應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的教學(xué)知識(shí)工程化探索

夏露 黃晉 龍威 周小平 張友壽

摘 要：以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向的專業(yè)課教學(xué)目標(biāo)，既要求學(xué)生掌握理論知識(shí)，又要求具有較強(qiáng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用能力，傳統(tǒng)的教學(xué)模式很難達(dá)到理想的效果。文章以“鑄造工藝及裝備設(shè)計(jì)”為例，探討了教學(xué)知識(shí)工程化的教學(xué)決策過程和實(shí)施決策手段，包括課程內(nèi)容模塊化重組、項(xiàng)目訓(xùn)練及實(shí)戰(zhàn)演練等。教學(xué)知識(shí)工程化有效增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性，有助于達(dá)到預(yù)期的培養(yǎng)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：教學(xué)知識(shí)工程化；項(xiàng)目訓(xùn)練；應(yīng)用型人才；實(shí)戰(zhàn)演練

中圖分類號(hào)：C961 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2018）09-0154-03

Abstract： Oriented by applied talents cultivation， the teaching objectives highlight students' theoretical knowledge and applicable design abilities. Traditional teaching mode is hard to meet these objectives. Taking Casting Process and Equipment Design as an example， this paper explores teaching strategies process and decision means of engineering teaching knowledge including modelized course content reorganization， project training and practice exercise. Engineering teaching knowledge contributes to effectively improve students' learning subjective initiatives and achieve expected cultivation objectives.

Keywords： engineering teaching knowledge； project training； applied talents； practice exercise

以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的高等院校辦學(xué)特色鮮明，對學(xué)生能力方面強(qiáng)調(diào)技術(shù)應(yīng)用和開發(fā)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]，在專業(yè)課程設(shè)置、教學(xué)模式及師資隊(duì)伍等方面有別于研究型大學(xué)，課程設(shè)置突出“應(yīng)用”特點(diǎn)，教學(xué)活動(dòng)推崇產(chǎn)學(xué)研合作教育及實(shí)踐教學(xué)[2]，師資隊(duì)伍中有一批理論功底扎實(shí)、生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的“雙師型”教師，“雙師型”教師在教學(xué)知識(shí)工程化教學(xué)實(shí)施中發(fā)揮主導(dǎo)作用。教學(xué)知識(shí)工程化是指教師依據(jù)一定的教學(xué)理念和知識(shí)，對所要達(dá)成的目的進(jìn)行教學(xué)條件分析，設(shè)計(jì)和決定達(dá)成其教學(xué)目的的方案，并進(jìn)一步靈活地實(shí)施預(yù)設(shè)方案，從而對教學(xué)知識(shí)產(chǎn)生一定效果的教學(xué)行動(dòng)狀態(tài)和轉(zhuǎn)化過程[3]。教學(xué)知識(shí)工程化包含兩個(gè)過程：一是教師依據(jù)一定的教學(xué)理念和知識(shí)進(jìn)行教學(xué)決策的過程；二是教師靈活實(shí)施教學(xué)決策方案的過程[3]。本文以我校材料成型及控制工程專業(yè)的“鑄造工藝及裝備設(shè)計(jì)”課程教學(xué)為例，開展教學(xué)知識(shí)工程化教學(xué)探索。

一、教學(xué)決策

（一）更新教學(xué)理念

按照學(xué)校“培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和實(shí)踐能力強(qiáng)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才”的目標(biāo)，本專業(yè)鑄造方向的專業(yè)課程設(shè)置了4門核心課，“鑄造工藝及裝備設(shè)計(jì)”是其中之一。開設(shè)這門課程的目的在于培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力，為適應(yīng)技術(shù)崗位要求、盡快上手提前做準(zhǔn)備。課程內(nèi)容安排上包括鑄造工藝方案設(shè)計(jì)、鑄造工藝參數(shù)確定、砂芯設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、補(bǔ)縮系統(tǒng)設(shè)計(jì)、鑄造工藝裝備設(shè)計(jì)等；鑄件材質(zhì)類型包括鑄鋼、鑄鐵及有色金屬等。課程具有知識(shí)量大、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，運(yùn)用傳統(tǒng)的模式教學(xué)，老師教起來比較吃力、學(xué)生學(xué)起來乏味，學(xué)習(xí)效果不佳，有的學(xué)生在專業(yè)綜合實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，甚至走上工作崗位，對鑄造工藝及裝備設(shè)計(jì)還是難以盡快上手。自2015年起，本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員通過教學(xué)研討、到兄弟院校調(diào)研、召開用人單位和往屆畢業(yè)生座談會(huì)、發(fā)放調(diào)查問卷、畢業(yè)生自我評價(jià)等途徑，聽取教學(xué)改革、人才培養(yǎng)目標(biāo)方面的建議，了解企業(yè)對畢業(yè)生的能力要求等，進(jìn)而明確以貫徹落實(shí)“以學(xué)生為中心、產(chǎn)出為導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的國際工程教育專業(yè)認(rèn)證三大理念為著力點(diǎn)，積極推進(jìn)教學(xué)改革，以實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)從知識(shí)傳授向能力培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變[4]。

