基于工程案例的過程裝備制造與檢測課程教學(xué)改革研究

丁 昌 應(yīng) 妮 劉亞莉 董華東 陳宇慧 王會(huì)林 張 波

鄭州輕工業(yè)學(xué)院 河南鄭州 450002

過程裝備與控制工程專業(yè)是以“裝備”為主體、“過程”和“控制”為兩翼，研究內(nèi)容包括動(dòng)、靜兩大類設(shè)備。專業(yè)的前身是化工設(shè)備與機(jī)械專業(yè)，1998年根據(jù)教育部頒布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》更名為現(xiàn)專業(yè)名稱[1]。本專業(yè)致力于培養(yǎng)具備自然科學(xué)基礎(chǔ)知識、工程科學(xué)基本知識以及過程裝備與控制工程專業(yè)知識，能夠在過程工業(yè)領(lǐng)域從事裝備設(shè)計(jì)制造、監(jiān)督檢測、過程控制、技術(shù)管理等工作，具有解決工程實(shí)際問題能力的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。在我國工程教育專業(yè)認(rèn)證理念主要是以學(xué)生為本，面向全體學(xué)生；以學(xué)生為中心，以學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向(outcome—based)；合格評價(jià)與質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)。我校過程裝備與控制工程專業(yè)嚴(yán)格遵守工程教育專業(yè)認(rèn)證理念，建立持續(xù)有效的質(zhì)量改進(jìn)機(jī)制。

過程裝備制造與檢測是過程裝備與控制工程專業(yè)的核心專業(yè)課，主要內(nèi)容包括過程裝備的制造工藝，過程裝備的常規(guī)和定期檢測，過程機(jī)器制造的質(zhì)量要求。本課程工程實(shí)踐性強(qiáng)，課程教學(xué)包括課堂教學(xué)、相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)和必要的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，在“加強(qiáng)基礎(chǔ)、密切結(jié)合工程實(shí)踐、注重能力培養(yǎng)”的思想指導(dǎo)下，教研成果提出了開展工程教育的“四結(jié)合”模式。其目的是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力，復(fù)雜問題的分析和解決能力、終身學(xué)習(xí)能力，這在過程裝備與控制工程專業(yè)占據(jù)重要地位。我校過程裝備與控制工程專業(yè)選用的教材為化學(xué)工業(yè)出版的普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材《過程裝備制造與檢測》，該教材主要包含三部分：過程裝備的檢測、過程設(shè)備制造工藝和過程機(jī)器制造質(zhì)量要求[2]。過程裝備制造與檢測課程工程實(shí)踐性強(qiáng)，而在校學(xué)生一般缺乏經(jīng)驗(yàn)，沒有見過實(shí)物更加不理解工作原理，因此許多學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)覺得過程抽象、晦澀難懂，這種狀況不能滿足過程裝備與控制工程專業(yè)現(xiàn)代化教育的要求[3]。為加強(qiáng)我校過程裝備與控制工程專業(yè)學(xué)生對過程裝備制造與檢測課程的感性認(rèn)識，任課教師以工程案例為主、教材為輔進(jìn)行專業(yè)人才培養(yǎng)。同時(shí)創(chuàng)造條件讓更多在校學(xué)生實(shí)現(xiàn)到廠學(xué)習(xí)，多方位進(jìn)行感性認(rèn)識。

1 過程裝備制造與檢測課程教學(xué)存在的問題

1.1 教學(xué)內(nèi)容不能滿足用人單位對畢業(yè)生的要求

大部分過程裝備制造企業(yè)重視產(chǎn)品整套生產(chǎn)工藝的研發(fā)和質(zhì)量管理體系的建立，同時(shí)兼顧過程經(jīng)濟(jì)性，目前的教學(xué)內(nèi)容在這些方面存在不足或缺失，造成畢業(yè)生的能力和企業(yè)需求不一致。除去某些大國企培養(yǎng)應(yīng)屆畢業(yè)生的計(jì)劃，多數(shù)企業(yè)在招聘時(shí)會(huì)建議應(yīng)屆畢業(yè)生選擇其他與本專業(yè)不相關(guān)的職位，原因是現(xiàn)階段應(yīng)屆畢業(yè)生的專業(yè)知識水平不符合企業(yè)要求。企業(yè)想要的是能夠直接工作的就職者，而不是還需緩慢培養(yǎng)的畢業(yè)生。大國企的培養(yǎng)應(yīng)屆畢業(yè)生計(jì)劃也是優(yōu)勝劣汰模式，最終能夠進(jìn)入本行業(yè)發(fā)展的應(yīng)屆畢業(yè)生屈指可數(shù)。綜上所述，學(xué)校的教育內(nèi)容不能滿足用人單位對畢業(yè)生的要求，為此學(xué)校需要對課程內(nèi)容進(jìn)行選擇，旨在顯著提高學(xué)生的就業(yè)競爭力和社會(huì)適應(yīng)能力。

