新工科背景下美育教育在金工實習(xí)教學(xué)中的改革與探索

韓雪艷 宋佳秋 馬亞磊 王雪姣 張 爽 侯培國 劉利剛

燕山大學(xué)工程訓(xùn)練中心 河北秦皇島 066004

中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于全面加強(qiáng)和改進(jìn)新時代學(xué)校體育工作的意見》和《關(guān)于全面加強(qiáng)和改進(jìn)新時代學(xué)校美育工作的意見》中指出系統(tǒng)開展美育教育課程,實現(xiàn)美育教育與學(xué)生成長同向而行,引導(dǎo)廣大學(xué)生成為“德智體美勞”全面發(fā)展的擔(dān)當(dāng)民族復(fù)興大任的時代新人[1]。新工科背景下,金工實習(xí)作為高等院校重要實踐環(huán)節(jié)之一,將金工實習(xí)改革目標(biāo)定位于培養(yǎng)我國“知識、能力、素質(zhì)、創(chuàng)新”四位一體的復(fù)合型人才,通過金工實習(xí)教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新等措施,提高金工實踐教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、工程素養(yǎng)、創(chuàng)新意識及工匠精神等[2-4]。但是,目前各大高校的金工實習(xí)實踐教學(xué)過程中,主要強(qiáng)調(diào)工程實踐教育,沒有體現(xiàn)美育教育[5],尤其是金工實習(xí)課程中涉及的工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計、藝術(shù)類等專業(yè)學(xué)生的教學(xué)中缺乏一定的美學(xué)實踐性課程[6],亟須增加美育教育教學(xué)內(nèi)容,加強(qiáng)高等院校學(xué)生素質(zhì)教育培養(yǎng)?；诖?燕山大學(xué)工程訓(xùn)練中心金工實習(xí)實訓(xùn)部將以“金工實習(xí)課程”為基礎(chǔ),基于中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化傳承發(fā)展和藝術(shù)經(jīng)典教育,以“工藝錘”為研究對象,通過將工程實踐教育與美育教育相融合,開展全新的工程實踐教學(xué)模式,使學(xué)生理解和形成基于美育教育的工程實踐價值觀,促進(jìn)學(xué)生形成正確的世界觀、人生觀、價值觀和審美觀[7-8]。本項目將以服務(wù)學(xué)生全面發(fā)展、增強(qiáng)綜合素質(zhì)為目標(biāo),培養(yǎng)大學(xué)生實踐能力、勞動觀念、工程素養(yǎng)及工匠精神[9]。

1 課程方案設(shè)計

1.1 工藝錘個性化設(shè)計方案制訂

工程訓(xùn)練中心金工實習(xí)的主要目的是培養(yǎng)大學(xué)生的工程意識、動手能力、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識,提高工程實踐能力。通過金工實習(xí),培養(yǎng)學(xué)生成為熱愛勞動、崇尚勞動以及全面發(fā)展的敢于擔(dān)當(dāng)?shù)臅r代新人,拓寬知識視野,提高就業(yè)質(zhì)量。金工實習(xí)教學(xué)開展普通車床、普通銑床、數(shù)控車床、數(shù)控銑床、鑄造、電焊、鍛造、鉗工、3D打印、熱處理、激光打標(biāo)、電控、線切割和木藝等14個實習(xí)項目,通過各工種金工實習(xí)內(nèi)容開展工程實踐活動,提高其動手能力,培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神和團(tuán)隊合作能力[10]。在工程訓(xùn)練中心金工實習(xí)課程教學(xué)中,大學(xué)生的工程實踐能力得到了明顯的提升,利用實踐教學(xué),讓大學(xué)生學(xué)會塑造自己,掌握工程實踐能力、創(chuàng)新思維和工匠精神,實現(xiàn)了大學(xué)生的工程能力教育。高等院校美育教育主要是培養(yǎng)大學(xué)生欣賞美、創(chuàng)造美等能力,美育是素質(zhì)教育的重要組成部分,能夠幫助學(xué)生自覺接受思想教育,形成正確的價值觀和道德體系[11]。但是,在金工實習(xí)的過程中缺少了美育教育,尤其是在非機(jī)械類學(xué)科專業(yè)大學(xué)生的工程訓(xùn)練實踐教學(xué)過程中,沒有將美育教育融入金工實習(xí)中,不利于人才后期的培養(yǎng)與發(fā)展,是金工實習(xí)工程實踐教學(xué)缺失環(huán)節(jié)[12-13]。

