基于工作室教學(xué)模式的機械設(shè)計與制造專業(yè)教學(xué)改革實踐與探索

楊 宋 張 磊 劉桂花 林利芬

(武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院 武漢開放大學(xué) 湖北 武漢：430205)

武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院機械設(shè)計與制造專業(yè)是國家優(yōu)質(zhì)校骨干專業(yè)，專業(yè)建設(shè)依托區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展核心產(chǎn)業(yè)集群的人才需求，旨在培養(yǎng)具備“數(shù)字化設(shè)計與制造”和“雙創(chuàng)”能力的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。為適應(yīng)行業(yè)發(fā)展新趨勢，進一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，增強學(xué)生就業(yè)競爭力，助力創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)發(fā)展，該專業(yè)自2018年以來開展了基于“工作室教學(xué)模式”的教學(xué)改革實踐，對專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的課程體系和教學(xué)模式進行了改革探索，并取得了一定的成效。本文結(jié)合教學(xué)改革的實際情況，從管理模式、課程體系、教學(xué)實施等方面進行具體的描述，以期為高職院校機械類專業(yè)教學(xué)改革提供參考。

1 結(jié)合“企業(yè)”管理方法搭建“沉浸”式教學(xué)情境

工作室教學(xué)模式是指要求學(xué)生在固定的時間、固定的場地完成規(guī)定的任務(wù)。其中，“固定時間+固定地點”為教學(xué)組織形式、“規(guī)定的任務(wù)”為教學(xué)內(nèi)容。工作室教學(xué)模式中任務(wù)的設(shè)計強調(diào)理論知識和實踐技能的融合，組織形式的特點是采用項目式教學(xué)，項目的完成過程即是學(xué)生的認(rèn)知與實踐的過程。為使學(xué)生能夠迅速“沉浸”至項目環(huán)境中，創(chuàng)建與項目任務(wù)相對應(yīng)的 “情境工作室”是教學(xué)組織規(guī)程中重要的因素，工作室在教學(xué)管理過程中將企業(yè)管理制度與學(xué)校管理制度有機結(jié)合，使學(xué)生以“工”“學(xué)”雙重身份完成項目任務(wù)，從而兼顧了知識、技能和職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。具體措施如下：

1.1 教室情境轉(zhuǎn)變?yōu)椤肮ぷ魇摇鼻榫?/h3>

物理環(huán)境方面，教室座位改成設(shè)計工作室的工位排布，每個學(xué)生擁有一個固定的工位，六人為一個小組集中布置，以便于小組成員之間的交流和配合，空余的工位則作為會議以及作品展示區(qū)域，工作室內(nèi)配置計算機、投影儀、小黑板等；此外，根據(jù)項目任務(wù)的特點，工作室還布置相應(yīng)的企業(yè)文化標(biāo)語、任務(wù)看板、公用的工具儀器等。時間管理方面，將專業(yè)教改課程的課時安排改為集中實訓(xùn)周的模式，學(xué)生參照“上班”的工作制度連續(xù)完成某一課程的學(xué)習(xí)；除上下班時間有固定考勤外，不再強制規(guī)定課間休息時間，而是視學(xué)生完成任務(wù)的情況靈活管理，提前完成任務(wù)的學(xué)生可以休息，任務(wù)拖期則需“加班”。

1.2 學(xué)習(xí)情境轉(zhuǎn)變?yōu)椤绊椖俊鼻榫?/h3>

教學(xué)設(shè)計參照企業(yè)的項目實施過程，教師將知識點和技能點設(shè)計成項目任務(wù)向?qū)W生發(fā)布，學(xué)生則模擬企業(yè)團隊，在教師的指導(dǎo)下完成接收訂單、策劃方案、制定計劃、分配任務(wù)、控制進度和質(zhì)量、發(fā)布成果和匯報總結(jié)等一系列任務(wù)。相較于傳統(tǒng)的教師講、學(xué)生聽的教學(xué)模式，項目任務(wù)式教學(xué)實施顯著提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生對知識點的掌握更加牢固、對職業(yè)技能的運用更加靈活，更能幫助學(xué)生提前熟悉企業(yè)的工作流程，有助于學(xué)生盡早具備職業(yè)素質(zhì)，加快其從校園人到企業(yè)人的轉(zhuǎn)變進程，并為學(xué)生由“高素質(zhì)”向“高層次”技術(shù)技能人才發(fā)展打下基礎(chǔ)。

