“融賽于課”綜合實(shí)訓(xùn)培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的探索

楊應(yīng)洪 鄧洪權(quán) 喬海蓮

（西南科技大學(xué)工程技術(shù)中心，四川 綿陽 621010）

0 引言

學(xué)科競賽是高校提升人才培養(yǎng)質(zhì)量、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)工作的重要途徑，是促進(jìn)學(xué)生知識和能力提升的人才培養(yǎng)方式。我國的工程訓(xùn)練正處于從傳統(tǒng)的金工實(shí)習(xí)到現(xiàn)代工程訓(xùn)練的轉(zhuǎn)變時(shí)期，高校工程訓(xùn)練實(shí)踐平臺是面向全校學(xué)生開展工程技術(shù)、工藝實(shí)訓(xùn)與工程創(chuàng)新實(shí)踐的重要平臺，也是在校大學(xué)生開展第二課堂的重要場所。結(jié)合教學(xué)，課賽模式可以充分發(fā)揮競賽項(xiàng)目的高實(shí)踐性、強(qiáng)競爭性、硬專業(yè)性等特點(diǎn)，全面提升學(xué)生的綜合能力。近年來，各個(gè)高校也在不斷地深化實(shí)踐教學(xué)的改革與創(chuàng)新，提高培養(yǎng)學(xué)生的水平。西南科技大學(xué)工程技術(shù)中心積極開展工程訓(xùn)練教學(xué)改革，探索將科技競賽貫穿于工程訓(xùn)練教學(xué)過程中，以賽導(dǎo)學(xué)、賽課融合，形成提升工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量的新方法、新模式。

1 工程訓(xùn)練教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

目前，西南科技大學(xué)工程技術(shù)中心通過“國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)項(xiàng)目、學(xué)校本科實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目”等多途徑籌措資金，搭建了多學(xué)科交叉融合的工程訓(xùn)練與創(chuàng)新實(shí)踐硬件平臺。開設(shè)有傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，如車削、銑削、鉗工等；先進(jìn)制造實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，如激光加工、3D打印等；其他實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，如自行車拆裝、電子工藝等。目前，現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置與教學(xué)過程設(shè)計(jì)與組織上存在一些不足。

（1）工程訓(xùn)練教學(xué)體系設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容構(gòu)成上明顯表現(xiàn)出“系統(tǒng)性訓(xùn)練”的內(nèi)容，主要由獨(dú)立的工種或項(xiàng)目組合而成，各知識單元內(nèi)容分立且單一，缺乏系統(tǒng)性。實(shí)訓(xùn)目標(biāo)主要還是讓學(xué)生熟悉了解該實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)知識及基本的工藝方法。在實(shí)踐教學(xué)中，主要采取先由老師進(jìn)行示范性講解操作要領(lǐng)，學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)踐。

（2）實(shí)訓(xùn)條件與教學(xué)過程設(shè)計(jì)與組織上表現(xiàn)出“匹配不合理、效果差強(qiáng)人意”的問題。單個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目通常設(shè)置為4個(gè)學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)較短，學(xué)生很難借助課堂完全消化吸收并掌握相關(guān)的技能。在實(shí)訓(xùn)過程中，由于可用的設(shè)備數(shù)量、加工任務(wù)的周期等因素，出現(xiàn)學(xué)生“等待”的時(shí)間較長，無事可做的現(xiàn)象，導(dǎo)致“學(xué)生、設(shè)備、教學(xué)過程”等環(huán)節(jié)之間的“匹配不合理”，致使學(xué)生工程訓(xùn)練實(shí)訓(xùn)效果“差強(qiáng)人意”。部分以小組為單位的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，小組成員之間分工不明確，導(dǎo)致部分小組成員出現(xiàn)“打醬油”的學(xué)習(xí)狀態(tài)，無法發(fā)揮自主能動性的學(xué)習(xí)意識，簡單理解工程訓(xùn)練就是敲敲打打，隨意完成。

2 項(xiàng)目式綜合訓(xùn)練改革

根據(jù)學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)、實(shí)訓(xùn)人數(shù)多等情況，結(jié)合現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)設(shè)備等教學(xué)資源進(jìn)行科學(xué)、合理布局及安排，完善教學(xué)內(nèi)容，將科技競賽融入工程訓(xùn)練課程的教學(xué)中，形成“項(xiàng)目式”的綜合創(chuàng)新。下面以機(jī)械專業(yè)學(xué)生在大二下學(xué)期的“項(xiàng)目式”工程訓(xùn)練改革為例進(jìn)行介紹。

2.1 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及目標(biāo)

該實(shí)訓(xùn)的改革是在全國大學(xué)生工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力大賽背景下，以項(xiàng)目為載體，實(shí)現(xiàn)“以教師為主體”向“以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”轉(zhuǎn)變；實(shí)現(xiàn)“以技能訓(xùn)練為主”向“設(shè)計(jì)、技能、創(chuàng)新、團(tuán)隊(duì)綜合訓(xùn)練”轉(zhuǎn)變等。以培養(yǎng)大學(xué)生工程意識和工程實(shí)踐能力為核心；以實(shí)用型、復(fù)合型和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為總體目標(biāo)。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容主要包括創(chuàng)新思維訓(xùn)練及選題、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制圖等內(nèi)容。