為了提高大學(xué)生的綜合能力,提高教育教學(xué)水平,燕山大學(xué)工程訓(xùn)練中心金工實習(xí)實訓(xùn)部開展了以項目制教學(xué)為核心的金工實習(xí)教學(xué)改革[14],通過開展“工藝錘”項目實現(xiàn)大學(xué)生的工程實踐能力與美育教育的融合,提高當(dāng)代大學(xué)生的工程素質(zhì)。

工藝錘是由錘頭和錘柄兩部分組成的。研究基于工業(yè)設(shè)計和個性化設(shè)計的工藝錘錘頭和錘柄的設(shè)計新方法和新思路,通過工藝錘錘頭和錘柄的個性化設(shè)計,將審美和人文素養(yǎng)等美育教育教學(xué)元素融入工程訓(xùn)練實踐教學(xué)中去,在工程實踐教育的過程中實現(xiàn)美育教育。

工藝錘項目以班級為單位,每班同學(xué)平均分為5～6支隊伍,自由組隊,每隊5～6名同學(xué),推選出隊長1名。各小組通過查詢資料、網(wǎng)絡(luò)調(diào)研,結(jié)合人員分工及設(shè)備情況,進(jìn)行工藝錘的個性化設(shè)計,合理制定錘頭、錘柄的外觀形狀、尺寸以及錘頭和錘柄的加工和連接方法。設(shè)計方案應(yīng)體現(xiàn)美學(xué)、藝術(shù)性及方案設(shè)計的多樣性,實現(xiàn)在金工實習(xí)實踐教學(xué)過程中的美學(xué)教育。

1.2 工藝錘重點加工理論和加工方法

工藝錘項目在制作過程中主要涉及的加工方法有車削(含數(shù)控車)、銑削(含數(shù)控銑)、線切割、磨削、3D打印、激光切割、鉗工加工等,在工程訓(xùn)練基礎(chǔ)教學(xué)模塊強(qiáng)化對上述加工方法、原理和設(shè)備使用的教學(xué)。以工藝錘設(shè)計和加工為主線,在工程實踐勞動過程中,通過融入美育教育教學(xué),基于多種加工方法交叉融合的實習(xí)教學(xué)方法,開展普通工種與重點加工工種實習(xí)學(xué)時差異性分配教學(xué)模式,使學(xué)生掌握加工工藝編制,完成工藝錘加工制作的同時,實現(xiàn)美育教育的過程融合。

2 考核體系建立

學(xué)生工藝錘加工作品考核標(biāo)準(zhǔn)是以團(tuán)隊(團(tuán)隊成員之間采取互評分的方式,體現(xiàn)勞動價值)的形式完成個性化作品考核,滿分100分。其考核內(nèi)容由勞動表現(xiàn)和加工質(zhì)量、工藝錘外觀設(shè)計、設(shè)計報告及答辯三部分組成,其分值分別為勞動表現(xiàn)和加工質(zhì)量考核40分、工藝錘外觀設(shè)計25分、設(shè)計報告(含作品展示)及答辯35分。具體考核方式如下所示。

2.1 勞動表現(xiàn)和加工質(zhì)量考核

勞動表現(xiàn)方面:嚴(yán)格執(zhí)行實驗室的規(guī)章制度;按照規(guī)定時間完成相應(yīng)的任務(wù);愛護(hù)機(jī)床設(shè)備,保管好工具、量具等,保持并及時整理金工實習(xí)場地的工作環(huán)境。

加工質(zhì)量考核方面:按照“用自己的尺子量自己”的原則,以各小隊自行設(shè)計的工藝錘方案圖紙、加工工藝為考核標(biāo)準(zhǔn),重點考核工藝錘作品的尺寸精度、表面粗糙度和形位公差與設(shè)計圖紙的符合程度;重點考核工藝錘加工工藝的合理性問題。

