機械工程實訓開放型教學模式的實踐探索
作者:張軍林 張 桐 馮宏偉
發布時間:2021-11-29 10:56:11 來源:陜西教育報刊社
[摘 要]在應用型的本科院校中,機械工程實訓教學對促進和培養學生的工匠精神有著十分重要的意義。傳統的校內實訓具有較強的封閉性,使得實訓教學中存在的問題較多。因此,本文結合榆林學院校內機械工程的實訓教學,借助微信和校內實訓基地為實踐載體,從分析校內實訓教學存在的問題入手,以改進問題為目標,以強化學生實訓能力為前提,就如何實施開放型的教學模式,基于理論和實踐結合的視角,提出了具體的對策,以促進開放型實訓教學模式的構建。
[關鍵詞]應用本科院校 機械工程 實訓教學 開放型教學模式
課題:榆林市新材料工程技術研究中心建設“Ti-6Al-4V表面激光熔覆制備Ti-Cu阻燃合金層研究”(課題編號:CXY-2020-006)。
當前,對于學生實踐能力的提升越來越重視,作為應用型的本科院校,應切實發揮校內實訓的優勢,尤其是在機械工程實訓中,應朝著開放型的方向發展,著力構建開放型的教學模式。而校內實訓的方式較多,需要采取線上與線下結合的方式,使理論和實踐得到有機結合,校內機械工程的實訓教學模式更具有開放性和有效性,以下就此展開探究。
機械工程實訓教學模式現存問題與原因分析
1.實訓教學內容的針對性不足
實訓教學內容的針對性將直接影響實訓教學質量,進而對學生專業能力的提升也帶來影響。在本課題研究中發現,學院在實訓教學內容方面的針對性還有待提升,這主要是因為所采用的教學內容較為陳舊,且教師在日常教學中的主動改革創新的動力不足,加上忽視對學生學習興趣的激發,使得學生在實踐能力上有待提升,尤其是職業勝任力有待提升。
2.實訓項目設置的關聯性不足
機械工程專業的實訓教學中,由于工種較多,需要對學生實施不同工種的輪換實訓。但是,在本課題研究中發現,在設置實訓項目時,不同工種的實訓項目設置的關聯性較差,即便在綜合實訓項目中,也存在綜合性不足和實踐性不足的問題,這主要是由于在實訓項目設置時忽視學生的現場體驗,難以將不同工藝有效地串聯起來,同時在項目創新設置方面滯后,對學生的綜合能力提升受到的影響較大。
3.制約實訓成效的因素較多
雖然學生對實訓教學在提高自身實踐能力方面的作用有著較為全面的認識,但是由于實訓成效的制約因素較多,進而影響實訓成效。首先,學生對實訓的期望值過高,而自身又不滿足專業培養,難以從自身找問題,與其他學生之間的配合不足,導致實訓成效不足。其次,由于實訓場地、設備等資源有限,使得實訓課程的科學性、開放性不足。最后,實訓項目的設置往往以理論為基礎,而忽視了實際需求,容易影響學生實訓的積極性。
基于理論視角促進開放型實訓教學實施的對策
1.以開放型的實訓理念,推動實訓方法的改進
機械工程實訓教學理念將直接對實訓成效帶來影響,因此在本課題研究中,始終注重開放性實訓理念的貫徹,不僅課題組成員之間要加強對實訓教學理念的學習和研究,而且要深入企業一線調研,掌握行業人才需求狀況,并創設開放型的實訓環境,構建理論與實踐一體化的教學體系,加強與學生的線上溝通和線下互動,使得學生參與實訓的積極性得以激發,最終在教師改進實訓方法的同時,加強對學生實訓過程的指導,以開放型的實訓理念,促進實訓方法的改進與優化。
2.以開放型的實訓為目標,推動實訓內容的優化