（二）梳理內(nèi)容知識(shí)

本課程的授課團(tuán)隊(duì)均為“雙師型”教師，在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合，但不局限于傳統(tǒng)教材，從實(shí)際生產(chǎn)中的鑄造工藝及工裝設(shè)計(jì)流程開始，結(jié)合鑄造工藝設(shè)計(jì)及裝備設(shè)計(jì)步驟，將課程的核心內(nèi)容知識(shí)梳理為8個(gè)循序漸進(jìn)模塊，具體構(gòu)架見圖1。

二、決策實(shí)施

（一）課堂教學(xué)

隨著多媒體技術(shù)的快速發(fā)展，多媒體教學(xué)以其能夠?qū)崿F(xiàn)圖、文、聲有機(jī)融合，增加課堂教學(xué)的信息量，提高課堂內(nèi)容的形象生動(dòng)性，吸引學(xué)生課堂的注意力而得到廣泛運(yùn)用，但對于“鑄造工藝及裝備設(shè)計(jì)”這門實(shí)踐性強(qiáng)、動(dòng)手能力要求高、圖形復(fù)雜、繪圖工作量大的課程來說，識(shí)圖、繪圖能力不能夠僅僅依靠PPT、視頻中的圖片來培養(yǎng)。在本課程的課堂教學(xué)中采用板書、徒手作圖為主，多媒體為輔的教學(xué)方法。例如，在講解冒口的設(shè)計(jì)時(shí)，教師拋出冒口的作用是什么、如何設(shè)計(jì)冒口、如何使鑄件效益最大化等問題，在引導(dǎo)學(xué)生思考、討論的基礎(chǔ)上，提出冒口設(shè)計(jì)的模數(shù)法、補(bǔ)縮液量法、比例法等，以及冒口補(bǔ)縮效率，鑄件工藝出品率的計(jì)算方法。任課教師邊講解，邊在黑板上演示三種設(shè)計(jì)方法的計(jì)算步驟，徒手畫出鑄件、冒口的三維模型和零件圖，引導(dǎo)學(xué)生跟著一起動(dòng)手畫圖，逐步培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)、讀圖、畫圖能力。在講授澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，為比較不同的澆冒口設(shè)計(jì)方案優(yōu)劣，證實(shí)理論指導(dǎo)實(shí)踐，任課教師運(yùn)用多媒體手段將金屬液充型過程借助模擬軟件形象生動(dòng)地展示給學(xué)生，讓學(xué)生直觀感受澆冒口設(shè)計(jì)對鑄件質(zhì)量的影響，體會(huì)澆冒口設(shè)計(jì)、工藝出品率、鑄件成本以及鑄件質(zhì)量之間的關(guān)系，加深對工藝設(shè)計(jì)原理的理解。課堂教學(xué)中有針對性的靈活運(yùn)用教學(xué)方法，學(xué)生的多種感官積極參與，實(shí)現(xiàn)了從灌輸課堂向?qū)υ捳n堂、從知識(shí)課堂向能力課堂的轉(zhuǎn)變[5]，課堂學(xué)習(xí)氣氛濃厚，學(xué)習(xí)效果好。

（二）項(xiàng)目訓(xùn)練

項(xiàng)目訓(xùn)練是實(shí)施教學(xué)決策方案的重要手段。教學(xué)進(jìn)程安排上，任課教師每講完一個(gè)設(shè)計(jì)知識(shí)模塊，會(huì)給學(xué)生每人布置一個(gè)與模塊相關(guān)的小型設(shè)計(jì)項(xiàng)目，項(xiàng)目內(nèi)容緊扣課堂講授的知識(shí)，難易程度上注重循序漸進(jìn)，既讓學(xué)生會(huì)下手，又要有適當(dāng)?shù)碾y度，學(xué)生需運(yùn)用一定的技術(shù)手段和方法才能完成，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)中做，鼓勵(lì)大膽創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)應(yīng)用能力。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)模塊七前，已通過模塊一～六的學(xué)習(xí)，掌握了徒手示意作圖技能，利用UG/Proe/Autocad等軟件完成了相應(yīng)模塊小項(xiàng)目的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，再來完成模塊七的項(xiàng)目“完整的鑄造工藝設(shè)計(jì)”時(shí)就顯得游刃有余、得心應(yīng)手。這種以“學(xué)生為中心，教師多引導(dǎo)”的方式，為學(xué)生提供了充分的思考空間和訓(xùn)練空間，有助于激發(fā)學(xué)生的主觀創(chuàng)造思維，提升學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。當(dāng)課程結(jié)束時(shí)，學(xué)生已具備把所學(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用到獨(dú)立完成工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目的能力。

