現代工程教育理念指導下的工程訓練教學方法改革與實踐

李東華 葛 真 尚敬梅

遼寧科技大學 遼寧鞍山 114051

現代工程教育理念指導下的工程訓練教學方法改革與實踐

李東華 葛 真 尚敬梅

遼寧科技大學 遼寧鞍山 114051

為進一步完善先進制造技術的工程實訓，我校以現代工程教育理念為指導對數控機床實訓教學內容和教學方式進行了探索和改革，采用引導、激勵和能力培養為主線的教學模式，取得了很好的教學效果。

工程實訓；工程能力培養；教學方式改革

工程素質指人們在考慮工程問題、從事某項具體工程工作時表現出的內在品質和作風，是工程技術人員應該而且必須具備的素質。從大工程理念來看，工程人員應包括九種能力：工程知識、工程設計與創新、工程實施、價值判斷、團隊協作、交流溝通、考慮環境影響的、社會協調能力和終身學習能力等。

適應這種要求、服務于我校學生培養目標，對我校工程實踐訓練教學模式的探索與改革，就顯得尤為必要和迫切。

本文內容是先進制造技術工程實訓教學改革，通過不斷探索和總結，借鑒相關經驗，尋找適合我校先進制造技術工程實訓的方式、方法，提高我校相關工作實效。

在本次教改實施過程中，采用分析問題，尋找解決方案，對比分析效果，改進教法的思路推進。著力提高學生的工程知識、工程實施、團隊協作、交流溝通、學習等能力。對比與歸納總結，提出“啟發引導→自主探索→討論交流→知識應用→實踐考核→操作點評與改進”的教學模式。主要內容就是以啟發引導開始進行授課，對講解的必需知識結合實例自主分析與應用，鼓勵同學交流探討，完成布置的任務；在此基礎上完成機床的實際操作與加工，結合加工出的產品進行點評、分析和改進。以改變“注入式”和過分偏重知識講授的教學方法為切入點，以學生討論、自主探索的教學方法為突破口，來達到培養和提高學生學習能力、知識應用能力和實踐能力的目的。

1 通過啟發式教學，培養學生自主學習的能力

改變教師傳統的角色，從單一的講授者角色向多樣化的角色轉變，如導師、促進者、研究者和學習者等。學生的角色在教師的引導下也應當轉變為主動、協作、自覺和反思的學習者。確立師生間平等的主體和互動對話的關系。

在教學過程中，為了調動學生的學習主動性，首先演示與講解以前學生的優秀的和不合格的作品，適當點評；使學生明確其任務與要求，告訴學生我們下期演示的作品將出自他們的產品，以激發其進取心。

播放視頻資料，展示數控機床神奇加工效果，吸引學生好奇心和求知欲；然后是數控機床的工作原理、加工過程、編程指令等內容，在教學過程中結合插補動畫、仿真等手段，使教學生動活潑，一些抽象與生僻的理論內容具體化、形象化，便于理解，提高教學效果。

在教學過程中，結合具體零件加工，通過典型案例進行講解。在重要、歧義、強調等節點設置問題要學生思考與回答，調動學生的積極性，并結合后續相關教學內容預先拋出一些問題供學生思考，隨著教學的進行要求學生綜合應用講解的知識，自主給出答案。比如切削參數的選擇對加工至關重要，開始學生理解不了，但隨著機床實際操作和加工出工件過程的展開，通過點評，學生往往能正確理解和應用。

在同一班級內部，我們采用分級交叉教學方式，即對于接受速度快的學生，提前進入下一階段的教學內容，進而擴展到線切割、CAD/CAM模塊，有利于因材施教，通過示范效應，激發同學的競爭心理和學習興趣。

同時采用分組競爭的方式，在組內協作完成任務，回答問題可以互為補充；組與組之間進行競爭，互相挑缺點和不足，與成績掛鉤，激發學生的進取心和協作意識。

2 采用討論交流方式促進對知識的理解與應用能力

在上述手段增強學生對知識理解基礎上，展開實際案例討論，讓學生分析不同方案的優缺點，不同編程指令的特點，提高知識應用能力。

例如，通過對比分析G01，G90和G71三種指令編出的程序，讓學生討論、分析各指令的特點和不同的應用情況，并要求學生對同一零件編制G01，G90和G71三類加工程序，通過仿真過程對比，增強理解。對涉及的工藝知識拋出來，供學生思考。努力做到知識傳授與自主學習的統一，處理好“會學”和“學會”的關系，讓學生理解工程實質：是綜合應用科學理論和技術手段去改造客觀世界的實踐活動，它強調綜合，強調方案的優缺點比較并作論證和判斷，尋求最優解決方案。

3 通過引導的方式鍛煉和提高學生工程實施能力

實訓內容包括仿真軟件使用、加工程序編制和數控機床實際操作、加工零件創新設計。從仿真操作開始，布置的作業由簡單到復雜，漸次增加要求。為了便于學生自主學習，我們提供零件設計方法，程序簡化方式，實習指導書、教案及其電子版，PPT版教案供參考。