由于機械工程專業的實訓教學具有較強的實踐性,因此實訓目標應具有較強的開放性,課題組成員不僅注重對學生的引導,而且在實訓內容方面也盡可能地符合基層一線對專業人才的需求,同時根據學生的特點,針對性地制定了多元的實訓方案,不同的實訓方案所包含的實訓內容也不同。在開放型的實訓目標制定過程中,始終將理論知識作為前提,結合學生對理論知識的掌握情況和興趣愛好,設置相應的實訓方案和內容,使得實訓教學的針對性和開放性更強,而學生參與實訓項目的選擇性更強,使得學生與教師一起著力解決實訓中存在的問題。比如,針對理論基礎不足的學生,通過實踐與理論結合,不斷夯實學生的理論基礎;針對實踐能力不足的學生,采取小組相互合作學習和教師指導的方式,使得實訓的針對性得到提升。
基于實踐視角促進開放型實訓教學實施的對策
在本課題實施中,由于受到新冠肺炎疫情的影響,對機械專業學生開展實訓教學時,為促進應用型和開放型人才的培養,課題組成員在實施實訓教學時,充分借助微信公眾號,加強與學生的在線互動,由于在這一期間的實訓項目是金屬機械加工工藝,所以結合本實訓課程的實際,對開放性實訓教學的實施對策進行認真總結。
1.強化學情分析,增加師生互動
本課題在實訓關鍵時期,由于遇到了新冠肺炎疫情,為確保本課題順利實施,減少疫情對課題實施帶來的影響,在實訓項目選定時,綜合多方討論,為實現線上、線下混合式教學模式,結合居家在線學習的需要,決定實施金屬機械加工工藝實訓項目,這樣不僅學習環境較為開放,而且能增強學生實訓的靈活性。
2.強化線上溝通,引導線下實踐
通過前期對學生的學情分析和實踐需要,為強化師生互動,在本課題中,充分發揮微信的優勢,利用微信加強與學生的溝通和在線學習,學習中采取循序漸進的方式。首先,給學生講解本實訓課程涉及的理論知識點,要求學生加強對理論知識的復習,比如,機械加工的基本原理是什么、常見的金屬加工工藝有哪些、我們應該如何維護機械設備等。學生通過前期教師在微信中的引導,使得學生對本次實訓項目涉及的理論知識有了一個基本的認識。其次,由于學生在家缺乏實訓工具,所以提前給學生對實訓項目進行講解,課題組成員通過精心錄制實訓視頻,使得學生對批量生產螺栓螺母、六角螺母、四方塊制作等過程有一個基本的認識。最后,在開學之后,要求學生按照前期線上的學習和互動,完成相應的實訓項目,并對實訓項目的實施情況進行總結和查漏補缺,強化學生的實訓能力。下面就本課題實施中的兩個實訓項目進行簡要介紹。
(1)車削加工案例分析
①課間實訓的內容
車削加工實訓指在幫助學生掌握車床切削時,工件和車刀的相對運動稱為切削運動。常見車床切削運動有主運動與進給運動,要求學生完成對“階梯軸→短軸→扭桿→陀螺→三角形螺紋”的工件車削順序和任務。
②課前準備
課前引導學生在車銑工實訓中,加強對車削設備和加工知識的預習和閱讀,通過微信公眾號給學生推送有關車削加工視頻的鏈接,使得學生對整個過程有一個初步認知。
③課間操作
a.階梯軸的操作。將階梯軸工程圖與實物圖展示給學生,引導學生結合自身認知水平,描述階梯軸的加工步驟,模擬為設計任務環境。對學生提問:“你能否根據任務圖設計一道工序,用車床來加工出此零件?”給學生10分鐘左右的時間作出方案,再檢查學生方案是否存在缺陷。結果發現學生的方案缺陷較多,尤其是對加工知識陌生、理論知識不牢固的問題較為突出。此時,就要引導學生思考下列問題:加工之前預估工件在加工中是如何裝夾的,怎樣才能降低裝夾誤差;如何實施基準加工,加工零件形位誤差如何降低;粗加工與精加工的尺寸如何設計,以促進加工質量與效率的雙重提升。