1.3 實施6S管理制度

6S管理是現(xiàn)場管理的一個有效手段，掌握6S管理方法和培養(yǎng)質(zhì)量意識也是機械設(shè)計專業(yè)學(xué)生重要的知識目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)。工作室教學(xué)模式要求學(xué)生除了完成必需的項目任務(wù)外，在現(xiàn)場管理方面也需遵守相應(yīng)的行為規(guī)范，如：“上班”之前的工位整理，“下班”后的工作室清潔；參考書籍和工具的擺放應(yīng)科學(xué)布局、整潔合理；任務(wù)過程資料的管理需標(biāo)識清晰、便于追溯；對設(shè)備的操作嚴(yán)格遵守安全守則；培養(yǎng)良好習(xí)慣、提升職業(yè)素養(yǎng)；提倡團結(jié)協(xié)作，營造團隊氛圍等。

1.4 模擬企業(yè)團隊角色

在工作室教學(xué)模式中，為模擬實際的企業(yè)工作流程，教師和學(xué)生所扮演的角色均發(fā)生了改變：學(xué)生如同企業(yè)的員工，組成多個具有競爭關(guān)系的項目小組；小組內(nèi)部成員自選出項目組長，由項目組長負(fù)責(zé)整個小組的團隊內(nèi)部管理；教師一方面是任務(wù)的發(fā)布者(客戶)，同時也是項目任務(wù)的指導(dǎo)者(上級管理人員)；相關(guān)職能部門則模擬企業(yè)的高層管理者，為項目任務(wù)提供人力、物力方面的資源支持。典型的團隊構(gòu)成如圖1所示。企業(yè)角色模擬的好處是便于學(xué)生沉浸到項目環(huán)境內(nèi)，能迅速了解項目任務(wù)過程，保持對項目任務(wù)的熱情。

圖1 項目團隊組成

2 重構(gòu)基于“實學(xué)創(chuàng)新”的模塊化課程體系

根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案，機械設(shè)計與制造專業(yè)致力于培養(yǎng)“具備較強機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計、零件加工、檢測、產(chǎn)品逆向設(shè)計與增材制造技術(shù)運用的能力；能夠進行機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、利用數(shù)控技術(shù)及3D打印技術(shù)完成中等復(fù)雜零件制造的高素質(zhì)技術(shù)技能人才”，教改實施前，其主要課程體系如下表所示：

表1 機械設(shè)計與制造專業(yè)課程體系

教學(xué)任務(wù)體系的設(shè)計梳理了專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域和專業(yè)拓展領(lǐng)域的部分課程，聚焦工程識圖繪圖、典型機電產(chǎn)品數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計、機械CAD/CAM技術(shù)、工業(yè)機器人技術(shù)、逆向工程與增材制造等專業(yè)核心知識體系，將基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)與思考方法訓(xùn)練、專業(yè)技能培養(yǎng)與通識素質(zhì)教育、應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力拓展、表達能力與實踐能力鍛煉等相結(jié)合，將理論知識、操作技能、創(chuàng)新能力融為一體，重新構(gòu)建了基于“實學(xué)創(chuàng)新”的模塊化課程體系。為實現(xiàn)全體學(xué)生的專業(yè)鞏固學(xué)習(xí)和部分學(xué)生的專業(yè)創(chuàng)新強化學(xué)習(xí)，教學(xué)任務(wù)體系分三個階段進行實施，即“基礎(chǔ)技能鞏固應(yīng)用提高階段——專業(yè)技能創(chuàng)新提高階段——專業(yè)技能分方向強化階段”。每一個階段圍繞一項任務(wù)進行，每一項任務(wù)又分解為若干個子項目。重構(gòu)后的課程體系如表2所示：

