工程訓(xùn)練課堂教學(xué)模式改革與創(chuàng)新實(shí)踐研究

高德　周建偉　張學(xué)昌　童森林

摘要：工程訓(xùn)練課程對(duì)培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的工程技術(shù)人才具有十分重要的作用。以應(yīng)用型人才能力培養(yǎng)為基本目標(biāo)，從剖析當(dāng)前工程訓(xùn)練課程的教學(xué)理念、發(fā)展規(guī)劃、課程體系、教學(xué)設(shè)備、師資建設(shè)等方面的不足入手，對(duì)工程訓(xùn)練課程教學(xué)體系改革提出了若干具有實(shí)際操作意義的舉措。通過近3年的初步實(shí)踐顯示，這些舉措大大豐富了教學(xué)內(nèi)容，全面提高了學(xué)生綜合工程素質(zhì)和實(shí)踐能力，對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才具有顯著作用。

關(guān)鍵詞：工程訓(xùn)練 課堂教學(xué) 教學(xué)理念 教學(xué)模式 教學(xué)改革

如果說2012年MOOC（Massive Open Online Courses）在國(guó)際教育界引發(fā)了一場(chǎng)“海嘯”，那么2013年在中國(guó)教育界也算是刮起了陣陣“颶風(fēng)”。無論MOOC是否達(dá)到它所宣傳的程度，它已經(jīng)在教育界出現(xiàn)并且發(fā)展迅速，這將會(huì)迫使人們深思MOOC對(duì)高等教育的影響，同時(shí)更加深入的研究課堂教學(xué)的改革模式已經(jīng)勢(shì)在必行?；诖?，國(guó)內(nèi)高校學(xué)者對(duì)課堂教學(xué)改革與探索作了一些有益的嘗試，蘇志武針對(duì)教學(xué)實(shí)踐中存在的問題和不足，提出深化課堂教學(xué)改革首先要從“教師”與“學(xué)生”“教”與“學(xué)”的二元要素架構(gòu)中來審視，要在觀念和思路上有創(chuàng)新突破，要在習(xí)慣、定勢(shì)和制度上有改革突破；陸國(guó)棟針對(duì)目前我國(guó)高等教育大學(xué)課堂教學(xué)的模式與任務(wù)中指出，課堂教學(xué)有三種境界：即讀課、講課和說課，要讓學(xué)生鮮活起來，在教學(xué)方式改革的途徑中提出三轉(zhuǎn)變：以教為主向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變、以課堂教學(xué)為主向課內(nèi)外結(jié)合轉(zhuǎn)變、以結(jié)果評(píng)價(jià)為主向結(jié)果過程評(píng)價(jià)結(jié)合轉(zhuǎn)變。

上述的課堂教學(xué)改革與實(shí)踐，具有宏觀的指導(dǎo)作用，工程訓(xùn)練具有通識(shí)性基礎(chǔ)工程實(shí)踐教學(xué)特征，面向理工科各專業(yè)學(xué)生，給大學(xué)生以工程實(shí)踐的教育、工業(yè)制造的了解、工業(yè)文化的體驗(yàn)，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的重要教育環(huán)節(jié)。針對(duì)此實(shí)踐性的課程改革，許多學(xué)者作了大量研究，取得了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，然而針對(duì)此課程的具體課堂教學(xué)改革方面，研究的較少?；谏鲜鰡栴}，本文以浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院工程訓(xùn)練課程為例，深入探討適合獨(dú)立院校的工程訓(xùn)練課堂教學(xué)改革新途徑。

1工程訓(xùn)練課堂教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前獨(dú)立院校工程訓(xùn)練課程教學(xué)的主要不足在于：

1.1教學(xué)理念、教學(xué)體系不科學(xué)，影響學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)

現(xiàn)有工程訓(xùn)練體系仍然采用金工實(shí)習(xí)的模式，著眼于培養(yǎng)學(xué)生的基本技能并獲得必要的工藝知識(shí)，只注重培養(yǎng)學(xué)生當(dāng)工人的一面，而忽視了當(dāng)工程師或工程管理人員的一面，已不能滿足現(xiàn)代工程教育的要求。而現(xiàn)代高等工程教育旨在將學(xué)生培養(yǎng)成具有工程素質(zhì)和創(chuàng)新精神的高級(jí)應(yīng)用型、復(fù)合型人才，整個(gè)實(shí)習(xí)體系，沒有進(jìn)行實(shí)踐和理論交叉互動(dòng)學(xué)習(xí)，缺乏整體性和系統(tǒng)性，不利于學(xué)生的工程意識(shí)培養(yǎng)和創(chuàng)新精神的形成。

