交互式金工實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用①

田 英，傅貴武，劉 軍

(佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院機(jī)械與電氣工程學(xué)院，廣東佛山528000)

長(zhǎng)期以來(lái)，培養(yǎng)應(yīng)用型人才是佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院既定的策略和發(fā)展方向，學(xué)院在合理安排與優(yōu)化理論教學(xué)的同時(shí)，把提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力擺在非常重要的位置［1］。然而，作為一所地方性大學(xué)，由于不斷擴(kuò)招，其發(fā)展逐漸受到了諸如實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)場(chǎng)地、儀器設(shè)備、教學(xué)人員等資源日顯相對(duì)不足的瓶頸限制。金工實(shí)習(xí)是高等工程教育中的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)大學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)踐訓(xùn)練的重要手段［2－4］。目前很多學(xué)校在探索新的金工實(shí)習(xí)教學(xué)模式，如引入多媒體技術(shù)［5］。就我校工科類金工實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)而言，要在當(dāng)前的條件下走出上述困境，就必須開(kāi)辟一套新的金工實(shí)習(xí)教學(xué)模式。本文結(jié)合我校金工實(shí)習(xí)基地所打造的交互式金工實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)，探討如何在實(shí)習(xí)場(chǎng)地、儀器設(shè)備、教學(xué)人員等資源日顯不足而實(shí)習(xí)生人數(shù)不斷增加的情況下規(guī)范和完善學(xué)生金工實(shí)習(xí)教學(xué)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

1 交互式金工實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)的原理

佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院的交互式金工實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)是由11 臺(tái)觸摸屏一體機(jī)組成的交互式網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)集教學(xué)、實(shí)習(xí)、管理于一體，實(shí)習(xí)時(shí)，只要實(shí)習(xí)者提交個(gè)人資料(如學(xué)號(hào))且被系統(tǒng)確認(rèn)后，就可通過(guò)觸摸屏與系統(tǒng)進(jìn)行相互交流。該系統(tǒng)的內(nèi)置系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)啟動(dòng)后，觸摸屏上便顯示:“歡迎使用交互式金工實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)”和“請(qǐng)輸入個(gè)人資料”。當(dāng)輸入個(gè)人資料且被系統(tǒng)“數(shù)據(jù)處理器”確認(rèn)后，系統(tǒng)后臺(tái)自動(dòng)保存該學(xué)生的信息，屏幕上同時(shí)顯示“實(shí)習(xí)題”和“金工實(shí)習(xí)教學(xué)”兩個(gè)觸摸按鈕。如果實(shí)習(xí)者需要選擇新工種，可觸摸“實(shí)習(xí)題”按鈕，屏幕便顯示出實(shí)習(xí)題庫(kù)中的系列實(shí)習(xí)題，實(shí)習(xí)者可按照個(gè)人意愿選擇其一并打印出來(lái);如果實(shí)習(xí)者希望咨詢某一工種如何操作和加工，則可觸摸“金工實(shí)習(xí)教學(xué)”按鈕，屏幕便顯示11個(gè)工種的觸摸按鈕，此時(shí)只要觸摸任何一個(gè)工種的按鈕，系統(tǒng)便會(huì)通過(guò)屏幕顯示，將實(shí)習(xí)者視線帶入金工實(shí)習(xí)的教學(xué)視頻中。

圖1 交互式金工實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)

當(dāng)實(shí)習(xí)者進(jìn)入某一工種后，例如“車(chē)工”，則觸摸屏顯示如圖2所示。若實(shí)習(xí)者首次進(jìn)行該工種實(shí)習(xí)的，可觸摸“現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)”按鈕，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)視頻的形式給實(shí)習(xí)者講解“車(chē)工”工種的工件及相應(yīng)刀具的裝夾、機(jī)床參數(shù)的選擇、操作加工以及加工工藝過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)等;如果實(shí)習(xí)者已不止一次進(jìn)行過(guò)這一工種的實(shí)習(xí)，可跳過(guò)“現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)”按鈕，直接觸摸“階梯光軸”“帶螺紋內(nèi)孔光軸”“蝸桿軸”中的任何一項(xiàng)，進(jìn)入該項(xiàng)目的操作、切削視頻過(guò)程。此過(guò)程中自始至終配有聲音講解。

