)學生，需要完成包括鉗工、車工、銑工、焊工在內共計90個學時的學習。以鉗工教學為例，在整個金工實習教學環(huán)節(jié)中為30學時，普遍的學時安排方法為12個理論學時和18個實踐學時，在12個理論學時中，學生要學習鉗工安全操作規(guī)程、金屬切削原理、鉗工加工基本方法、加工精度檢測方法、工藝編排、裝配基礎等在內的15個知識點，學生的注意力不能保持長時間的集中，在實踐環(huán)節(jié)中學生要練習操作包括劃線、鋸削、銼削、鉆孔、螺紋加工、量具使用、臺虎鉗裝配以及完成鴨嘴榔頭的加工。對教師來說教學任務量大，課時安排緊張，對學生來說在短時間內要學習大量的新知識和實踐訓練，學習任務重，完成實踐作業(yè)時間緊張。

1.3 缺乏科學的考核方法，影響了對學生實際學習效果的客觀評價

教師對學生成績評定主要依賴于學生完成的實踐作業(yè)質量，但是在較短的教學和實踐環(huán)節(jié)中，對學生實踐作業(yè)的考核僅僅只能反映出學生在短時間內掌握技能的能力，不能綜合反映學生在學習過程中所提高的自身工程素養(yǎng)、合作能力以及面對復雜工程問題時找出解決方法的能力和創(chuàng)新能力。

1.4 教師教學手段單一，無法滿足創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)需求

金工實習教學過程中，主要采用老師講授、演示，學生聽講、模仿的教學方式，尤其是實操訓練環(huán)節(jié)，教師演示時不能多方位多角度地展示給學生，學生在教學過程中處在被動，缺乏主動性，難以鍛煉學生主動克服困難的能力，難以體現(xiàn)以學生為本的教學觀念，難以培養(yǎng)學生的合作精神和工匠精神，學生的綜合素質難以得到提高。

2 創(chuàng)新理念及思路

2017年2月18日，綜合性高校工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會在復旦大學召開，在此次會議上，新工科一詞被正式提出，隨后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”等新工科建設的三個指向。新工科建設是高等工程教育為了應對新一輪科技革命與產業(yè)變革的挑戰(zhàn)而采取的積極行動，是以新技術、新產業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式為特征的新經(jīng)濟對高等工程教育改革的強烈需求。[3]金工實習是高校工程素質教育中的第一個環(huán)節(jié)，以“新工科”為指導思想，結合以培養(yǎng)應用型人才為主要目標，擬定如下創(chuàng)新思路：

（1）將培養(yǎng)學生的工匠精神以及愛國主義精神融入課堂思政教學，以大國工匠事跡為典范，加強學生對工匠精神的學習引導，引起學生學習興趣，鼓勵學生在實踐環(huán)節(jié)中挑戰(zhàn)更高難度和加工精度；（2）將教學內容制作成微課分享到校內線上教學平臺，將線上教學納入教學環(huán)節(jié)，打造線上線下的混合式教學模式；（3）機床實操實踐環(huán)節(jié)增加虛擬仿真教學環(huán)節(jié)。學生在教師演示結束后，先通過機床操作虛擬仿真APP進行練習，達到一定熟練度之后才可上機實操。（4）建立闖關式的教學模式，合理規(guī)劃好教學過程中的重點難點梯度，將不同難度的知識環(huán)節(jié)分開，學生只有達到相應的教學目標要求才可以向下一個教學環(huán)節(jié)挑戰(zhàn)。（5）改善成績考核機制，將學生的工程素養(yǎng)、理論環(huán)節(jié)、實踐環(huán)節(jié)、合作環(huán)節(jié)、挑戰(zhàn)環(huán)節(jié)表現(xiàn)綜合考量納入成績評定。

