工程訓練課程教學與學科競賽融合的實踐探索

鄭朝陽 陳克忠

摘? 要：面對新工科教育的形勢和要求，本文以學生學習產(chǎn)出為導向，以學科競賽為牽引，對機械類、材料類專業(yè)傳統(tǒng)工程訓練教學內(nèi)容和教學方式進行改革探索，在培養(yǎng)學生生產(chǎn)制造的全局觀和工程實踐能力、創(chuàng)新能力等方面取得了預期成效。希望工程訓練課程在組織形式、管理機制、教師成長等方面的改革經(jīng)驗，可為其他實踐類課程建設(shè)提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：工程訓練;學科競賽;教學改革

中圖分類號：G40-01? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）31-0131-03

隨著經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，人才供給與需求關(guān)系發(fā)生深刻變化，面對經(jīng)濟結(jié)構(gòu)深刻調(diào)整、產(chǎn)業(yè)升級加快步伐、社會文化建設(shè)不斷推進特別是創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的實施，高等教育結(jié)構(gòu)性矛盾更加突出，生產(chǎn)服務一線緊缺的應用型、復合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)機制尚未完全建立。教育部高等教育司《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》指出，深化工程教育改革、建設(shè)工程教育強國，對服務和支撐我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級意義重大。2016年6月，我國工程教育專業(yè)認證體系實現(xiàn)國際實質(zhì)等效，為深化工程教育改革提供了良好契機[1]。培養(yǎng)生產(chǎn)服務一線緊缺的應用型、復合型、創(chuàng)新型人才是廈門理工學院的中心任務，這也是工程訓練課程教學追求的最終目標。

一、工程訓練課程教學與學科競賽融合的思路

本改革課題已于2018年獲重大校情研究立項，利用工訓中心已有“省級實驗教學示范中心”和“省級虛擬仿真實驗教學中心”的平臺優(yōu)勢，充分建設(shè)和利用課程中心的教學資源，借助全國大學生工程訓練綜合能力競賽建立以提高工程實踐能力為目標，以教學要求和方法優(yōu)化為內(nèi)容，以教學組織機制革新為保障的課程教學模式，全面提高本課程服務專業(yè)教育能力，為培養(yǎng)具有較強適應能力、創(chuàng)新能力和競爭能力的應用型人才奠定堅實基礎(chǔ)[2]。

工程訓練課程作為目前國內(nèi)高校校內(nèi)工程實踐教育的重要載體和實現(xiàn)形式，在學生工程實踐能力培養(yǎng)方面應發(fā)揮重要作用[3]。因此，有必要研究、挖掘機械類和材料類專業(yè)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，主動響應和支撐工程教育專業(yè)認證要求，與相關(guān)院系共同研究工程訓練課程能為學生的培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求提供哪些知識、能力和素質(zhì)的支撐，并調(diào)整教學內(nèi)容、教學要求和教學模式，高質(zhì)量地服務機械類和材料類專業(yè)建設(shè)與改革[4]。

回顧多年來的工程訓練實踐發(fā)現(xiàn)，機械類和材料類專業(yè)學生對于工程訓練課程目標認識不足、觀念陳舊[5]。有些學生把工程訓練當作一種體力勞動，甚至有抵觸心理;工程訓練完成后，大部分學生對工程訓練的各種能力不能有效地融會貫通并應用[6]。究其原因，一是課程實踐與認知上的偏差，主要在于工程訓練教學內(nèi)容本是有機整體，而實習時卻是各模塊各工種獨立進行，輕視工程概念的教學和工程意識的培養(yǎng)，更缺乏一個綜合的工程實踐環(huán)節(jié)把相關(guān)工種串聯(lián)起來;二是學生實習效果缺乏客觀的評價標準，雖然學生的學習分數(shù)高，但不乏教師的主觀因素;三是在工程訓練各工種中，課內(nèi)的創(chuàng)新教育只有部分教師單方面的自覺行為，缺乏抓手，全體師生并沒有普遍有意識地開展[7]。工訓中心教師大多熟悉傳統(tǒng)加工、現(xiàn)代加工等技術(shù)流程，有較強的多工種訓練教學能力，但往往僅限于對學生進行某種技術(shù)或工藝訓練，整體的工程觀念不強。利用“工程訓練+學科競賽”的教學模式，可激發(fā)教師增強整體的工程意識和設(shè)計、制造等綜合實踐能力[8]。

二、工程訓練課程教學與學科競賽融合的實施

本課題以全國大學生工程訓練綜合能力競賽中的常規(guī)競賽項目“S”型賽道避障行駛常規(guī)賽項為參考，利用典型的繞S無碳小車設(shè)計、加工、裝配、調(diào)試、運行（競賽）等配合教學。實施前，課題組把無碳小車進行拆解，分配任務給各工種，各工種制訂相應的加工工藝，通過試算、實踐，得出相應課時，在既定的總課時內(nèi)、保證教學質(zhì)量的同時，按各工種所需調(diào)整教學安排，經(jīng)過方案設(shè)計、圖紙制作、課時安排等前期準備工作，對“工程訓練I”課程進行相應試水改革[9]。

多輪實施后，課題組重新編寫了“工程訓練I”的實習指導書，指導書收錄了改革后的課內(nèi)所有工種，包含了規(guī)劃中的工種，提出了對學生課前預習課后思考的要求，指導書還對全國大學生工程訓練綜合能力競賽進行了介紹，讓學生對這一賽事充分了解，在實習指導書第一版完成后投入使用，并在后續(xù)使用過程中，根據(jù)實際情況迭代了兩版。經(jīng)過多輪實施和總結(jié)，整個教學改革模式基本確定下來，包括材料采購與領(lǐng)用，動員與安全教育，學生分組與教學，各工種根據(jù)參考圖紙進行加工，最后統(tǒng)一裝配、調(diào)試，競賽準備與實施，課程調(diào)查與總結(jié)等。

