校企合作模式下“激光制造技術(shù)”課程的新探索

孫桂芳

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，制造業(yè)中先進(jìn)制造技術(shù)所占比重越來越大。傳統(tǒng)鑄、鍛、焊、等技術(shù)發(fā)展已經(jīng)比較完善，課堂教學(xué)以固定的教材為基礎(chǔ)，主要講授課本上涵蓋的理論知識及實際生產(chǎn)現(xiàn)狀。激光制造技術(shù)是新興的制造技術(shù)，其理論和應(yīng)用領(lǐng)域都在不斷的發(fā)展完善中。以東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院開設(shè)的“先進(jìn)激光制造技術(shù)”研討課程的教學(xué)為例，探討了基于企業(yè)案例的校企合作教學(xué)模式及其在初步培養(yǎng)學(xué)生產(chǎn)學(xué)研用理念方面的積極作用。實踐表明，通過結(jié)合企業(yè)案例講授具體技術(shù)、學(xué)生親自去企業(yè)操練該技術(shù)，學(xué)生不僅獲得了理論與實際結(jié)合的深刻理解、課堂參與度高，而且顯著提升了學(xué)習(xí)、利用先進(jìn)技術(shù)的興趣，明確了自身定位，為本科生的結(jié)合實際應(yīng)用的科研創(chuàng)新奠定初步基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：校企合作；案例教學(xué)；教學(xué)改革；研討課；激光制造技術(shù)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）41-0129-03

制造技術(shù)教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、運(yùn)用能力、自學(xué)能力和創(chuàng)新能力，以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。特別是對于制造技術(shù)這種主要靠感性認(rèn)知結(jié)果獲取新知識的學(xué)科來說，我們更能發(fā)現(xiàn)感性認(rèn)知教學(xué)對培養(yǎng)高素質(zhì)學(xué)生所起的作用。傳統(tǒng)制造技術(shù)教學(xué)以介紹理論和實際生產(chǎn)現(xiàn)狀的固定教材為基礎(chǔ)展開，使學(xué)生能夠了解傳統(tǒng)制造業(yè)例如鑄、鍛、機(jī)械加工的基本現(xiàn)狀。但對于新的制造技術(shù)，方法多種多樣，技術(shù)也在不斷的發(fā)展中，我們不能要求學(xué)生對每種技術(shù)都進(jìn)行深入的理論和現(xiàn)狀研究。因此，新興制造技術(shù)的教學(xué)模式，不宜采用針對傳統(tǒng)制造業(yè)的傳統(tǒng)教學(xué)模式。我們需要對新興制造技術(shù)進(jìn)行改革，探索出更能調(diào)動學(xué)生積極性和創(chuàng)造性的教學(xué)方法，讓學(xué)生去了解自己感興趣的理論及實踐知識。

認(rèn)知心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為人認(rèn)識世界的過程不是對外部世界的簡單認(rèn)識，而是一種對現(xiàn)有知識和實踐經(jīng)驗的主動建構(gòu)。基于建構(gòu)主義的教學(xué)模式是指，在全部教師教育教學(xué)活動中要以接受知識的對象學(xué)生為中心，學(xué)生是所學(xué)知識的主動建構(gòu)者，教師起幫助者和指導(dǎo)者、促進(jìn)者的作用[1]。利用外部情境等外界學(xué)習(xí)要素，調(diào)動授課對象學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，使其自發(fā)自主地投入學(xué)習(xí)，最終達(dá)到使學(xué)生實現(xiàn)對所學(xué)知識建構(gòu)的目的。

一、校企合作案例教學(xué)模式的理論基礎(chǔ)

企業(yè)案例教學(xué)的基本思路是：將已經(jīng)完成的企業(yè)實際項目，按照課程教學(xué)的需要，對其中的技術(shù)問題進(jìn)行精簡和整理，使得企業(yè)技術(shù)案例中涵蓋專業(yè)課程教學(xué)的主要理論知識點(diǎn)，從而提高學(xué)習(xí)者對于理論知識點(diǎn)的掌握與應(yīng)用[2]。

1.校企合作的主要模式是案例教學(xué)法。案例教學(xué)由哈佛學(xué)院于1870年創(chuàng)立[2]，現(xiàn)已成為很多的學(xué)科課程教學(xué)的重要手段之一。案例教學(xué)法以實踐中可能出現(xiàn)或?qū)嶋H存在的問題作為個案讓學(xué)生去分析研究，并提出解決問題的方案，從而提高學(xué)生分析此項問題的能力，該種方法注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