2.2 綜合項(xiàng)目多樣化

目前，結(jié)合現(xiàn)有的師資力量及設(shè)備資源等情況，開展的項(xiàng)目有“勢能小車、熱能小車、機(jī)械臂、彈射器”等項(xiàng)目模塊，這些項(xiàng)目模塊主要來源于與機(jī)械專業(yè)相關(guān)的國家級、省級各類學(xué)生科技競賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目、西南科技大學(xué)的本科生創(chuàng)新基金、精準(zhǔn)扶貧資助項(xiàng)目、教師科研課題及企業(yè)所需解決工程實(shí)際問題的技術(shù)模塊等課題，在此基礎(chǔ)上結(jié)合機(jī)械類人才培養(yǎng)方案進(jìn)一步提煉出適用于該專業(yè)的綜合性實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

2.3 強(qiáng)化指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)的專業(yè)技能及管理水平

“融賽于課”的“項(xiàng)目式”工程訓(xùn)練教學(xué)在師資配備上，充分發(fā)揮了教師與企業(yè)工程師的團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)優(yōu)勢，在課程的教學(xué)過程中，系統(tǒng)性設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，師生團(tuán)隊(duì)全程參與知識學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練與創(chuàng)新實(shí)踐等教學(xué)過程，保障教學(xué)質(zhì)量。“融賽于課”的團(tuán)隊(duì)管理及布局如圖1所示。

圖1 “融賽于課”的團(tuán)隊(duì)管理及布局

2.3.1 項(xiàng)目班導(dǎo)師遴選

先由愿意指導(dǎo)的教師填寫指導(dǎo)該項(xiàng)目模塊的申請材料，再由教學(xué)部對指導(dǎo)的老師進(jìn)行評估及考核，最后確定指導(dǎo)老師（班導(dǎo)師）團(tuán)隊(duì)，每個(gè)導(dǎo)師原則上只能帶1個(gè)班。每個(gè)班不超過30人，每個(gè)隊(duì)伍原則上為3名同學(xué)（成員）。在實(shí)驗(yàn)預(yù)約系統(tǒng)中，將指導(dǎo)老師所帶的項(xiàng)目模塊掛在系統(tǒng)中，指導(dǎo)老師所帶班的總?cè)藬?shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過學(xué)生選課人數(shù)，由學(xué)生自主選擇。開班要求的人數(shù)不低于18人，若有個(gè)別差額，再由教學(xué)秘書統(tǒng)計(jì)后根據(jù)各班組的情況進(jìn)行微調(diào)，最終形成班導(dǎo)師的指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)。

2.3.2 技能指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)

強(qiáng)化加工技能有效促進(jìn)該綜合實(shí)訓(xùn)的開展。同學(xué)們在先修的工程訓(xùn)練課程中已經(jīng)初步熟悉了典型零件的機(jī)械產(chǎn)品的制作過程及加工方法。因?qū)W時(shí)較短等情況，學(xué)生很難從課堂中完全消化吸收并掌握相關(guān)的技能，尤其是非標(biāo)件的自主加工方面，學(xué)生很難達(dá)到較高的水平。針對學(xué)生的綜合技能提升培訓(xùn)是該實(shí)訓(xùn)重要的環(huán)節(jié)之一，“融賽于課”的工程訓(xùn)練模塊所涉及技能強(qiáng)化包括產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)、加工技巧、工藝制定等方面，有力的技能指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)是開展綜合實(shí)訓(xùn)的重要保障之一。該指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)主要由工程訓(xùn)練教師組成，技師占比50%以上，主要從加工技能方面展開指導(dǎo)，尤其是立足于現(xiàn)有的設(shè)備資源，根據(jù)強(qiáng)化的實(shí)訓(xùn)科目（非金屬激光加工、3D打印、數(shù)控線切割、金屬激光加工等）從材料、加工方法的基礎(chǔ)上展開培訓(xùn)，提高學(xué)生在后續(xù)的制作過程中能夠自主設(shè)計(jì)、工藝制定及完成零件加工方面的能力。

2.3.3 輔助指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)

輔助指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)主要由創(chuàng)客導(dǎo)師、企業(yè)工程師及掛靠工程訓(xùn)練中心的科技型學(xué)生社團(tuán)組成?！叭谫愑谡n”的工程訓(xùn)練模塊涉及機(jī)械、電控等方面的知識，在熟悉了項(xiàng)目模塊內(nèi)容及要求的基礎(chǔ)上，產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法對同學(xué)們開展設(shè)計(jì)顯得尤為重要。產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)涉及設(shè)計(jì)者的知識儲備、經(jīng)驗(yàn)等方面，創(chuàng)客導(dǎo)師結(jié)合典型的案例講授創(chuàng)造技法，如智力激勵(lì)法、分析列舉法等，進(jìn)一步增強(qiáng)同學(xué)們的創(chuàng)造力和設(shè)計(jì)水平。