1.2 理論教學(xué)模式單一 教學(xué)方法平面化 不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性

當(dāng)前的理論教學(xué)主要還是采用口述、板書、PPT展示的方式，此類陳舊的教學(xué)方式不能全方位地調(diào)動(dòng)起學(xué)生積極性，導(dǎo)致課堂積極性減弱。傳統(tǒng)高校課堂互動(dòng)與討論本就較少，加之沒有三維產(chǎn)品展示教學(xué)，缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生難以理解所授課程內(nèi)容，缺乏投入感，加重學(xué)生的畏難情緒，久而久之形成惡性循環(huán)。綜上所述，學(xué)校的理論教學(xué)模式單一，教學(xué)方法平面化，不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，為此學(xué)校需要對教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)，旨在提高學(xué)生的積極主動(dòng)性，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力及快速掌握課程理論知識的重點(diǎn)和難點(diǎn)的能力。

1.3 實(shí)踐教學(xué)與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)不相適應(yīng)

實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容沒有體現(xiàn)行業(yè)前沿技術(shù)，未能及時(shí)反應(yīng)新產(chǎn)品和新工藝的特點(diǎn)。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》[4]提出高等院校應(yīng)堅(jiān)持培養(yǎng)德育為先、能力為重和全面發(fā)展的應(yīng)用型創(chuàng)新人才[4]，為響應(yīng)國家應(yīng)用型人才培養(yǎng)的號召，過程裝備與控制工程專業(yè)貫徹“工程實(shí)踐型人才”培養(yǎng)理念，旨在培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和工程實(shí)踐能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，更快更全面地掌握行業(yè)的前沿技術(shù)和最新動(dòng)態(tài)。

2 教學(xué)內(nèi)容的選擇

2.1 社會(huì)需求導(dǎo)向

結(jié)合社會(huì)發(fā)展需求是否進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的改革是目前高等教育改革面臨的選擇。在教學(xué)內(nèi)容方面若教師不能做到主次分明，學(xué)生就難以完全掌握知識，學(xué)習(xí)過程變得艱難，學(xué)生學(xué)得慢，隨之愿意花費(fèi)在課程的時(shí)間減少，如此循環(huán)，勢必會(huì)造成成績下降、學(xué)風(fēng)不佳。對此在教學(xué)內(nèi)容的選擇方面需要重新審視，應(yīng)當(dāng)與社會(huì)需求相結(jié)合，只有了解社會(huì)的人才需要，才能源源不斷地供給所需人才。帶學(xué)生進(jìn)企業(yè)進(jìn)行企業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)、企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)，了解企業(yè)真正需要什么人才，才能更好地發(fā)展企業(yè)所需人才。學(xué)生對實(shí)踐比較有興趣，愿意認(rèn)真看、聽、學(xué)、問、做，真正意義上的學(xué)到了新知識，通過動(dòng)手掌握的知識是記憶深刻的。對于過程裝備與控制工程專業(yè)而言，教學(xué)內(nèi)容是理論與實(shí)踐的雙結(jié)合，缺一不可。過程裝備制造與檢測課程更是如此，例如書本所講述的焊接方法及所涉及的機(jī)器只能通過書本、視頻或教師的實(shí)踐經(jīng)歷了解，但仍然存在部分學(xué)生對焊接概念模糊的現(xiàn)象。對此，通過進(jìn)企業(yè)看工人操作、自己動(dòng)手操作，再結(jié)合理論知識，多數(shù)學(xué)生對焊接有了不一樣的理解。理論很全面，但也很單一，書本的理論知識了解再透徹，實(shí)際操作時(shí)還會(huì)遇到很多突發(fā)狀況，只有體驗(yàn)過才能知道解決方案，也使得理論與實(shí)踐結(jié)合更上臺階。

