新時代背景下“金工實訓(xùn)”課程體系改革與教學(xué)實踐

周俊波　王艷華

摘? ? 要：文章基于新時代背景下“金工實訓(xùn)”課程存在的不足，創(chuàng)建了“認知訓(xùn)練—技能訓(xùn)練—綜合訓(xùn)練—創(chuàng)新訓(xùn)練”多層次的“金工實訓(xùn)”課程體系，并在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中推進探索校企合作、改進教學(xué)方法、優(yōu)化學(xué)生成績評價體系、組建優(yōu)質(zhì)教師團隊等改革措施。教學(xué)實踐表明，改革后的“金工實訓(xùn)”課程體系得到了學(xué)生認可，提升了教學(xué)質(zhì)量。課程體系的建設(shè)思路和教學(xué)實踐措施為兄弟院校的“金工實訓(xùn)”課程教學(xué)改革提供有益的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：“金工實訓(xùn)”;課程體系改革;教學(xué)實踐

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1002-4107（2022）06-0083-03

“金工實訓(xùn)”是工科專業(yè)最重要的實踐教學(xué)課程之

一，是理論知識與實踐應(yīng)用的重要紐帶[1]，主要培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)、動手能力和創(chuàng)新意識[2]，其實踐屬性是其他課程無法替代的。新時代背景下，新工科、工程教育專業(yè)認證和課程思政等系列政策相繼出臺，對人才培養(yǎng)、實踐教學(xué)等提出了新要求。目前，“金工實訓(xùn)”課程呈現(xiàn)諸多不足，亟需求變[3]。國內(nèi)外學(xué)者開展了實踐教學(xué)并提出許多具有可借鑒性的改革措施[4]。但是，如何結(jié)合高校自身條件，探索符合自身發(fā)展和滿足地方行業(yè)特色需求的“金工實訓(xùn)”課程體系依然是值得研究且具有重要意義的問題。

“金工實訓(xùn)”課程體系對高校地質(zhì)工程、核工程與核技術(shù)、機械設(shè)計制造及其自動化等專業(yè)順利通過工程教育專業(yè)認證提供了有力支撐。因此，文章構(gòu)建了融入工程教育專業(yè)認證和質(zhì)量管理體系理論的“金工實訓(xùn)”課程教學(xué)體系，并在實踐教學(xué)中探索了相應(yīng)的改革措施。

一、“金工實訓(xùn)”課程體系存在的不足

（一）教學(xué)內(nèi)容陳舊，缺乏有機融合

大多數(shù)高校工程實訓(xùn)廣度較好，包含熱加工（鑄造、鍛造和焊接）、傳統(tǒng)機械加工（車、鉗、銑、刨等）、智能制造（數(shù)控車、數(shù)控銑、加工中心等），以及特種加工（激光加工和線切割等）等;部分高校融合了電子類相關(guān)實訓(xùn)。但是大部分高校實訓(xùn)深度不夠，缺乏真實的工程氛圍，如鉗工教學(xué)十多年來“磨個錘子”，缺乏裝配技能的培訓(xùn)，難以培養(yǎng)學(xué)生的綜合工程能力。“金工實訓(xùn)”課程主要以基礎(chǔ)理論知識和基本操作技能為主，缺乏系統(tǒng)化訓(xùn)練，各知識點間缺乏必要的交叉與融合。例如，“金工實訓(xùn)”課程內(nèi)容一般未融合機械制圖、機械制造基礎(chǔ)和機械設(shè)計等相關(guān)知識，學(xué)生無法通過金工實習構(gòu)建機械制造專業(yè)系統(tǒng)化的知識體系框架。另外，教學(xué)內(nèi)容欠缺職業(yè)素養(yǎng)及工程素質(zhì)等相關(guān)知識。

目前，3D打印、快速成型、精密注塑等新技術(shù)、新方法、新工藝已經(jīng)逐漸成熟并應(yīng)用于社會生產(chǎn)環(huán)節(jié)。但是大部分高校實習教學(xué)缺乏相應(yīng)設(shè)備，難以開展新工藝、新方法等方面的培訓(xùn)，不利于培養(yǎng)社會所需的創(chuàng)新型和復(fù)合型人才。