如實(shí)習(xí)者觸摸“銑工”按鈕，觸摸屏顯示如圖3所示。同樣，若實(shí)習(xí)者首次進(jìn)行該工種實(shí)習(xí)，可觸摸“現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)”按鈕，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)視頻的形式給實(shí)習(xí)者講解“銑工”工種的工件及相應(yīng)刀具裝夾、機(jī)床參數(shù)選擇、操作加工以及加工工藝過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)等;實(shí)習(xí)者也可跳過(guò)“現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)”按鈕，直接觸摸“鍵槽加工”“斜面加工”“T 型螺母毛坯”“直齒輪”“錐齒輪”中的任何一項(xiàng)，進(jìn)入相應(yīng)項(xiàng)目的操作、切削視頻過(guò)程。各項(xiàng)目均配有講解。其它工種類同，在此不再贅述。

圖2 車(chē)工組織結(jié)構(gòu)圖

圖3 銑工組織結(jié)構(gòu)圖

由于交互式金工實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)化的，學(xué)生不僅可以在金工實(shí)習(xí)基地的觸摸屏上進(jìn)入該系統(tǒng)學(xué)習(xí)，還可以使用電腦通過(guò)校園網(wǎng)進(jìn)入系統(tǒng)瀏覽金工實(shí)習(xí)各工種的計(jì)劃內(nèi)和計(jì)劃外的實(shí)習(xí)教學(xué)視頻。此外，該教學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)容不是一成不變的，可以根據(jù)需要由專門(mén)的系統(tǒng)管理員隨時(shí)調(diào)整或更改系統(tǒng)軟件中教學(xué)文件和視頻內(nèi)容，為金工實(shí)習(xí)教學(xué)的發(fā)展不斷注入新的內(nèi)涵。

2 對(duì)金工實(shí)習(xí)基地教學(xué)和管理的影響

充分利用現(xiàn)有資源為教學(xué)和科研服務(wù)是我校金工實(shí)習(xí)基地管理的軸心。我校在實(shí)習(xí)場(chǎng)地、儀器設(shè)備、教學(xué)人員等資源日顯不足的情況下，通過(guò)打造交互式金工實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)，將學(xué)生金工實(shí)習(xí)課和開(kāi)放實(shí)習(xí)基地有效結(jié)合起來(lái)，改革傳統(tǒng)的實(shí)習(xí)教學(xué)模式，促進(jìn)金工實(shí)習(xí)基地教學(xué)資源的利用，取得了良好成效。

2．1 規(guī)范了教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容

交互式金工實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)中的“現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)”是完全按照教學(xué)人員給學(xué)生講解和示范操作而錄制的，因此，不管是金工實(shí)習(xí)課中老師的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，還是在教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏，又或者通過(guò)校園網(wǎng)在金工實(shí)習(xí)課之前或課余瀏覽的金工實(shí)習(xí)“現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)”視頻，內(nèi)容都基本一致，有效地降低了實(shí)習(xí)過(guò)程中由于教學(xué)人員等資源不足而造成的部分學(xué)生聽(tīng)不清、看不明的情況。此外，基地所安排的計(jì)劃內(nèi)和計(jì)劃外的教學(xué)文件和視頻內(nèi)容均可以在該教學(xué)系統(tǒng)中看到，確保了金工實(shí)習(xí)在教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容上的規(guī)范化。

2．2 強(qiáng)化了安全意識(shí)，提高了實(shí)習(xí)效率和質(zhì)量

金工實(shí)習(xí)期間，教學(xué)人員只需給學(xué)生講解和示范操作一次，余下時(shí)間留給學(xué)生自行操作練習(xí)，當(dāng)遇到不明白的地方時(shí)，學(xué)生可以通過(guò)觸摸屏瀏覽學(xué)習(xí)。金工實(shí)習(xí)過(guò)程中，教學(xué)人員必須做好以下現(xiàn)場(chǎng)管理工作:監(jiān)督各種安全實(shí)習(xí)制度和安全操作規(guī)程的落實(shí);為實(shí)習(xí)生提供各種工藝知識(shí)的咨詢;加強(qiáng)與學(xué)生的溝通與疏導(dǎo)。因此，該教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用使教學(xué)人員無(wú)需重復(fù)講解和示范操作，既給學(xué)生留下了更多的實(shí)習(xí)操作時(shí)間，又使教師有更多精力和時(shí)間投入現(xiàn)場(chǎng)管理，確保學(xué)生的實(shí)習(xí)安全和實(shí)習(xí)質(zhì)量。