2.2 工藝錘外觀設(shè)計考核

從外觀、藝術(shù)性、個性化設(shè)計和創(chuàng)新性等角度考核:一是從工藝錘設(shè)計角度考核各小隊工藝錘作品與美育課程教育教學(xué)理念的關(guān)聯(lián)性;二是通過工藝錘實物作品的外形美觀程度、藝術(shù)性等角度考核學(xué)生發(fā)現(xiàn)美、創(chuàng)造美的能力,實現(xiàn)大學(xué)生的審美、人文素質(zhì)與工程實踐教育的融合性培養(yǎng)。

2.3 設(shè)計報告及現(xiàn)場答辯

全面總結(jié),定格美好畫面。通過金工實習(xí)報告展示工藝錘方案設(shè)計、工藝編制、加工方法及加工制造過程,重點突出創(chuàng)意性設(shè)計思路、選材、加工原理、加工方法等。

思路清晰,加工工藝合理。工藝錘的材料屬性、加工工藝(包括工位、工序、工步)、加工設(shè)備的種類以及各種加工設(shè)備的加工內(nèi)容、加工范圍、加工效率等相關(guān)信息要掌握準(zhǔn)確,合理選擇材料及加工設(shè)備,提高經(jīng)濟(jì)效益,做到事半功倍。組內(nèi)互評,公平公正。依據(jù)個人對團(tuán)隊的貢獻(xiàn),通過組內(nèi)互評的方式,給出自評分。按照“10分”計算,采用如10-9-8-7-6-5、9-9-7-7-5-5等分配方式進(jìn)行分配,最多允許兩名同學(xué)成績相同。

設(shè)計報告的內(nèi)容排版應(yīng)整齊、美觀,A4紙打印,左側(cè)裝訂?，F(xiàn)場采用PPT答辯的方式進(jìn)行考核,答辯時間為5分鐘。

3 課程實施

3.1 項目方案設(shè)計

2022年秋季學(xué)期,21級工程力學(xué)1～2班,實習(xí)時間為第5～8周,實習(xí)天數(shù)為15個工作日,共60人進(jìn)行了“工藝錘”項目的實踐教學(xué)。在實施過程中,按照要求對實習(xí)學(xué)生進(jìn)行自由分組,每組人數(shù)5～6人,共6組。采用“工程實踐+美育教育”交叉融合的課程教育模式,依據(jù)金工實習(xí)中“錘”練工程素養(yǎng)及精神品格項目實施方案進(jìn)行金工實習(xí)。每個小組首先進(jìn)行方案設(shè)計,然后采用線上和線下的方式進(jìn)行工藝錘方案的評審,經(jīng)過多次反復(fù)修改設(shè)計方案,將美學(xué)元素的融入方案設(shè)計中。如圖1所示。

3.2 項目實施

參加“工程實踐+美育教育”課程教育模式進(jìn)行金工實習(xí)的學(xué)生,其工藝錘加工過程,如圖2所示。部分作品如圖3所示。

圖2 加工過程

圖3 作品展示

4 結(jié)論

通過金工實習(xí)中“錘“練學(xué)生的工程素養(yǎng)及精神品格項目,在進(jìn)行工藝錘設(shè)計的過程中,將外觀設(shè)計、工業(yè)設(shè)計和個性化設(shè)計等內(nèi)容融入金工實習(xí)實踐教學(xué)過程中,實現(xiàn)美育教育,并取得如下成果。

(1)在工程訓(xùn)練實踐教學(xué)過程中將工程實踐教育與美育教學(xué)相融合,填補(bǔ)工程訓(xùn)練實踐教學(xué)過程中美育缺失的空白,實現(xiàn)樹德、增智、強(qiáng)體、育美的目的。

(2)綜合利用機(jī)械加工理論、方法、材料學(xué)、藝術(shù)設(shè)計等專業(yè)知識,多學(xué)科交叉融合指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項目設(shè)計和實施,構(gòu)建了全面、健康的美育環(huán)境。