論高職機械類專業(yè)實踐教學

李 明，劉藝群

（湖南有色金屬職業(yè)技術(shù)學院，湖南 株洲 412000）

本研究介紹了實驗室課程、學生活動和設(shè)計方案。設(shè)計的系統(tǒng)由每個團隊生產(chǎn)、組裝和測試。除了所學的技術(shù)技能，實驗室還教授與機械設(shè)計相關(guān)的“軟技能”，包括團隊合作、自我管理、時間管理、溝通技能和演示技巧。

1 高職機械課程建設(shè)

為了使機械工程專業(yè)的學生滿足工業(yè)需要，工程學校開發(fā)了以工程實踐為重點的課程，如“頂點課程”和“學習 工廠”。機械工程（Mechanical Engineering，ME）系的教學重點是“工程科學”課程，不包括實用的專業(yè)元素。工程教育和ME畢業(yè)生的一個重要客戶是工業(yè)。業(yè)界希望獲得具有基本實踐經(jīng)驗的工程師，而初級工程師能在短時間內(nèi)作出貢獻。為了避免在培訓(xùn)方面的過程投資和提高生產(chǎn)力，工業(yè)界尋找的有一定工作經(jīng)驗的工程師，至少要在工業(yè)界工作過2～3年。因此，對于一個高等職業(yè)院校的畢業(yè)生來說，在沒有工作經(jīng)驗的情況下獲得第一份工作是一個挑戰(zhàn)[1]。

在公司工作的工程師除了需要技術(shù)工程技能外，還需要溝通能力、團隊合作能力和對其他社會文化的理解。由于行業(yè)需求，工程部門開始教授軟技能。教育中的“軟技能”一詞有多種解釋。例如“項目管理”課程在計算機工程系可視為一門軟技能課程，在土木或工業(yè)工程系可視為一門硬核課程。在實驗室課程中，除了教授實用的技術(shù)技能外，還教授“軟技能”，如團隊合作、溝通技能、表達技能。本研究介紹了課程設(shè)置，包括課程形式、內(nèi)容和學生項目。為了得到實驗班畢業(yè)生的反饋，進行了一項調(diào)查，并給出了調(diào)查結(jié)果。實驗室經(jīng)驗對他們的實際設(shè)計以及在第一份工程工作中的表現(xiàn)有較大影響[2]。

2 高職機械類專業(yè)實踐教學

2.1 建立項目小組

項目由3～4名學生組成的小組進行，由學生們自己組隊。項目活動包括系統(tǒng)開發(fā)方法，包括風險分析、項目計劃、頭腦風暴和概念生成等主題。每周由學生口頭陳述項目狀態(tài)，并從班級和老師處得到反饋。在第七周，學生需要完成產(chǎn)品的詳細設(shè)計，以便開始生產(chǎn)，而生產(chǎn)階段應(yīng)在第十一周完成。這個產(chǎn)品要在學期結(jié)束前組裝并測試好。當產(chǎn)品和文檔都準備好時，項目便可以完成。作為演示項目開發(fā)過程的示例，選擇了“沖壓機制”。學生們展示了4個不同概念。概念1：通過使用止動軛機構(gòu)，將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為線性運動。結(jié)果，壓印機上下移動，以便壓印由電動滾筒拉動的移動紙張。概念2：電機穩(wěn)定轉(zhuǎn)動。在每個循環(huán)中，壓印機構(gòu)接觸墨墊，轉(zhuǎn)動并壓印紙張。紙張由兩個電動滾筒不斷移動。概念3：郵票由偏心機構(gòu)激活。紙被包裹在一個電動滾筒上。概念4：壓印機沿著指定的路徑引導(dǎo)，以壓印由機動滾筒拉動的移動紙張。下一步，在初步設(shè)計評審（Preliminary Design Review，PDR）中選擇最符合要求的設(shè)計概念。根據(jù)PDR，每個團隊必須詳細設(shè)計選定的概念，并準備生產(chǎn)文件，其中，包括裝配圖和零件圖、裝配說明，物料清單（BOM）。在關(guān)鍵設(shè)計評審（CDR）中，解決方案已獲得批準并可投入生產(chǎn)。設(shè)計批準后開始生產(chǎn)階段。設(shè)計是制造和組裝的。學生必須在全班面前操作和演示他們的項目。Technion-ME-Capstone設(shè)計課程的主要重點是學習項目設(shè)計方法，而D&M實驗室的重點是學習實際的機器設(shè)計并將其應(yīng)用到項目中。在某種程度上，這些課程是相輔相成的[3]。

2.2 團隊合作

將Technion-ME-Capstone設(shè)計課程和D&M實驗室之間進行比較，為了改進課程并獲得評價反饋，進行了一項調(diào)查。調(diào)查的答復(fù)率很高，大約73%的畢業(yè)生作出了答復(fù)（48名畢業(yè)生中有35人作出了答復(fù)），其中包括那些離開學校開始工作的人。學生們被要求從1～5選擇一個分數(shù)，分數(shù)為5表示非常同意該陳述，分數(shù)為1表示非常不同意該陳述[4]。