（三）實(shí)戰(zhàn)演練

根據(jù)教學(xué)計(jì)劃安排，本課程為理實(shí)一體化課程，在理論教學(xué)結(jié)束后有3周的綜合實(shí)踐，利用良好的校企合作關(guān)系，由任課教師和企業(yè)導(dǎo)師共同商量，挑選企業(yè)生產(chǎn)中有代表性的零件給學(xué)生進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)演練，設(shè)計(jì)企業(yè)生產(chǎn)需要的鑄件工藝圖、裝配圖及型板圖，為后期畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。由于是企業(yè)的真實(shí)產(chǎn)品，學(xué)生興趣濃厚，設(shè)計(jì)過程中會(huì)主動(dòng)到企業(yè)跟生產(chǎn)現(xiàn)場師傅交流，向設(shè)計(jì)工程師取經(jīng)。企業(yè)導(dǎo)師根據(jù)學(xué)生綜合實(shí)踐中完成設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平，選留部分學(xué)生的設(shè)計(jì)作品，待這些學(xué)生進(jìn)入生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)階段就進(jìn)駐企業(yè)，由企業(yè)導(dǎo)師進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生完善、優(yōu)化設(shè)計(jì)，并將學(xué)生的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品。圖2為本專業(yè)學(xué)生設(shè)計(jì)的作品及實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品。

（四）課程考核

課程考核應(yīng)根據(jù)課程特點(diǎn)和對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求區(qū)別對待，對于實(shí)踐性強(qiáng)的“鑄造工藝及裝備設(shè)計(jì)”課程，閉卷考試將會(huì)造就一大批“復(fù)讀機(jī)”，很難保證學(xué)生從根本上掌握知識(shí)、學(xué)會(huì)思考、靈活運(yùn)用。本課程取消閉卷考試，學(xué)生的課程成績采用項(xiàng)目訓(xùn)練占70%、答辯占20%、平時(shí)表現(xiàn)占10%綜合評定。按照國際工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，本專業(yè)設(shè)定的畢業(yè)要求中，專業(yè)課也強(qiáng)支撐“溝通”畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成，在課程成績評定中設(shè)置答辯環(huán)節(jié)，以考核學(xué)生思辨能力和分析問題、表達(dá)解決方案的能力，通過老師點(diǎn)評設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生樹立創(chuàng)新意識(shí)和綠色設(shè)計(jì)的理念。考核方式的變化，學(xué)生沒有了考試的心理壓力，也不用死記硬背一些設(shè)計(jì)原理，學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性反而提高了，在項(xiàng)目訓(xùn)練的實(shí)戰(zhàn)中，更加注重對設(shè)計(jì)原理的準(zhǔn)確理解和綜合應(yīng)用能力鍛煉。

三、實(shí)施效果

實(shí)施教學(xué)知識(shí)工程化改革以來，學(xué)生的綜合應(yīng)用能力得到提升，先后有10余名學(xué)生在“永冠杯”中國大學(xué)生鑄造工藝設(shè)計(jì)大賽中獲得了二、三等獎(jiǎng)。另外，在鑄造工藝及裝備設(shè)計(jì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)中，要求學(xué)生進(jìn)行三維建模，畫出鑄件的全套鑄造工藝圖、鑄造裝備裝配圖、零件圖，并做凝固模擬。雖然比以往增加了畢業(yè)設(shè)計(jì)工作量，提高了設(shè)計(jì)要求，加大了對學(xué)生的考驗(yàn)，但培養(yǎng)了學(xué)生的工程動(dòng)手能力，提高了設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量，每屆有若干名學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)獲評“湖北省本科優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)”。圖3是2017屆本專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)。

教學(xué)知識(shí)工程化的實(shí)施，還增強(qiáng)了本專業(yè)學(xué)生在就業(yè)崗位上的適應(yīng)能力和競爭力，多數(shù)學(xué)生以其能力強(qiáng)、上手快的優(yōu)勢，在較短的時(shí)間內(nèi)成為所在企業(yè)技術(shù)崗位上的獨(dú)當(dāng)一面擔(dān)當(dāng)者。湖北東風(fēng)汽車有限公司、南車株洲電力機(jī)車有限公司、河北北方鑄業(yè)有限公司、山西華翔集團(tuán)等企業(yè)對我校本專業(yè)畢業(yè)生的能力水平和職業(yè)素養(yǎng)的認(rèn)同度超過90%（本專業(yè)于2017年10月16日～18日接受國際工程教育專業(yè)認(rèn)證專家的現(xiàn)場考核，數(shù)據(jù)來源于訪談?dòng)萌藛挝坏脑u價(jià)）。

四、結(jié)束語

以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向的專業(yè)課教學(xué)中采用教學(xué)知識(shí)工程化改革，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的目的性和主動(dòng)性，提高了學(xué)習(xí)效率，學(xué)習(xí)效果明顯，他們不僅具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，還學(xué)到了真正實(shí)用的工程技術(shù)，增強(qiáng)了就業(yè)競爭力，滿足了企業(yè)對高素質(zhì)大學(xué)畢業(yè)生的需求。

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