（二）教學(xué)方式單一，缺乏自主創(chuàng)新

受實習場地和設(shè)備等資源制約，學(xué)生在實踐操作環(huán)節(jié)中，往往是幾人同時使用一臺設(shè)備，存在重大的安全隱患，而且難以保證教學(xué)質(zhì)量?！敖鸸嵱?xùn)”課程沿用“師傅帶徒弟”的方式，采用“教師講理論—示范操作—學(xué)生實操”模式。在這種教學(xué)方式下，指導(dǎo)教師一般在實訓(xùn)設(shè)備周圍講解理論，學(xué)生聽課效果差。受課時限制，實訓(xùn)時長不足以讓學(xué)生熟練掌握操作技能，從而影響實訓(xùn)效果。另外，學(xué)生實訓(xùn)環(huán)節(jié)僅僅是模仿性實踐，即在相同加工設(shè)備上采用相同操作方法，機械地重復(fù)教師預(yù)先安排的加工內(nèi)容。這種“求同”式教學(xué)方式難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，達不到培養(yǎng)“求異”式創(chuàng)新思維的目的。

（三）師資隊伍人員缺乏

一方面，“金工實訓(xùn)”課教師一般來源于高校實習工廠，教師隊伍中部分教師是大?；蛑袑W(xué)歷和技工在崗，師資學(xué)歷基礎(chǔ)低。另一方面，目前高校招聘教師的學(xué)歷一般要求是博士，然而實習教學(xué)工作量大，工作條件差，很少有博士感興趣，而操作技能精湛且具有豐富實踐經(jīng)驗的教師受學(xué)歷限制被拒之門外，導(dǎo)致高校“金工實訓(xùn)”課程教學(xué)崗位難以招聘到合適的教師。面對日益龐大的學(xué)生人數(shù)，高校實訓(xùn)教師隊伍人員明顯不足，且職稱和學(xué)歷相對偏低。同時，實驗系列職稱設(shè)置不合理，導(dǎo)致實訓(xùn)教師的上升空間小且難度大。教師隊伍底子差、難以引進合適的師資且職稱上升空間小等因素導(dǎo)致師資隊伍問題日益嚴重，亟需變革。

二、“金工實訓(xùn)”課程體系建設(shè)和改革措施

（一）重構(gòu)“金工實訓(xùn)”課程體系

“金工實訓(xùn)”課程體系建設(shè)堅持工程教育專業(yè)認證中的以成果為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心和持續(xù)改進三原則，從學(xué)什么、怎么學(xué)和學(xué)得怎么樣三方面，結(jié)合各專業(yè)畢業(yè)要求指標點，與各專業(yè)教研室共同協(xié)商設(shè)計課程體系。在教學(xué)環(huán)節(jié)中引入質(zhì)量管理體系理論，對培養(yǎng)目標、課程內(nèi)容、教學(xué)方法等持續(xù)改進，以期“金工實訓(xùn)”課程能夠滿足各專業(yè)的畢業(yè)要求和支撐專業(yè)認證。 “金工實訓(xùn)”課程體系建設(shè)的總體構(gòu)想如圖1所示。

以成都理工大學(xué)為例闡述機械類專業(yè)“金工實訓(xùn)”課程體系的建立過程。首先，基于成都理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心現(xiàn)有設(shè)備及師資，結(jié)合四川省汽車制造的行業(yè)背景，使“金工實訓(xùn)”課程從傳統(tǒng)加工技能訓(xùn)練轉(zhuǎn)向以激光加工、數(shù)控加工及機器人應(yīng)用技術(shù)等先進制造技術(shù)為主的綜合實訓(xùn)，構(gòu)建“認知訓(xùn)練—技能訓(xùn)練—綜合訓(xùn)練—創(chuàng)新訓(xùn)練”多層次的“金工實訓(xùn)”課程體系。其次，在實訓(xùn)內(nèi)容中，增添前沿、科學(xué)講座，重點介紹各科學(xué)機械發(fā)展史、前沿，以及在工程領(lǐng)域的具體應(yīng)用，旨在激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣;添加企業(yè)文化教育，使學(xué)生在準工廠環(huán)境中接受加工工藝、管理能力等方面的培訓(xùn)，旨在提升學(xué)生的企業(yè)文化意識;注重挖掘課程中蘊含的思政元素，將工匠精神、歷史文化、人文文化等思政元素融入到教學(xué)環(huán)節(jié)中，實現(xiàn)立德樹人的教育本義，培養(yǎng)學(xué)生社會責任感和人文情懷。依托教務(wù)處的評教系統(tǒng)獲取學(xué)生滿意度反饋，從達成度方面對教學(xué)質(zhì)量進行評價，依據(jù)評價結(jié)果，修訂培養(yǎng)目標、優(yōu)化課程內(nèi)容、改進教學(xué)方法等。