2.案例教學(xué)的理論基礎(chǔ)建構(gòu)主義。建構(gòu)主義是以學(xué)生為中心案例教學(xué)模式的主要理論基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的主動性，學(xué)習(xí)者能做的自己做，不會的老師教[3]。建構(gòu)主義認(rèn)為，知識是學(xué)生在一定的情景下，借助教師和同學(xué)的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)材料，通過意義建構(gòu)的方式而獲得。建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)在教學(xué)過程中以學(xué)生為中心，讓學(xué)生主動去發(fā)現(xiàn)和探索，獲得知識并構(gòu)建知識體系。案例教學(xué)是建構(gòu)主義理論運(yùn)用于教學(xué)實踐的成果。它是一種具體設(shè)定角色與情節(jié)的情景式教學(xué)方式，借助案例來模擬現(xiàn)實，提出針對性的專業(yè)問題，要求參與者在獨(dú)立思考和團(tuán)隊協(xié)作下，從掌握的背景理論知識出發(fā)，提出特定的解決方案。教學(xué)案例通常來自于現(xiàn)實中具有典型意義的問題，故能促使學(xué)生積極尋求各種方法和手段，最有效地學(xué)習(xí)各種理論知識。

二、激光制造技術(shù)企業(yè)案例教學(xué)的現(xiàn)狀

激光制造技術(shù)是一門新興的制造技術(shù)，得到全面應(yīng)用的歷史較短。激光制造技術(shù)是我校機(jī)械學(xué)院是新近開設(shè)的課程。課程開設(shè)三年來，教師們一直在搜集、探索實施案例教學(xué)的素材、方法及途徑。目前存在一些問題需要分析解決。

1.案例的數(shù)量、質(zhì)量與學(xué)生對案例的期望存在差距。在案例的收集過程中，案例的整理分析存在滯后性，多直接采用企業(yè)設(shè)計的內(nèi)容，缺乏對案例的教學(xué)專業(yè)性審視、分析和評價，案例優(yōu)勢對知識儲備不足的學(xué)生來說難度過大[4]。激光技術(shù)在不斷發(fā)展中，案例所用的設(shè)備，工藝也會與最新技術(shù)脫節(jié)，有時也不能反映實際問題。案例之間的聯(lián)系缺少層次性，系統(tǒng)性，體現(xiàn)技術(shù)的整體特點(diǎn)存在困難。

2.案例開發(fā)需要人員投入。案例開發(fā)工作涉及事情多，工作繁雜，包括教師與企業(yè)導(dǎo)師選擇合適的案例、收集視頻技術(shù)資料、撰寫案例等。但靠授課教師自身難以完成這一系列工作。尤其對于我院激光制造技術(shù)這門新課，還不能形成教學(xué)團(tuán)隊，這種狀況導(dǎo)致案例開發(fā)所需的人力不足。

3.案例開發(fā)缺少市場運(yùn)作。通過市場化運(yùn)作進(jìn)行案例開發(fā)可以在一定程度上解決案例編寫人員及資金不足的為難題，促進(jìn)案例的開發(fā)建設(shè)。但由于當(dāng)前激光制造技術(shù)案例教學(xué)尚處于探索階段，案例開發(fā)還沒有出現(xiàn)市場化運(yùn)作的時機(jī)。案例編寫即使在教師自身投入大量精力的情況下，仍然缺乏市場激勵機(jī)制，導(dǎo)致案例開發(fā)無法順利展開。

4.培養(yǎng)層次不清晰。實踐中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)目的和理想存在差異，學(xué)生的個人能力也存在差異，按一種模式培養(yǎng)學(xué)生會影響案例對學(xué)生的作用。因此，探索以學(xué)生為中心的教學(xué)體制，按照因材施教，因人施教的理念，以分類培養(yǎng)為校企合作人才培養(yǎng)方案是必要的。

5.互動不深入。企業(yè)提供的案例與培養(yǎng)目標(biāo)之間的吻合程度也是校企合作存在的問題[5]。案例有時過于單一化，且與教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)目標(biāo)存在差距。企業(yè)的案例有時技術(shù)含量比較低，與學(xué)生所學(xué)內(nèi)容相關(guān)性不高。因此，如何使案例能夠與高校的教學(xué)和科研緊密結(jié)合，達(dá)到互通有無的狀態(tài)是需要解決的問題。

三、校企合作模式下案例教學(xué)模式分析

1.教學(xué)思路?；诮?gòu)主義理論教學(xué)探索分階段教學(xué)嘗試，首先是設(shè)計企業(yè)案例，教師提出某一問題或某項任務(wù)，或者將企業(yè)案例布置給學(xué)生（以激光焊接技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用為例），學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)等資源，通過檢索、學(xué)習(xí)設(shè)計出該工藝的目的、原理和方法。第二步是提供案例視頻及工藝路線。提供案例之前老師需講解與指導(dǎo)，并啟發(fā)及強(qiáng)調(diào)注意事項。因為有了學(xué)生的設(shè)計階段，老師只需大致講解。第三步是學(xué)生自主實施。學(xué)生依據(jù)個人興趣，自主選擇相關(guān)企業(yè)去操練該技術(shù)。