1.2課堂教學(xué)模式單一，削弱了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性

教學(xué)模式仍采用培養(yǎng)初級(jí)工人的“師傅帶徒弟”模式，學(xué)生進(jìn)入該工種實(shí)習(xí)，指導(dǎo)教師在課堂上先講解設(shè)備原理、操作方法和安全操作規(guī)程，然后針對(duì)某一固定零件講解其加工工藝并進(jìn)行示范加工，最后學(xué)生依次完成該零件的制造。在整個(gè)教學(xué)過程中對(duì)學(xué)生約束多，讓其自由發(fā)揮的空間少，每個(gè)學(xué)生均處于被動(dòng)、從屬地位，加工出的作業(yè)件均為千篇一律的“標(biāo)準(zhǔn)零件”，形成了重復(fù)性的模仿實(shí)習(xí)。典型案例之一即為榔頭的制作過程讓學(xué)生感受不到工程訓(xùn)練的樂趣，難以發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。最典型的例子就是人人做一個(gè)同樣的小榔頭，學(xué)生越做越?jīng)]勁，這也是傳統(tǒng)金工實(shí)習(xí)的最大不足之處。

1.3教學(xué)方法和手段落后，影響教學(xué)質(zhì)量

長(zhǎng)期以來在金工實(shí)習(xí)中普遍存在著只注重操作訓(xùn)練，忽視工程素質(zhì)和能力培養(yǎng)，此外教學(xué)模式簡(jiǎn)單，缺乏現(xiàn)代化教學(xué)手段，一直采用“講授—操作”的單一方式，不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)習(xí)的主動(dòng)性與創(chuàng)造性。固然這些經(jīng)驗(yàn)曾經(jīng)是金工實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師長(zhǎng)期工作的積累，在不同時(shí)期曾發(fā)揮過應(yīng)有的作用，但片面性很大，缺乏前瞻性，不能做到明確貫徹教學(xué)目標(biāo)。

1.4教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)備陳舊，與時(shí)代發(fā)展脫節(jié)

長(zhǎng)期以來僅僅局限于金屬材料的加工工藝和制造方法，多年一貫制，停留在車、鉗、銑、刨、焊等傳統(tǒng)工種上，而隨著科學(xué)進(jìn)步，許多技術(shù)工種如數(shù)控加工、電火花加工、塑料成形、電鍍、陽極氧化等在生產(chǎn)中已相當(dāng)普及，而激光加工、超聲波加工、化學(xué)加工、粘結(jié)等應(yīng)用也日益增多，學(xué)生如果在學(xué)校對(duì)這些一無所知，或知之皮毛，將落后于時(shí)代發(fā)展的要求，難以適應(yīng)當(dāng)今用人單位對(duì)大學(xué)生的能力要求。

1.5實(shí)習(xí)條件限制，影響學(xué)生能力的提升

由于實(shí)習(xí)場(chǎng)地、經(jīng)費(fèi)、教師數(shù)量等因素限制，學(xué)生在單個(gè)工種實(shí)習(xí)時(shí)間少，某些工種實(shí)習(xí)只能是指導(dǎo)教師演示，學(xué)生并沒有動(dòng)手機(jī)會(huì)。而且，由于學(xué)生人數(shù)多，實(shí)習(xí)時(shí)學(xué)生在每個(gè)工種停留時(shí)間短，加之金工實(shí)習(xí)與課堂教學(xué)形式不同，不少學(xué)生認(rèn)為實(shí)習(xí)不重要，造成了學(xué)生懶散的實(shí)習(xí)狀態(tài)，實(shí)習(xí)效果不理想。同時(shí)多種因素造成學(xué)生沒有時(shí)間和精力自己創(chuàng)造個(gè)性化作品，無法實(shí)現(xiàn)參與其中的樂趣，實(shí)習(xí)如走馬觀花，漫無目的。