b.短軸的操作。首先,將短軸的工程圖與實物圖展示給學生,引導學生結合自身認知水平,給學生15分鐘設計加工流程。其次,引導學生注意裝夾正確,兩端面平行度與兩個圓柱同軸度嚴格控制,結合工件裝夾與階梯內角加工示范,提示后續用于陀螺的制作。
c.扭桿的操作。首先是開展扭力測試小實驗,將扭桿的工程圖與實物圖展示給學生,利用公眾號及時推送扭力測試實驗操作與原理,學生在復習這一知識點的基礎上,引導學生結合自身認知水平,給學生15分鐘設計加工流程。
d.陀螺的操作。將陀螺的工程圖與實物圖展示給學生,引導學生結合自身認知水平設計,使陀螺旋轉的時間最長。
e.三角紋的操作。首先是將三角紋的工程圖與實物圖展示給學生;其次是給學生利用微信推送車削螺紋的注意事項,比如,如何選擇螺紋車刀、如何設定退刀槽、如何計算螺紋外徑等,引導學生結合自身認知水平設計。提示后續將其用于鉗工實訓螺母綜合應用,使得不同工件的關聯性得到提升,彰顯開放型教學模式的優勢。
(2)鉗工實訓案例介紹
①實訓內容
在對學生進行鉗工實訓時,本課題主要是引導學生加強對鉗工工具箱中各種工具認知,在此基礎上掌握各種鉗工設備的用途、保養與維護技巧,比如挫削、鉆削、鋸削加工工藝的區別與聯系。以制作四方塊和六角螺母以及加工銼配件為例,對學生的實訓能力進行訓練和檢驗。
②課前準備
為幫助學生順利完成實訓項目,除了前期居家學習期間對實訓項目的基本知識學習和準備,在實訓之前,同樣利用微信推送實訓項目的內容,既有實訓基本內容,又有各種理論知識和注意事項,同時注意與學生互動溝通,為實訓任務的實施奠定堅實的基礎。
③實訓操作
在實訓操作中,首先由教師給學生展示四方塊、六角螺母、銼配件的工程示意圖和實物圖,并為學生預留時間自主設計制作工序,對工具清單使用的技巧和注意事項等實訓要求向學生展示,學生通過教師的引導、觀看視頻和已經學習的理論基礎知識,以及教師的示范操作,采取小組合作的方式掌握各自的實訓操作要點,使得學生的實訓能力得到提升。
3.實操信度與效度分析
在開放型教學模式下,教師還要對學生的實操信度和效度進行分析。效度分析的前提就是做好數據收集,收集的數據類型主要有自主學習能力(問卷收集)、實操能力(根據衡量指標對完成的工件評價)、理論基礎知識掌握(微信小測試)。在數據收集的基礎上,及時地分析數據,借助統計分析軟件對學生的項目處理情況分析。對數據分析中得到的信度和效度進行檢驗,對學生的自主學習能力、實操能力和理論知識掌握情況有一個基本的認識,找到問題的原因,通過微信強化與學生之間的互動,及時做好指導,針對存在的問題重點進行改進和優化,確保學生的學習能力得到提升。
結 語
在當前新一輪科技改革和產業變革給生產勞動力帶來巨大沖擊的背景下,應用本科院校的機械工程實訓教學應加強校內實訓教學改革的開展,認真梳理和總結應用本科院校機械工程校內實訓教學存在的問題,既要在理論教學上加大改進力度,又要將其很好地應用到實踐之中,使得學生的實際操作能力能夠迅速得到提升??傊?,通過實施實訓教學的開放型教學模式,最終達到全面、快速提升學生實踐能力的目的。
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作者單位:榆林學院 陜西榆林