（二）實訓(xùn)環(huán)節(jié)的改革措施

1.創(chuàng)建校企合作模式

近年來，成都理工大學(xué)金工實訓(xùn)中心與企業(yè)廣泛合作，通過產(chǎn)學(xué)一體化、師資交流等途徑，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才開辟新路徑。例如，成都理工大學(xué)金工實訓(xùn)中心與昆山巨林科教實業(yè)有限公司共建產(chǎn)教融合的聯(lián)合實訓(xùn)項目（如引進柔性制造系統(tǒng)），拓展教學(xué)內(nèi)容（如加工中心實訓(xùn)對象為企業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品），使課程內(nèi)容滿足行業(yè)發(fā)展的需求。教師帶領(lǐng)學(xué)生參與企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計和研發(fā)等科研活動，如參與長春市東禾科技有限公司的智能防錯工位設(shè)備研究及深圳易達升自動化設(shè)備有限公司的液晶板沖擊試驗臺的設(shè)計等，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新實踐能力，而相關(guān)科研活動也帶動多名機械工程專業(yè)學(xué)生就業(yè)。

2.改進教學(xué)方法

以教師為中心的傳統(tǒng)“灌輸式”“填鴨式”的教學(xué)方式難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習積極性、主動性和創(chuàng)造性，不利于培養(yǎng)創(chuàng)新型和復(fù)合型人才。教師在教學(xué)過程中引進“項目教學(xué)法”和“混合式教學(xué)模式”等先進的教學(xué)理念，采用“問題引入”“任務(wù)驅(qū)動”等先進的教學(xué)方法，倡導(dǎo)啟發(fā)式和討論式教學(xué)，有利于提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生團隊意識和創(chuàng)新意識。在理論教學(xué)環(huán)節(jié)，教師根據(jù)需要制作微課、小視頻等，或利用在線課程平臺，選用具備直觀性、趣味性的教學(xué)資源（如生動形象的動畫、視頻等），從而調(diào)動學(xué)生學(xué)習積極性，提升教學(xué)效果。在實訓(xùn)操作環(huán)節(jié)，教師充分利用各種仿真軟件（如CAXA數(shù)控車、線切割、制造工程師等）對學(xué)生進行仿真實訓(xùn)。

3.優(yōu)化學(xué)生成績評價體系，融入思政元素

綜合評估企業(yè)指導(dǎo)教師的反饋意見及學(xué)生滿意度的調(diào)查結(jié)果，優(yōu)化學(xué)生成績評價體系。在以實訓(xùn)產(chǎn)品和實驗報告綜合評定成績的基礎(chǔ)上，增添學(xué)生實訓(xùn)的過程控制、學(xué)生答辯和自評、互評等考核環(huán)節(jié)，并在成績評定系統(tǒng)中隱性融入思政元素。學(xué)生在實訓(xùn)過程中的表現(xiàn)，如出勤情況、安全文明操作、課堂表現(xiàn)等，由指導(dǎo)教師記錄并評定。學(xué)生自評環(huán)節(jié)主要評定任務(wù)完成的達成度及學(xué)生在實訓(xùn)環(huán)節(jié)中起到的作用;互評環(huán)節(jié)主要對其他組的作品進行打分。這樣不僅加強學(xué)生間的交流，而且培養(yǎng)學(xué)生誠信意識。教師在自評、互評環(huán)節(jié)中監(jiān)督和引導(dǎo)學(xué)生的行為，并基于學(xué)生的自評、互評對每組作品進行綜合評價，評定成績確保評價全面，做到公平公正，以身作則，培養(yǎng)學(xué)生公平公正意識。此外，評定成績系統(tǒng)中增添“一票否決”，即學(xué)生在實訓(xùn)環(huán)節(jié)不遵守安全操作規(guī)程，出現(xiàn)嚴重違規(guī)行為（如工件或車刀未裝夾牢固等）或違紀行為（如在車間追跑打鬧等），則“金工實訓(xùn)”課程成績不合格，旨在約束學(xué)生行為，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)膶嵙晳B(tài)度。

以《智能機器人》工種為例，實訓(xùn)環(huán)節(jié)是學(xué)生組裝機器人，然后編程和調(diào)試控制機器人實現(xiàn)既定的運動，最后通過答辯及自評、互評等環(huán)節(jié)完成實訓(xùn)任務(wù)，其成績評價體系如圖2所示。