因此，在繼承課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)教育教學(xué)改革新形勢(shì)的要求和人才培養(yǎng)的新目標(biāo)，必須對(duì)工程訓(xùn)練課程的課堂教學(xué)理念、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)管理制度等進(jìn)行改革，以適應(yīng)高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)規(guī)格的需求。

2更新工程訓(xùn)練課堂教學(xué)理念，注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)

2.1更新課堂教學(xué)理念，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

工程訓(xùn)練課程要為學(xué)生提供大工程、大機(jī)械概念下的制造技術(shù)知識(shí)教育和綜合能力訓(xùn)練，以創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神熏陶、培養(yǎng)和挖掘大學(xué)生創(chuàng)新能力，注重傳統(tǒng)技術(shù)與現(xiàn)代技術(shù)、單項(xiàng)技能與綜合技能、個(gè)性發(fā)展與共性要求之間的有機(jī)結(jié)合，通過理論講授、實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、技能競(jìng)賽、科研訓(xùn)練、創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作、課程論文等多種形式，采用培養(yǎng)目標(biāo)注重素質(zhì)、教學(xué)內(nèi)容注重綜合、思維訓(xùn)練注重創(chuàng)新的理念，目標(biāo)為全校各相關(guān)專業(yè)的學(xué)生提供了基礎(chǔ)、專業(yè)、綜合、設(shè)計(jì)及創(chuàng)新訓(xùn)練的多層面工程實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。

2.2課堂教學(xué)解決的關(guān)鍵問題

（1）要解決教師“教什么、怎么教”的課堂教學(xué)關(guān)鍵問題

課堂教學(xué)模式改革路徑可以描述為“三個(gè)轉(zhuǎn)變”，即：以教為主向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變，以課堂教學(xué)為主向課內(nèi)外結(jié)合轉(zhuǎn)變，以結(jié)果評(píng)價(jià)為主向結(jié)果與過程評(píng)價(jià)結(jié)合轉(zhuǎn)變。其改革目標(biāo)是：逐步解決老師滿堂灌的問題，解決過分依重課堂教學(xué)的問題，解決學(xué)生過分關(guān)注分?jǐn)?shù)的問題，讓我們的學(xué)生鮮活起來。

可以通過師生互動(dòng)、師師互學(xué)、生生互促推動(dòng)課堂教學(xué)模式改革，通過研討引入、考試切入、硬件介入，推進(jìn)課堂教學(xué)模式改革。

（2）要解決學(xué)生“如何學(xué)、怎樣學(xué)得更好”的關(guān)鍵問題

“教會(huì)學(xué)生如何學(xué)習(xí)”，是指在教育的過程中，教師要調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的思維，讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法，為學(xué)生能夠充分發(fā)揮自己的聰明才智提供并創(chuàng)造必要的條件。

“教會(huì)學(xué)生如何學(xué)習(xí)”，就是要通過教與學(xué)的有效互動(dòng)，幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)的本質(zhì)內(nèi)涵、掌握適合自身和專業(yè)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)方法以及設(shè)計(jì)促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的環(huán)境，這三者也正是學(xué)習(xí)科學(xué)的研究范疇。開展學(xué)習(xí)科學(xué)的教學(xué)研究與服務(wù)，也是為了改善學(xué)與教的關(guān)系，充分調(diào)動(dòng)教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，將教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)、環(huán)境輔助三者的有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”。

3工程訓(xùn)練課堂教學(xué)體系與內(nèi)容改革

3.1改革課堂教學(xué)內(nèi)容和模式，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)

傳統(tǒng)工程訓(xùn)練模式一般采取階梯式方案，即在低年級(jí)階段主要以認(rèn)知訓(xùn)練和動(dòng)手操作訓(xùn)練為目標(biāo)，中年級(jí)階段結(jié)合專業(yè)課程進(jìn)行專業(yè)化方面的能力訓(xùn)練，高年級(jí)階段主要進(jìn)行一些結(jié)合工程實(shí)際需求方面的綜合能力訓(xùn)練基于大工程、大制造背景下的現(xiàn)代工程訓(xùn)練應(yīng)打破傳統(tǒng)訓(xùn)練體系，建立開放的、有利于培養(yǎng)現(xiàn)代工程能力和創(chuàng)造性建設(shè)的3層次金字塔結(jié)構(gòu)的工程訓(xùn)練體系。