對于動員與安全教育，中心領(lǐng)導每次參與到實習動員與安全教育、實習總結(jié)中，在課程開始前，每個班級每個學生都必須參與安全教育，進行統(tǒng)一的安全培訓，要求每個學生提交《安全責任書》，在實訓過程中嚴格按照安全要求進行操作，確保人身安全為第一位。課程結(jié)束前，統(tǒng)一參加課程總結(jié)，由學生談收獲說感想，并對課程教學提意見和建議，老師帶領(lǐng)學生一起回顧教學歷程、展望學習未來。課題組還安排拍攝了裝配視頻，使裝配過程更直觀更易反復詳細學習，顯著提高了學生的學習效率及成效。裝配過程除導師在場外，由鉗工老師現(xiàn)場駐守，提供工具材料及維護保障設(shè)備的正常使用，為實踐探索提供了有力保障。

對于成績考評，每個工種以考查的形式確定分數(shù)，其中考勤、課堂表現(xiàn)和實踐作品以工種為單位綜合評分，各個工種綜合評分分值權(quán)重占0.8，課內(nèi)比賽分值權(quán)重占0.05，實習報告分值權(quán)重占0.15，把裝配及比賽成績折算加入學生課程總成績中，有效提升學生的積極性及主觀能動性，能主動學習、深入研究無碳小車結(jié)構(gòu)，在課余時間能自行相應調(diào)試加工。

三、工程訓練課程教學與學科競賽融合的成效

改革經(jīng)過多個專業(yè)多個年級的實踐，從學生顯性學習成果看，教學改革取得了相應成效。

從表1可以看出，無碳小車制作完成后，行走小車數(shù)初始較少，后面基本穩(wěn)定，而繞S小車數(shù)百分比從初始的5.9%提高到71.1%，多部小車的成績已達到2017年福建省工訓大賽“S”項目組二等獎的水平，說明制作出來的小車質(zhì)量逐漸提高，教學成效顯著提升。

從第二輪改革開始，開展了五次學生學習滿意度調(diào)查，第二、三、四輪調(diào)查未涉及課外學習指導，第二、三輪調(diào)查未涉及導師講解，圖中數(shù)據(jù)為滿意及很滿意百分比，未體現(xiàn)部分為基本滿意，不滿意基本為0。

從圖1可以看出，教學方法總體滿意度不斷提升，說明改革的方向是正確的，創(chuàng)新教育、導師講解、課程學習效果滿意度有升有降，說明改革融入創(chuàng)新教育還不夠，老師講解方法還有不足，課時長短及教師、學生的投入程度可能還有所欠缺。調(diào)查的問答題部分，學生反映較多的情況是裝配時間略短，調(diào)試時間不夠，有些工種課時分布不合適，在后續(xù)實施過程中，課題組將繼續(xù)對存在問題進行調(diào)整、改進。

多次改革激發(fā)了學生對無碳小車的學習興趣，改革后的內(nèi)容是學生第一次通過多工種協(xié)作制作出一輛無碳小車，大多數(shù)學生感覺新鮮有趣，對小車的結(jié)構(gòu)和功能表現(xiàn)出極大的興趣，團隊學習氣氛較濃，對于不明白的結(jié)構(gòu)勇于發(fā)問，并且在比賽前能夠針對加工的問題及時總結(jié)和補救，體現(xiàn)了學生的自主性、選擇性和實踐性。實踐培養(yǎng)了學生與人合作、交流、收集整理資料和動手能力，如在小組對無碳小車的討論中，就很好地鍛煉了他們的交流和口頭表達能力，尤其在小組分配中，他們各自承擔的角色、任務都要先進行深刻分析，再做下面的加工任務，提高了學生的合作能力和動手能力;學生能利用各種渠道收集各種能做好小車加工的資料，提高了他們的課外學習能力[10]。

通過本次工程訓練課程教學與學科競賽融合的實踐探索，學生踴躍組隊報名參加大學生工程訓練綜合能力競賽，參賽學生在2018年12月底舉行的福建省第七屆大學生工程訓練綜合能力競賽中獲得一等獎六項，二等獎三項，三等獎八項，在2019年6月天津舉行的第六屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽中取得一等獎一項，三等獎三項。

四、結(jié)語

本課題的探索實踐基本實現(xiàn)了新修訂的工程訓練課程大綱教學目標，學生對生產(chǎn)制造的全局觀、各種不同機床工種的配合、對某個產(chǎn)品的整個生產(chǎn)周期有了全面的了解，并形成了較強的適應能力、創(chuàng)新能力和競爭能力[11];課程教學與學科競賽融合，提高了學生參與各項賽事的積極性，減少學生對賽事不了解的恐懼心理和畏難情緒，提升了學生的競賽成績，激勵學生在以后的學習生涯中，有意愿也有能力去參加各類競賽，助力各專業(yè)認證及學校知名度提升;教師組織與指導工程訓練的能力得到磨煉和提高，為參與各類橫縱向科研課題增強實際工作能力。總結(jié)形成了一套行之有效的方法、流程，制訂、修訂了相應的規(guī)章制度，如工程訓練課程導師工作辦法、教學大綱、實習指導書、“工程訓練I”教學工作手冊等。

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（責任編輯：淳潔）