3 創(chuàng)新方式及手段

3.1 采用線上線下混合式教學

采用線上線下混合式教學方法，教師提前將教學中的次要內容制作成微課，在課前給予學生預習，課后學生鞏固和復習，在課堂上減少次要內容和瑣碎知識點的時間占比，將主要時間都用在教學的重點難點上，充分利用學生注意力集中的時間，提高課堂效率。

3.2 課程微課化

針對教學中的重點難點問題，在課堂上采用微課化的教學方式，難點問題當堂解決，例如在鉗工裝配的教學中，將關于裝配的基礎理論知識和裝配技術問題通過微課有效地結合，在講解結束后循環(huán)播放，給學生呈現(xiàn)一個更為直觀的裝配教學環(huán)境，減少了教師組織學生所浪費的時間，教師可以有更多的時間對學生進行指導，因材施教。

3.3 機床實操訓練環(huán)節(jié)加入虛擬仿真教學

實操訓練環(huán)節(jié)，教師采用演示法授課，學生無法多方位多角度地觀察教師實操技術，容易在實操中忽略細節(jié)，產生安全隱患，加工出的零件精度也很難達到教學要求，學生數(shù)量也較多，教師難以照顧到每一位學生。在教師實操演示結束后，學生先通過機床虛擬仿真APP進行模擬練習，教師可以針對每位學生出現(xiàn)的問題進行指導，學生達到一定的熟練程度后才上機實操，大大降低了學生發(fā)生意外的概率。

3.4 建立分級闖關式的教學模式

分級闖關式教學就是在新工科范式下以學生為本，尊重學生間的個體差異，因材施教?？紤]到每個學生的動手能力和學習能力不同，建立分級闖關式的實踐模式，設置有一定難度梯度的教學模塊。在教學過程中，教師先設定一個難度較低的教學目標，學生需要在規(guī)定時間內完成要求拿到對應項目的基礎分值，學生只有在完成本階段的學習任務之后才可以繼續(xù)下一階段難度更高的學習任務，使學生在學習過程中形成一種闖關式的學習模式，實施多層次、全方位的實踐訓練，形成學生之間互相追趕的學習局面，激發(fā)學生學習興趣，提高學生學習的目的性、積極性、和成就感，培養(yǎng)學生的挑戰(zhàn)精神，使學生知道理論知識在實際工程問題上的應用，形成理論應用于實踐，實踐反饋于理論的學習模式，從而拓展學生的應用能力、創(chuàng)新意識、科學態(tài)度和團隊精神，使他們既具有一定的動手能力，又具有工程設計能力，綜合提升學生的工程素養(yǎng)。

4 教學創(chuàng)新評價

基于微課程的闖關式教學創(chuàng)新實踐改革，較好解決了金工實習鉗工教學過程中的痛點問題，同時提高了教學質量。教學質量的提高主要體現(xiàn)在五個方面：（1）教學過程中利用線上線下混合式教學，優(yōu)化了課堂理論和時間，提高了課堂教學效率，使學生實踐環(huán)節(jié)時間更充足；（2）使用微課程的方式教學，給學生呈現(xiàn)一個更為直觀的教學環(huán)境，大大減少了教師組織學生所浪費的時間，教師可以有更多的時間對實踐過程中的學生進行指導，提高了課堂效率；（3）機床實操訓練引入虛擬仿真教學，緩解了人機比壓力，降低了學生產生意外的概率。（4）分級闖關式教學模式激發(fā)了學生的學習興趣，提高了學生學習的目的性、積極性、和成就感，培養(yǎng)了學生的挑戰(zhàn)精神和合作競爭意識。（5）教學環(huán)節(jié)融入對學生的工匠精神和愛國主義精神的培養(yǎng)，綜合提升了學生的工程素養(yǎng)

整體而言金工實習鉗工教學改革改變了傳統(tǒng)的教學模式和教學方法，使教師的教學效率提高，學生的學習效率提高，增加了學生的學習積極性，提升了學生的綜合能力，同時提升了教師教學能力，做到教學相長。