第一層：基礎(chǔ)認(rèn)知訓(xùn)練。面向一年級(jí)學(xué)生，主要目的是讓學(xué)生在真實(shí)的教學(xué)場(chǎng)景中認(rèn)識(shí)并體驗(yàn)機(jī)電產(chǎn)品的生產(chǎn)過程、生產(chǎn)技術(shù)等，培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)意識(shí)。針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容或不同專業(yè)層次的學(xué)生，可采取靈活多變的教學(xué)方式，如參觀、多媒體展示、過程體驗(yàn)、實(shí)物拆裝、校外認(rèn)知及體驗(yàn)等。

第二層：工程技能訓(xùn)練。面向二、三年級(jí)學(xué)生，訓(xùn)練內(nèi)容主要包括基礎(chǔ)和綜合兩大模塊，其中基礎(chǔ)技能訓(xùn)練的目的是使學(xué)生掌握某一方面或某一環(huán)節(jié)的單項(xiàng)技術(shù)或技能，為綜合技能訓(xùn)練打下良好的基礎(chǔ)，綜合技能訓(xùn)練通常是綜合了多個(gè)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)和專業(yè)技能的綜合實(shí)訓(xùn)，依靠現(xiàn)代工程訓(xùn)練中心的現(xiàn)代設(shè)計(jì)、制造、控制技術(shù)，通過傳統(tǒng)加工技術(shù)（車、銑、刨、磨、鉗、鑄、鍛、焊等）、先進(jìn)制造技術(shù)（數(shù)控車、數(shù)控銑等數(shù)控加工，線切割、電火花等）等技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和綜合知識(shí)運(yùn)用能力，使學(xué)生初步體驗(yàn)協(xié)作精神和創(chuàng)新意識(shí)。

第三層：綜合創(chuàng)新訓(xùn)練，面向高年級(jí)學(xué)生，主要以機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)、CAD/CAM一體化創(chuàng)新設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)創(chuàng)新組合設(shè)計(jì)、工業(yè)機(jī)器人、機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)等為基礎(chǔ)，通過形式多樣、內(nèi)容豐富的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力的個(gè)性化培養(yǎng)。

以上三個(gè)層次的訓(xùn)練，可以進(jìn)一步細(xì)化為若干模塊，可針對(duì)不同專業(yè)及層次的學(xué)生進(jìn)行合理的組合，主要涉及金工實(shí)習(xí)、數(shù)控技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、材料成型、自動(dòng)控制、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)、柔性制造系統(tǒng)、模型制作、CAD/CAM等工程領(lǐng)域。

3.2創(chuàng)新課堂教學(xué)方法和手段，為學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)提供保障

通過多年的教學(xué)改革和實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，我們認(rèn)為加強(qiáng)工藝類課程的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)形式，引導(dǎo)學(xué)生用討論的心態(tài)聽課并在聽課和實(shí)踐中展開課程內(nèi)容，才能更好地進(jìn)行本課程的建設(shè)和改革。

學(xué)生通過自行設(shè)計(jì)——自編工藝——自己制作——小組組裝，完成從概念到設(shè)計(jì)再到產(chǎn)品的全開放學(xué)習(xí)過程，被同學(xué)們稱為“實(shí)踐性最強(qiáng)”“自由度最大”的課程。

開發(fā)了多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)和創(chuàng)新競(jìng)賽，如自創(chuàng)意產(chǎn)品制作、慧魚比賽、校級(jí)工程實(shí)踐創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作項(xiàng)目等，為同學(xué)提供自主學(xué)習(xí)、勇于創(chuàng)新的教學(xué)平臺(tái)和空間。

課程考核由原來單一的做榔頭和被動(dòng)填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式，變?yōu)樽灾髟O(shè)計(jì)及制作、學(xué)生作品、CAD三維模型設(shè)計(jì)與實(shí)物等多種形式相結(jié)合的“過程加結(jié)果”成績(jī)?cè)u(píng)定體系，促進(jìn)同學(xué)自主的研究式學(xué)習(xí)。

3.3開發(fā)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)系統(tǒng)，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)