表2 教學(xué)改革課程模塊表

教學(xué)任務(wù)體系重構(gòu)的組合”(詳見圖2)，在一個模塊中將多個課程的知識體系進行融合，再通過模塊與模塊之間的層層遞進以及互相呼應(yīng)實現(xiàn)知識體系的結(jié)構(gòu)化，促使學(xué)生牢固掌握人才培養(yǎng)方案要求的目標(biāo)知識與技能，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。同時，在課程體系中，融入人文素養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)的訓(xùn)練任務(wù)，如專業(yè)外語、市場營銷、質(zhì)量控制、團隊協(xié)作等，幫助學(xué)生進一步強化職業(yè)能力，對接企業(yè)崗位的實際需求。

圖2 教學(xué)模塊關(guān)系圖

3 實施有效的教學(xué)方法和考核方式

工作室教學(xué)模式的課堂環(huán)境、課程體系以及課程組織方式均發(fā)生了較大變化，其對應(yīng)的教學(xué)方法和考核方式也必須進行調(diào)整。本次教學(xué)改革在教學(xué)方法和考核方式等方面的特點如下：

3.1 翻轉(zhuǎn)課堂，以學(xué)生為主體

對于大二學(xué)生而言，他們已掌握一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識，大部分新的理論知識可以通過課余時間自主學(xué)習(xí)，少量知識難點由教師集中講解；課堂時間主要用于師生互動環(huán)節(jié)：一方面，專業(yè)技能的訓(xùn)練任務(wù)需要教師進行面授指導(dǎo)，另一方面，項目式教學(xué)任務(wù)的難度通常大于教材典型案例，學(xué)生面對的問題復(fù)雜多樣，對其綜合能力要求較高，這也需要教師將主要的課堂精力投入到對學(xué)生的分類指導(dǎo)中去。因此，在教學(xué)實施過程中，必須強調(diào)學(xué)生的主體地位，學(xué)生積極主動完成任務(wù)，教師則查漏補缺做輔導(dǎo)，提高整個課堂的效率。

3.2 教學(xué)內(nèi)容依托真實項目，融合雙創(chuàng)能力培養(yǎng)

項目任務(wù)通常來源于合作企業(yè)的實際案例、技能競賽的賽題以及校內(nèi)自設(shè)的小項目等，以工業(yè)產(chǎn)品數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計模塊為例，教師發(fā)布的任務(wù)為學(xué)院活動紀(jì)念品的設(shè)計與制造，學(xué)生接收訂單后，需利用工業(yè)設(shè)計知識、機械CAD/CAM技術(shù)、逆向設(shè)計技術(shù)、3D打印技術(shù)等多項知識技能，并加以一定的創(chuàng)新設(shè)計才能完成任務(wù)，在紀(jì)念品投放后還需進行市場反饋的調(diào)研和質(zhì)量螺旋改進。學(xué)生參與了一個真實項目的全過程，對工作崗位的理解加深，并積累了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗。

3.3 采用項目評估考核，結(jié)合“課崗賽證”，引入多方靈活考核

課程考核方式由以往的考試考核方式改為項目評估考核方式。項目評估包括過程評估和成果評估，其中：過程評估包括教師評估、項目組長評估以及成員互評；成果評估由學(xué)校指導(dǎo)教師、企業(yè)兼職導(dǎo)師以及參與答辯評審的學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)共同評分。項目評估的分值如圖3所示。此外，學(xué)生如果在課堂外獲得社會性認(rèn)可，如：專業(yè)技能證書的獲取、參加技能競賽獲獎以及獲得發(fā)明專利等，即可作為第三方認(rèn)可代替一次項目評估。

圖3 項目評估分值圖

4 總結(jié)

基于“工作室”的教學(xué)模式，其本質(zhì)特征是以就業(yè)為導(dǎo)向和工學(xué)結(jié)合。該模式強調(diào)對人才應(yīng)用工程能力的培養(yǎng)，注重學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的發(fā)展，幫助學(xué)生提高就業(yè)競爭力，快速適應(yīng)未來的職業(yè)崗位，最終服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。本次教學(xué)改革固然取得了一定的成績，但在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)仍然存在一定的不足，滿足教學(xué)改革要求的項目案例仍然稀缺，還需要在校企合作、工學(xué)結(jié)合等方面加強探索。