2.2 基于“工程教育專業(yè)認(rèn)證”要求相應(yīng)增加教學(xué)內(nèi)容

工程教育專業(yè)認(rèn)證對畢業(yè)生的素質(zhì)要求十二條分別為：工程知識、問題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會(huì)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個(gè)人和團(tuán)隊(duì)、溝通、項(xiàng)目管理、終身學(xué)習(xí)。其中，針對過程裝備制造與檢測課程所涉及的工程知識和工程與社會(huì)這兩項(xiàng)，分析為能夠?qū)⒐こ袒A(chǔ)和專業(yè)知識用于解決復(fù)雜工程問題，并基于工程相關(guān)背景知識進(jìn)行合理分析，評價(jià)專業(yè)工程實(shí)踐和復(fù)雜工程問題解決方案對社會(huì)的影響。結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證要求，需要對過程裝備制造與檢測課程進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的重新選擇。工程認(rèn)證是以學(xué)生為中心，注重學(xué)生的個(gè)人能力，全面培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力、個(gè)人與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、終身學(xué)習(xí)能力。為了提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力，僅有書本內(nèi)容是不夠的，還需要有工程實(shí)踐、工程法規(guī)、工程問題、典型產(chǎn)品的制造等方面的內(nèi)容。本專業(yè)還新增工程軟件教學(xué)內(nèi)容，主要有CAD，fluent，ANSYS，PDMS，Aspen等工程軟件，符合工程教育專業(yè)認(rèn)證要求的使用現(xiàn)代工具。為了開拓學(xué)生的思維，提高學(xué)生的分析問題、解決問題能力和創(chuàng)新能力，本專業(yè)還開設(shè)了過程裝備仿真實(shí)驗(yàn)室，具備過程裝備與控制工程專業(yè)所涉及的所有專業(yè)課實(shí)驗(yàn)器材，完善實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

3 教學(xué)方法的改進(jìn)

3.1 采用提問式教學(xué)法

提問式教學(xué)法，顧名思義就是讓學(xué)生帶著問題來思考所學(xué)的知識。有思才能有所得，通過主動(dòng)思考的問題往往更加讓人記憶深刻。本專業(yè)在過程裝備制造與檢測課程中實(shí)行了提問式教學(xué)法，引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變角色，主動(dòng)思考。開課前將本堂課講述的主要內(nèi)容以提問的方式在課件上展示，學(xué)生能帶著問題有目的地進(jìn)行學(xué)習(xí)，還可以針對核心內(nèi)容展開積極討論，讓學(xué)生更好地掌握教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)。提問式教學(xué)法不僅能使學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲，還能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主思考、分析和解決問題的能力，提高過程裝備與控制工程專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和創(chuàng)新能力。

3.2 多種教學(xué)手段結(jié)合

課堂教學(xué)需要通過多媒體引入課外學(xué)習(xí)資源，以現(xiàn)代教育理念為指導(dǎo)，將多媒體引入專業(yè)課教學(xué)課堂，創(chuàng)新教學(xué)模式，改革教學(xué)方法，提高學(xué)生積極性，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)學(xué)習(xí)過程。由于多媒體具有圖、文、聲、像并茂的特點(diǎn)，所以它能提供理想的教學(xué)環(huán)境，使抽象的問題具體化，枯燥的問題趣味化，靜止的問題動(dòng)態(tài)化，復(fù)雜的問題簡單化。在講課的過程中將多媒體與板書有機(jī)結(jié)合可激發(fā)學(xué)生的思維，給學(xué)生留下思考的空間和時(shí)間，讓學(xué)生動(dòng)靜結(jié)合地思考學(xué)習(xí)，可以達(dá)到理想的教學(xué)效果。過程裝備制造與檢測課程特點(diǎn)理論性強(qiáng)，需要良好的基礎(chǔ)知識，知識點(diǎn)與工程實(shí)踐緊密聯(lián)系。為了更好地進(jìn)行知識點(diǎn)講解，本專業(yè)提出了翻轉(zhuǎn)課堂機(jī)制，通過以學(xué)生為中心進(jìn)行課程講解，學(xué)生需要提前準(zhǔn)備好課件，在課堂上以PPT播放結(jié)合自主講解形式進(jìn)行匯報(bào)，其目的在于加強(qiáng)學(xué)生對知識點(diǎn)的理解，提升學(xué)生講解能力，增加課堂活躍度。