課程的教育目標之一是灌輸團隊合作的軟技能。這一目標的實現(xiàn)效率最低，需要改進[5]。D&M實驗室?guī)椭鷮W生實現(xiàn)在“工程科學”課程和設(shè)計課程中學到知識，培養(yǎng)實踐技能，并提升他們制造產(chǎn)品的能力[6]。

前沿實踐課與項目相結(jié)合是培養(yǎng)學生設(shè)計與制造專業(yè)知識的重要手段。產(chǎn)品設(shè)計是一項軟技能，但對每個設(shè)計工程師來說卻是必不可少的。根據(jù)實驗課程畢業(yè)生的反饋可以得出結(jié)論，實驗室是必要的，學生應(yīng)加強對其的了解[7]。

為推進高等職業(yè)教育改革和創(chuàng)新，進一步落實新課程理念，培養(yǎng)同學們的實際操作、學習能力，老師與小組的同學們共同探究、學習了進給系統(tǒng)故障診斷維修。這堂課的主要研究方向為進給系統(tǒng)位置檢測裝置及維修，帶領(lǐng)同學們了解伺服系統(tǒng)檢測裝置的種類，掌握數(shù)控機床位置信息丟失的原因及處理方法。老師著重講解了該系統(tǒng)的操作方法以及注意事項，力圖讓同學們能根據(jù)不同的機床類型建立參考系，根據(jù)伺服系統(tǒng)報警分析故障原因并排故。依據(jù)實踐出真知的教學精神，老師和同學們采取了先講解后實際操作的學習方式來進行本次學習。在知識講解上，老師圍繞進給系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)詳細講解，并在講解過程中加以大量的演示操作。在講解演示之后，老師讓同學們以3～4人為一組進行實際操作。采用先傳授理論知識，再親自動手操作模具傳授實踐知識的方式來完成本次課堂學習。在理論講解環(huán)節(jié)，老師詳細地向同學們講解以及提出實際操作應(yīng)注意的事項。通過老師專業(yè)的講解和幽默風趣的語言，同學們認真聽講，輕松掌握了本次課堂的理論知識點。在學習了豐富的理論知識后，老師和同學們共同完成了實際操作，在同學們的操作過程中，老師及時作出點評和糾正，同時也向同學們點出操作的注意事項和技巧，同學們受益匪淺。在同學們動手操作和學習的過程中，老師要耐心、細致地在旁指導(dǎo)，保證同學們的學習成果。

這次教學為老師以及同學們搭建了一個實踐教學理念、鍛煉操作、更加細致的交流學習平臺。老師從理論到實踐，設(shè)身處地，以同學們的角度進行知識的講解、演示，不僅激發(fā)了同學們的學習興趣，更加深了同學們對本次教學內(nèi)容的理解，營造了“理實一體化”的高質(zhì)量學習氛圍。老師本次實踐性教學，是提高學生理論知識水平、加深理論認識的有效途徑，為日后培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的高素質(zhì)人才起到了推動作用。許多同學表示，通過本次課程學習，極大地提高了自己的學習興趣，為日后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。

2.3 引入驅(qū)動項目

在工程認證之前，在機械專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)，特別是在專業(yè)基礎(chǔ)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，教學方法仍然停留在教師布置任務(wù)、學生被動學習的模式上，實現(xiàn)方法僅限于人工計算和手工繪制。針對上述教學方法和手段落后的問題，結(jié)合機械工程認證的基本要求，創(chuàng)新性地進行了改革，即在實踐教學的組織和一體化實施中引入基于驅(qū)動項目的探究-接受式教學理念，采用基于機械產(chǎn)品開發(fā)過程的CAD/CAE/CAM技術(shù)。實踐結(jié)果表明，改革較好地實現(xiàn)了機械專業(yè)教學體系、知識結(jié)構(gòu)和基本技能的優(yōu)化以及學生綜合實踐能力、問題解決能力和團隊合作能力的培養(yǎng)，加強了學生對基于統(tǒng)一產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息的設(shè)計與制造技術(shù)集成的理解和掌握，提高了學生運用CAD/CAE/CAM技術(shù)解決產(chǎn)品開發(fā)問題的能力，增強了學生的就業(yè)競爭力。因此，該改革對其他專業(yè)工程認證具有一定的借鑒意義。

3 結(jié)語

實踐教學是本科教育的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實踐教學改革是高等教育改革的一個重要方面。機械專業(yè)強調(diào)理論與實踐的緊密結(jié)合，實踐教學在人才培養(yǎng)中起著非常重要的作用。在分析實踐教學改革需要的基礎(chǔ)上，闡述了改革的指導(dǎo)思想和總體思路、改革的具體措施和實施效果。機械類專業(yè)實踐教學改革就是要培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才，達到培養(yǎng)“工程型”“創(chuàng)新型”人才的目的。