加強(qiáng)產(chǎn)教融合，借助產(chǎn)業(yè)的實(shí)踐性來滿足教學(xué)的實(shí)踐性需求。將企業(yè)的技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中來，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的水平。在該模塊的實(shí)踐中，企業(yè)的工程師以公司現(xiàn)有的裝備為平臺，結(jié)合同學(xué)們完成作品零件類型，從加工工藝及經(jīng)濟(jì)性分析方面展開指導(dǎo)。目前，掛靠在工程訓(xùn)練中心的激光加工協(xié)會、3D打印協(xié)會在“融賽于課”工程訓(xùn)練的產(chǎn)品制作環(huán)節(jié)發(fā)揮了重要作用，尤其是在開放實(shí)驗(yàn)室的加工環(huán)節(jié)及學(xué)生作品現(xiàn)場競賽環(huán)節(jié)。

2.4 完善實(shí)驗(yàn)室開放機(jī)制

在各個(gè)模塊進(jìn)入零件加工孵化環(huán)節(jié)，課堂上的加工時(shí)間不能滿足加工任務(wù)的需求，例如，擬用的激光加工、3D打印、數(shù)控線切割等技術(shù)進(jìn)行零件的制作。針對這些情況，由教學(xué)部、創(chuàng)新部、工程訓(xùn)練基地牽頭組織相關(guān)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的管理老師進(jìn)行研討，實(shí)行課余時(shí)間的階段式定時(shí)開放，相關(guān)學(xué)生社團(tuán)協(xié)助對開放環(huán)節(jié)進(jìn)行管理，有效地促進(jìn)了該實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的開展。

在對教師的鼓勵(lì)機(jī)制方面，工程技術(shù)中心鼓勵(lì)教師將最新的實(shí)踐教學(xué)成果應(yīng)用于該項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)中，努力實(shí)現(xiàn)教研的深度融合，對有突出貢獻(xiàn)的指導(dǎo)教師，在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)教研項(xiàng)目申報(bào)方面優(yōu)先推薦。同時(shí)，對課余時(shí)間進(jìn)行指導(dǎo)的老師給予適當(dāng)?shù)墓ぷ髁炕蚬ぷ鞣e分認(rèn)定。

2.5 優(yōu)化綜合實(shí)訓(xùn)的考核

該綜合實(shí)訓(xùn)的總成績包括實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)成績及期末成績兩個(gè)部分，實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)成績包括實(shí)訓(xùn)表現(xiàn)、圖紙成績、實(shí)訓(xùn)技能；期末成績包括作品競賽成績（40%）、綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告成績及答辯成績。

在該綜合性實(shí)訓(xùn)的檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，由工程技術(shù)中心組織教務(wù)處、制造科學(xué)與工程學(xué)院及信息學(xué)院等職能部門，聯(lián)合對改革創(chuàng)新的成效進(jìn)行審核及指導(dǎo)。學(xué)生的作品均以競賽的形式呈現(xiàn)，通過作品展示、答辯等環(huán)節(jié)，訓(xùn)練學(xué)生的歸納與表達(dá)能力，強(qiáng)化對知識的理解，提高將理論應(yīng)用于實(shí)踐的能力。圖2所示為競賽場地及部分學(xué)生作品。

圖2 競賽場地及部分作品

3 課賽模式下實(shí)踐效果

通過“融賽于課”的工程訓(xùn)練，學(xué)生在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)性分析以及工程管理等方面的綜合能力顯著提升。不但鞏固了基礎(chǔ)知識，而且極大地激發(fā)了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，為學(xué)生課余時(shí)參與學(xué)生科技競賽及開展學(xué)術(shù)研究打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。

開展“融賽于課”工程訓(xùn)練的學(xué)生在2021年各類科技競賽中取得了顯著成效。獲得中國大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽國家級一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，三等獎(jiǎng)1項(xiàng)；“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽省級銀獎(jiǎng)1項(xiàng)；第十四屆全國大學(xué)生節(jié)能減排社會實(shí)踐與科技競賽全國一等獎(jiǎng)1項(xiàng)；中國大學(xué)生工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力大賽獲金獎(jiǎng)2項(xiàng)、銀獎(jiǎng)1項(xiàng)、銅獎(jiǎng)1項(xiàng)的優(yōu)異成績。

4 結(jié)語

工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要環(huán)節(jié)之一，以培養(yǎng)熟悉機(jī)械產(chǎn)品制造過程，掌握產(chǎn)品的基本工藝方法，樹立勞動觀念，增強(qiáng)安全意識為目標(biāo)，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，形成理論與實(shí)踐的有效結(jié)合，多學(xué)科之間知識的深度融合?！叭谫愑谡n”工程訓(xùn)練改革，加深了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作，增強(qiáng)了學(xué)生的溝通能力，促進(jìn)了老師和學(xué)生專業(yè)知識及技能提升，推動了實(shí)踐教學(xué)的改革與創(chuàng)新，提高了學(xué)生的綜合能力。