3.3 校外實(shí)踐基地建設(shè)

為實(shí)現(xiàn)“走自主創(chuàng)新之路，建設(shè)創(chuàng)新型國家”的國家發(fā)展戰(zhàn)略，滿足企業(yè)對在校人才培養(yǎng)的要求，本專業(yè)全面實(shí)行“3+1”校企聯(lián)合人才培養(yǎng)模式。通過校企合作，以“面向工程、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，能力培養(yǎng)、全面發(fā)展”的教育理念為指導(dǎo)，搭建“實(shí)驗(yàn)室+實(shí)踐基地”遞進(jìn)的“學(xué)做合一”的產(chǎn)學(xué)研合作教學(xué)平臺，形成“教與學(xué)緊密結(jié)合、理論與實(shí)踐緊密結(jié)合、學(xué)校與企業(yè)緊密結(jié)合+全面素質(zhì)教育”的創(chuàng)新教育模式。為實(shí)行“3+1”校企聯(lián)合人才培養(yǎng)方案，要求學(xué)生在四年中累計(jì)有一年時(shí)間在企業(yè)見習(xí)和實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，本專業(yè)與河南鶴煤集團(tuán)、河南開封空分、晉開集團(tuán)均建立了校企合作實(shí)踐基地。校企合作實(shí)踐基地的建設(shè)很大程度上彌補(bǔ)了學(xué)校實(shí)訓(xùn)資源的不足，利用企業(yè)的先進(jìn)的工程技術(shù)人員培養(yǎng)機(jī)制，大大提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力，為學(xué)生后期的就業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在校期間也聘請過中石化天津分公司高級工程師和河南鍋檢所質(zhì)檢工程師進(jìn)行對需求人才的培養(yǎng)。校企聯(lián)合是一條在大眾化教育形勢下培養(yǎng)面向市場化的基礎(chǔ)知識扎實(shí)、創(chuàng)新與實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型本科生的改革新路。

3.4 課程審核評定

由于課程學(xué)時(shí)的縮減，目前過程裝備制造與檢測課程評價(jià)基本上是通過平時(shí)成績與期末考試來評定的，忽略了本課程的工程實(shí)踐性原則。這種考核方式不能實(shí)事求是地反映學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握和理解，更談不上運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決工程實(shí)際問題的能力。因此，教師也很難及時(shí)對教學(xué)存在的問題給予修正和彌補(bǔ)。為此，本專業(yè)為過程裝備制造與檢測構(gòu)建“雙師型教師隊(duì)伍”并形成有效的運(yùn)行機(jī)制。雙師型教師，顧名思義就是教師既要具備理論教學(xué)的素質(zhì)，也應(yīng)具備實(shí)踐教學(xué)的素質(zhì)，通過大力引進(jìn)高層次人才、提升教師素質(zhì)、鼓勵(lì)教師出國進(jìn)修訪問等舉措，不斷優(yōu)化師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)，努力加強(qiáng)師資隊(duì)伍內(nèi)涵建設(shè)，深化“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)。另外還實(shí)行期末審核評定教師制度，具體實(shí)行為學(xué)生于學(xué)期末給課程相應(yīng)的教師進(jìn)行審核評定，對審核不合格的教師予以教學(xué)上的建議，學(xué)校也會(huì)對審核不合格的教師予以停課處分。師生之間的負(fù)反饋評定有助于提高教師教學(xué)的認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)度，也有助于學(xué)生勇敢表達(dá)個(gè)人感受。

4 結(jié)語

過程裝備制造與檢測是工程實(shí)踐性非常強(qiáng)的一門課程，工程實(shí)踐教學(xué)應(yīng)該貫穿融合在教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)中。通過建立科學(xué)的教學(xué)體系、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容整合、加強(qiáng)雙師型教師隊(duì)伍建設(shè)、完善考核評價(jià)體系最終完善教學(xué)改革內(nèi)容與方法。合理的教學(xué)改革可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，再結(jié)合工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，可全面提高學(xué)生的就業(yè)競爭力和社會(huì)適應(yīng)能力，從而全面提高過程裝備與控制工程專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量。