2.教學(xué)內(nèi)容。在校企合作過程中，通過與企業(yè)專家精心溝通，并共同探討有效的教學(xué)方法，使教學(xué)內(nèi)容更加具體化[6]。實現(xiàn)機(jī)械工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識與激光技術(shù)進(jìn)展相結(jié)合，將書本知識與激光技術(shù)工廠的生產(chǎn)實際相結(jié)合，將基本概念講授與企業(yè)案例分析相結(jié)合，提煉激光熔覆、激光合金化、激光焊接等工程實際中的典型問題，編寫相應(yīng)的案例。以視頻、幻燈等的方式展現(xiàn)給學(xué)生。結(jié)合對技術(shù)問題的分析，讓學(xué)生通過積極主動的思考解決其中涉及機(jī)械制造的基礎(chǔ)理論知識和激光技術(shù)的專門知識，培養(yǎng)他們的參與意識，活躍他們的思維，開闊其視野，讓其獲得專業(yè)訓(xùn)練，掌握專業(yè)知識。

3.教學(xué)場所。教室是教學(xué)的第一場所，是學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)理論的主要來源地。但校企合作不僅僅局限于教室的教學(xué)，也通過走進(jìn)生產(chǎn)一線和實驗室來拓展學(xué)生思維，這是校企合作模式的一個重要特色。例如實驗課堂，是利用3kW半導(dǎo)體激光器。通過在現(xiàn)場開展激光合金化及熔覆實驗，并從設(shè)備結(jié)構(gòu)、激光控制工藝要點(diǎn)，激光功率及掃描速度選擇，工件結(jié)構(gòu)和安裝方法、激光光束操作過程中的安全問題進(jìn)行生動的現(xiàn)場講述。在企業(yè)課堂，請公司技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場技術(shù)案例分析，使同學(xué)們體會到激光增材制造在火車軌道、混料機(jī)及水泵的耐磨體、軋輥等領(lǐng)域的巨大應(yīng)用前景。在激光增材制造現(xiàn)場，學(xué)生們可根據(jù)企業(yè)專家的講解，更加清晰地認(rèn)識到不同產(chǎn)品的粉末材料選擇、涂覆工藝、激光功率等參數(shù)的選擇問題，同時也了解相關(guān)的企業(yè)經(jīng)營的方式和面向的客戶。

四、案例教學(xué)的效果評價

激光制造技術(shù)開設(shè)三年來，我們不斷改進(jìn)課堂教學(xué)，取得了許多有益的體會和經(jīng)驗。通過校企合作這一教學(xué)模式，取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生不僅了解了企業(yè)提供的具體實際的技術(shù)案例，而且獲得了企業(yè)專家與之分享成功經(jīng)驗的機(jī)會，學(xué)生了解和行業(yè)的運(yùn)行狀況，激發(fā)了部分學(xué)生的創(chuàng)業(yè)想法。課堂上，發(fā)現(xiàn)了學(xué)生對某些技術(shù)問題的深刻見解。企業(yè)專家對于技術(shù)問題的分析和解決方法，同學(xué)校教師的教學(xué)模式有明顯不同，讓學(xué)生有了多元化的分析和解決問題的思路，開拓了視野。通過企業(yè)案例分析，讓學(xué)生更加了解了企業(yè)工程技術(shù)人員在企業(yè)中的重要地位，讓學(xué)生了解了從學(xué)生到工程師，從技術(shù)人員到管理人員，需要掌握的重要知識和技能，增強(qiáng)了學(xué)生對未來發(fā)展的信心，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。對于這種教學(xué)模式，還存在教學(xué)成果與教學(xué)成本的矛盾問題，學(xué)校與企業(yè)合作穩(wěn)定性的問題。這些是下一步要解決的問題。促進(jìn)校企合作，進(jìn)行教學(xué)改革探索，強(qiáng)化學(xué)生能力的培養(yǎng)，一直是我們教學(xué)研究和發(fā)展的方向。

五、結(jié)語

基于校企合作模式下“先進(jìn)激光制造技術(shù)”課程的探索，一直本著以學(xué)生為中心，以實踐為重點(diǎn)，突出學(xué)生的主觀能動性的教育理念，力求改革與創(chuàng)新。在校企合作的基礎(chǔ)上，通過企業(yè)專家授課，在實驗室及企業(yè)上課，探索了具有自身特色的教學(xué)實踐體系。然而，要保持課程的特色，充分發(fā)揮課堂的作用，還需要從教學(xué)手段，教學(xué)條件等多方面進(jìn)行深入的探索。深化教學(xué)改革，促進(jìn)實踐教學(xué)，將一直是我校教學(xué)改革和教學(xué)研究的重要內(nèi)容。

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