工程訓(xùn)練中心不僅是大學(xué)生進(jìn)行工程素質(zhì)和實(shí)踐技能教育的實(shí)踐性教學(xué)基地，也是機(jī)械專業(yè)高年級(jí)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和研究生論文課題的現(xiàn)代化公共實(shí)踐支撐平臺(tái)，同時(shí)又立足本校，面向社會(huì)，起示范和輻射作用，實(shí)現(xiàn)資源共享。

構(gòu)建工程訓(xùn)練課程預(yù)習(xí)系統(tǒng)、開放預(yù)約系統(tǒng)、考核考評(píng)系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)開放式管理。工程訓(xùn)練中心建設(shè)已具規(guī)模，工程訓(xùn)練不僅面向機(jī)械類、近機(jī)械類專業(yè)的本科生，而且面向經(jīng)、管、文、理等專業(yè)的本科生進(jìn)行全面工程訓(xùn)練，使學(xué)生在大工程、大機(jī)械以及工程集成進(jìn)行全面實(shí)訓(xùn)，學(xué)生受益面大。

積極組織和開展大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生在工程訓(xùn)練中心進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和開展大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)達(dá)千余人次之多，部分學(xué)生的成果參加了相關(guān)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽等活動(dòng)。

作為實(shí)踐平臺(tái)，博士研究生、碩士研究生以及本科生均在工程訓(xùn)練平臺(tái)上完成各類實(shí)訓(xùn)任務(wù)以及畢業(yè)論文的實(shí)踐活動(dòng)等，達(dá)到了多層次人才培養(yǎng)的效果。

中心發(fā)揮示范基地輻射作用，面向地方、社會(huì)，服務(wù)于科技工業(yè)，為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)發(fā)揮實(shí)訓(xùn)基地的作用。

4小結(jié)

本文針對(duì)高等學(xué)校工程訓(xùn)練課程教學(xué)實(shí)施過程中存在的教學(xué)理念陳舊，教學(xué)方式單一，教學(xué)手段落后，教學(xué)內(nèi)容刻板等問題，以浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院工程訓(xùn)練課程為例，提出培養(yǎng)目標(biāo)重素質(zhì)，教學(xué)內(nèi)容重綜合，思維訓(xùn)練重創(chuàng)新的課程建設(shè)理念，通過師生互動(dòng)、師師互學(xué)、生生互促推動(dòng)課堂教學(xué)模式改革，通過研討引入、考試切入、硬件介入，推進(jìn)課堂教學(xué)模式改革，通過實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)系統(tǒng)與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合突破教學(xué)手段落后及教學(xué)內(nèi)容陳舊等問題，通過近兩年的實(shí)施，學(xué)生的實(shí)踐能力得到質(zhì)的提升，機(jī)械大類學(xué)生參加全國(guó)學(xué)科大賽的獲獎(jiǎng)率提高了30%，由第三方調(diào)查機(jī)構(gòu)麥可思提供的數(shù)據(jù)，企業(yè)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的滿意度由67%提升到80%。

參考文獻(xiàn)：

[1]程建剛.MOOCs辨析與在線教育發(fā)展.中國(guó)教育報(bào)，2014-1-4.

[2]蘇志武.深化課堂教學(xué)改革，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量[J].中國(guó)高等教育，2012，（17）：10-14.

[3]陸國(guó)棟.我國(guó)大學(xué)教育現(xiàn)狀與教學(xué)方法改革[J].中國(guó)高等教育，2013，（23）：42-44.

[4]梁延德.我國(guó)高校工程訓(xùn)練中心的建設(shè)與發(fā)展[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013，30（6）：6-8.

[5]王小莉，唐克巖，董賈福，楊斌.獨(dú)立學(xué)院工程訓(xùn)練中心建設(shè)探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31（8）：91-93.178.

基金項(xiàng)目：浙江省2013年高等教育課堂教學(xué)改革項(xiàng)目“工程訓(xùn)練課堂教學(xué)模式改革與實(shí)踐”（編號(hào)：KG2013518）浙江省2013年高等教育教學(xué)教改研究課題；“以‘C4+P4為核心的獨(dú)立院校機(jī)械類人才培養(yǎng)模式研究及應(yīng)用”（編號(hào)：JG2013210）。