2．3 實(shí)現(xiàn)了金工實(shí)習(xí)基地的全方位開(kāi)放

提高學(xué)生的動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力是培養(yǎng)應(yīng)用型人才計(jì)劃的重要一環(huán)，對(duì)學(xué)生全方位開(kāi)放金工實(shí)習(xí)基地是實(shí)現(xiàn)這一計(jì)劃的重要舉措之一。擴(kuò)招后，教學(xué)資源日顯不足，如教學(xué)人員不足問(wèn)題、質(zhì)量問(wèn)題、安全問(wèn)題等等，使得開(kāi)放金工實(shí)習(xí)基地變得非常困難。而交互式金工實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用，為我校全方位開(kāi)放金工實(shí)習(xí)基地創(chuàng)造了非常有利的條件。

基地規(guī)定:凡空閑工作日，基地均無(wú)限制地對(duì)學(xué)生開(kāi)放，開(kāi)放內(nèi)容包括金工實(shí)習(xí)課部分學(xué)生沒(méi)有完成的內(nèi)容，以及學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、校內(nèi)外比賽項(xiàng)目等金工制作。該教學(xué)系統(tǒng)為學(xué)生提供了金工實(shí)習(xí)計(jì)劃內(nèi)和計(jì)劃外的教學(xué)視頻，計(jì)劃外的教學(xué)視頻為學(xué)生補(bǔ)充了許多該專業(yè)各種前沿金屬加工工藝知識(shí)視頻，空閑工作日學(xué)生可以在基地現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)該系統(tǒng)瀏覽，自行操作練習(xí)。這種全方位、全視頻的開(kāi)放教學(xué)模式，提高了學(xué)生進(jìn)行金工實(shí)習(xí)的興趣，有效地增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

2．4 加強(qiáng)了科研、教研平臺(tái)以及教學(xué)人員隊(duì)伍的建設(shè)

交互式金工實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用使我校金工實(shí)習(xí)基地的日常教學(xué)和管理工作較以往輕松了。近年來(lái)，基地一方面協(xié)調(diào)了部分有需要的教學(xué)人員參與或獨(dú)立進(jìn)行有關(guān)的專業(yè)科研活動(dòng)，取得了良好的成績(jī)。在引進(jìn)高素質(zhì)人才到基地工作的同時(shí)，鼓勵(lì)年輕教學(xué)人員外出進(jìn)修深造，為金工實(shí)習(xí)基地的發(fā)展造就一支良好的教學(xué)隊(duì)伍;另一方面每年通過(guò)對(duì)交互式金工實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)涵建設(shè)，及時(shí)把科研以及學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、校內(nèi)外比賽項(xiàng)目等所取得的良好成果轉(zhuǎn)變?yōu)樵撓到y(tǒng)計(jì)劃內(nèi)或計(jì)劃外的教學(xué)內(nèi)容，使該教學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)涵不斷得到充實(shí)和改進(jìn)，為提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力服務(wù)。

3 結(jié)語(yǔ)

在實(shí)習(xí)場(chǎng)地、儀器設(shè)備、教學(xué)人員等資源相對(duì)不足的條件下，為金工實(shí)習(xí)基地打造交互式金工實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)，改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式，使資源利用再分配，不僅能有效地規(guī)范學(xué)生的金工實(shí)習(xí)，提高學(xué)生金工實(shí)習(xí)的動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，還能促進(jìn)金工實(shí)習(xí)基地的良性發(fā)展。

［1］王志平，夏菊桂，盧海峰．提高金工實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量的探索與實(shí)踐［J］．合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2001(S1):215－217．

［2］廖耘．金工實(shí)習(xí)教學(xué)改革探析［J］．實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2000(3):140－142．

［3］李國(guó)鋒，郝詩(shī)明，談鋒．把握金工實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)提高教學(xué)質(zhì)量［J］．長(zhǎng)沙大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，18(4):74－76．

［4］黃澤鈞．論高等職業(yè)院校實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建［J］．教育與職業(yè)，2013(3):155－157．

［5］孔曉玲，尹成龍，王睿，等．多媒體技術(shù)在金工實(shí)習(xí)中的應(yīng)用［J］．高等農(nóng)業(yè)教育，2007(12):62－64．