4.組建優(yōu)質(zhì)教師團隊，提升教學(xué)能力

實訓(xùn)教師素質(zhì)直接影響“金工實訓(xùn)”課程教學(xué)質(zhì)量，因此，組建一支懂理論、實踐操作強的優(yōu)質(zhì)教師隊伍是工程實訓(xùn)建設(shè)和發(fā)展的有力保障。目前，“金工實訓(xùn)”課程普遍存在教師人員不足、學(xué)歷低且難以招到合格教師的窘境。為解決這些問題，一方面，成都理工大學(xué)金工實訓(xùn)中心極力鼓勵和支持年輕教師利用課余時間繼續(xù)深造提升自身學(xué)歷，目前已有1名教師獲得博士學(xué)位。另一方面，成都理工大學(xué)金工實訓(xùn)中心充分挖掘校方師資力量和合作企業(yè)的工程師，組建了以現(xiàn)有在編教師為主，返聘退休教師、企業(yè)高級工程師和學(xué)生助教（一般大三、大四學(xué)生）為輔的教學(xué)團隊。退休教師利用其豐富的教學(xué)經(jīng)驗，督導(dǎo)和指導(dǎo)青年教師教學(xué);企業(yè)高級工程師采用專題講座等教學(xué)形式，分享其豐富的實踐研發(fā)經(jīng)驗和具體案例，從而豐富工程實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容;學(xué)生助教與學(xué)生年齡相仿，起到良好的輔助教學(xué)作用。

三、“金工實訓(xùn)”課程體系改革成效

目前，成都理工大學(xué)實訓(xùn)中心面向全校7個學(xué)院，接近40個本科專業(yè)開設(shè)1～3周的工程實訓(xùn)教學(xué)。經(jīng)過1學(xué)年的教學(xué)實踐，教務(wù)系統(tǒng)的評教系統(tǒng)顯示，學(xué)生評價分數(shù)超95分。近幾年，金工實訓(xùn)中心教學(xué)團隊指導(dǎo)學(xué)生在全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽和全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽等具有影響力的全國性大學(xué)生賽事上獲得國家級、省級獎項高達20余項?？梢?，改革后的“金工實訓(xùn)”課程體系得到了學(xué)生認可，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習的積極性，提升了學(xué)生創(chuàng)新實踐能

力，培養(yǎng)了學(xué)生團隊協(xié)作意識。另外，“金工實訓(xùn)”課程對學(xué)校地質(zhì)工程、核工程與核技術(shù)、機械設(shè)計制造及其自動化等專業(yè)工程教育專業(yè)認證提供了有力支撐。

綜上所述，改革后的“金工實訓(xùn)”課程初具實效，值得各兄弟院校借鑒。

新工科背景下，工程教育專業(yè)認證和課程思政等一系列政策出臺，給“金工實訓(xùn)”課程帶來了挑戰(zhàn)，同時也帶來了改革的機遇。成都理工大學(xué)在充分掌握“金工實訓(xùn)”課程的發(fā)展瓶頸，以及相關(guān)有借鑒意義的改革措施的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建了融入工程教育專業(yè)認證和質(zhì)量管理體系理論的四層次“金工實訓(xùn)”課程體系，并在實踐教學(xué)中采用校企合作、改進教學(xué)方法、優(yōu)化學(xué)生成績評價體系、組建優(yōu)質(zhì)教師團隊等改革措施。經(jīng)過1學(xué)年的教學(xué)實踐表明：改革后的“金工實訓(xùn)”課程體系得到了學(xué)生認可，取得了良好的教學(xué)效果，并為成都理工大學(xué)相關(guān)專業(yè)順利通過工程教育認證提供支撐。相關(guān)研究為“金工實訓(xùn)”課程的教學(xué)改革提供了實踐指導(dǎo)。

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編輯∕陳晶

收稿日期：2021-05-19? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 修回日期：2021-06-01

作者簡介：周俊波（1983—），男，湖北天門人，成都理工大學(xué)機電工程學(xué)院講師，博士，研究方向：智能機器人、激光加工。

基金項目：2019年教育部高等教育司第一批產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目“‘工業(yè)4.0’背景下機械工程實訓(xùn)課程體系建設(shè)”（201901153001）;2019年教育部高等教育司第二批產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目“激光加工創(chuàng)新訓(xùn)練的教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革”（201902154005）;成都理工大學(xué)校級課題“成都理工大學(xué)中青年骨干教師”（10912-JXGG2020-00499）