實訓過程出現的問題基本分為3類，即(1)通過查閱提供的資料可以解決的問題；(2)通過思考可以解決的問題；(3)必須提供幫助的問題。(1)和(2)類問題在具體問題中占很大比重，教師采用非直接回答的方式，目的是要改變灌輸式教學，去除學生依賴心理，讓學生由被動接受講解轉為主動探索自主尋找解決途徑，鍛煉學生分析和自學能力。對于(3)類問題也主要以啟發為主，通過反問、提示等方式，引導學生獨立分析，自己得出問題的答案來訓練學生解決問題的能力。

同時，鼓勵學生溝通，在交流學習心得的同時，擴展解決問題思路，互相促進提高。防止學生互相抄襲，在機床實際操作之前獨立考核進行甄別，無法完成作業的，將繼續編程訓練，直到滿足要求為止。

我們鼓勵學生提出問題，有時提供某種引導問題，比如刀具運行軌跡中的起刀點、退刀點的選擇對加工的影響等，促使學生獨立思考。

4 完善考核方式 重點考核實訓過程

采用的考核方式主要從質和量2個方面著手。(1) 量化方面：下面是分類考核簡表1。

表1

考核采用模塊分級的方式，我們訓練內容是模塊化的，模塊之間是層次的、漸進的，完成規定實訓任務，就得到相應的考核結果。

(2) 綜合質量方面：主要從包括編程質量、仿真操作、機床實際操作、工藝分析、實習紀律、實習態度等多方位進行過程跟蹤考核。

比如，我們在對工件檢查之后重點對出現的問題進行分析，包括數值計算和工藝分析，能改進、會改進是重要評判標準。因為我們的目標是培養工程師而非機床操作者，注重宏觀的問題分析、尋求解決方案更重要。通過仿真訓練和實際操作的對比，加深有關知識的理解，達到提高知識應用能力、提高解決實際加工問題的能力。突出了實訓的重點，避免糾纏在不必要的環節。

另外，嚴格執行設備使用與保養有關規定，讓學生初步掌握正確的作業方法，現場管理等有關內容。

要強調說明的是，在提高和卓越訓練層次，我們采用生產中的實際工件或者國家職業技能考級的真題進行，按照實際加工要求進行考核。

5 改革的實際效果

圖1為數控機床仿真操作考核成績分布圖，數據來源于實際考核記錄。

在實踐過程中，將新方式與傳統的教學方式進行了多組對比，通過對數據的仔細分析，每組數據都支持新教法的效果。具體評判包括：指令理解、流程記憶、完成基本操作的速度（人數多少和時間的長短）和效果等多方面。本項教改從已經取得的實際整體效果看它符合教學規律，具有循序漸進的特點，學生興趣高，參與積極，態度認真，質量越來越好，并有一些綜合性強、想象豐富、制作精美的優秀作品。

先進制造技術工程訓練教學模式改革具體歸納為：

5.1 教學內容規范化

(1)教學文件格式化：編寫統一的電子教案、制定統一的實踐教學授課計劃、使用統一的視頻資料庫和課件。

(2)精心設置互動環節：按照課程的邏輯關系，在重要的節點合理設計啟發、討論內容，通過環環相扣的問題促使學生思考、討論，對存在的疑問和難點采用自主學習和查找資料等方式解決。鍛煉學生的綜合分析能力，提高學習主動性和積極性。

5.2 教學過程模式化

通過啟發式的教學方式，使用規范化的教學內容，實施分級交叉的實訓方案，來培養學生自主學習能力、實踐能力的目的，具有嚴格的邏輯關系，可操作性強。

5.3 重視過程的考核方式

考核方式重視量與質的關系，既保證按照大綱傳授必需的知識，又體現了工程實訓的特點。考核方式強調過程，方法、效果和能力的提高。

6 結束語

這項教改具有幾個特點：

(1)以學生為中心，充分調動學生的學習自主性和積極性，構建開放式自主性工程訓練教學模式。

(2)以產品為載體，將模塊、訓練內容有機結合，通過典型產品的加工訓練，使學生初步掌握產品制造的基本工藝過程。

(3)以融合優化相關實踐課程為基礎，充分利用工程訓練中心實訓條件，實現講課、實訓、創新訓練一體化。重點解決學生工程實施能力的培養。

通過實踐教學模式的改革,不但提高了學生的工程知識能力、工程實施能力、團隊協作能力、交流溝通能力、學習能力等,還直接促進了教師擴展自身的專業知識和技能的積極性,進一步提高了實訓教學的水平。

[1]傅水根.創建有中國特色的工程實踐教學體系[J].中國大學教育,2007,7

[2]李勇軍.基于大工程理念的工程教育改革研究與探索[J].高等理科教育，2009,2

[3]朱玉英.現代工程教育下的金工實習改革[J].教學研究，2009,2

Abstract: For further improvement of advanced manufacturing technology, engineering practice, the engineering training center in our school on modern engineering education idea guidance on the NC machine training teaching contents and teaching methods probes and reform, use guide, motivation and ability training as main teaching mode, has achieved very good teaching effect.

Keywords: engineering practice; engineering ability training; teaching methods reform

The reform and practices of engineering training based on modern engineering education principal

Li Donghua, Ge Zhen, Shang Jingmei
Liaoning university of science and technology, Anshan, 114051, China

2010-10-19

李東華，碩士，講師。

稿件說明：本項教改獲得遼寧科技大學2010年校級教學改革成果三等獎。