基于工程目標訓練的金工實習教學實踐探索

廖 凱1,2，李立君1，胡勁松1，魏德強2

（1.中南林業科技大學機電工程學院，湖南 長沙 410083，2.桂林電子科技大學,廣西 桂林 541004）

提高大學生實踐創新能力已成為高校與廣大教師日益廣泛的認識，目前高校的金工實習教學已經有了長足的進步，例如教學理念、教師素質和教學方法上，都比以往時候更注重以人為本和教學改革。但依然存在著不少問題，集中表現在如何在有效的時間使學生得到更有效的工程鍛煉機會，如何使學生在實習過程中感受到真切的工程過程，如何讓學生的創新能力與具體的工程實踐相聯系等等，都是擺在教育工作者面前的難題。教學資源總是有限的，而隨著學生的逐年增加，金工實習過程中的師生配備和人機配備比例都無法滿足國家規定的標準，在此條件下，要更加有效地利用教學資源，包括硬件和教師資源，在規定的時間內使學生接觸到工程、感受工程，并自覺地將所學知識與工程實際需要結合，就需要在實踐教學過程中引入新的教學理念，文章探討的就是引入工程目標以驅動實踐教學的方法，實踐證明，這種方法具有一定的生命力。

1 工程目標驅動模式

開展基于工程目標的工程訓練模式，其中心就是圍繞具體的工程產品(或作品)開展教學活動，教師引導學生進行針對性的工程實踐訓練，使學生掌握工藝流程的重要性，以及作為真正產品要能推入市場還需要具備的條件，引導學生在實踐中領悟和學習。這種目標驅動式教學方法，以學生為基本對象，以工程意識，創新意識和工程綜合能力的培養為核心，以培養高素質、復合型的高級工程技術人才為宗旨，通過工程訓練的教學實踐，使學生一方面獲得現代工業生產方式和工業過程的基本認識；生產工藝技術、方法的訓練。第二方面則初步建立市場、信息、質量、成本、效益、環保等工程素質。最后，學生們的團隊意識、創新意識的培養、組織管理能力得到鍛煉。

為了使學生更貼近社會和工程，需要改革現有的金工實習模式，即在傳統的金工實習和現代加工方法實習的基礎上，融入工程的概念，按工程目標進行產品的創新設計與制作的工程訓練方法。即實習不是單人單一的加工某個零件，而是組成團隊或小組共同制作一個與實際工程應用為目標的機構或部件，通過對實際工程應用機構和部件的調查、研究、機械設計、工藝設計、成本分析，進而選擇合理的加工工藝和加工設備，通過各零件的各工種選擇和加工最后裝配或組裝成一個作品，實現確定的工程目標，培養學生的工程意識、創新能力和團隊協作精神。總而言之，就是讓學生實習的每一天每一個工種都能加深他的工程意識和工程素養，促使他自覺認識到作為未來工程師需要掌握哪些基本的工程素質。

2 組織實施

金工實習涉及到絕大部分工科專業，尤其以機械、材料、電子、信息類專業參加的人數和層次最高，而其它非機械類專業則是以認知實習為主，如何分層次施教，并調動同學們的實踐積極性，需要從課程建設和教學組織上著手。

（1）建立面向各專業的工程目標型資料庫。根據各專業培養目標，調查分析適合工程訓練的知識特點，選定適合各專業發展需求的工程目標實例，并對這些工程目標實例進行補充與優化，建立工程目標型教學資料庫。例如設計一個工程產品，其中不僅涉及到機構的機械設計和控制系統，可能還涉及到功能外觀設計、成本核算、市場推廣計劃等，這些知識包含的專業就絕不僅僅只是機械類專業或近機械類專業，還包含了設計、工商管理、財會和市場營銷等專業。因此，一個面向工程目標的課程教學計劃具有很強的學科相容性，非常適合學生知識的拓展和延伸。

（2）建立網絡交互式教學平臺。教學計劃內的教學時間十分有限，因此將教室搬到課堂外，才能給學生提供無限的創造空間和學習時間。對選定的工程目標實例進行知識體系分析，把工程目標實例與專業工程訓練相互融合，建立以工程目標為中心的機械設計、工藝設計、成本分析、生產組織與管理等工程訓練創新網絡知識學習和創新訓練平臺，為學生課外進行工程目標的創新工程設計提供平臺。在這個平臺里，學生可以對相關的理論知識、加工工藝、參考資料進行自學，亦可以在線向教師提問并提交方案和教師一起探討，這樣就增強了學生的自助學習能力和創新學習機會，變被動為主動。

（3）建立學生團隊合作學習型自我管理模式。單一訓練模式已經不能很好適應時代要求和個人知識的更新，而且，一個工程產品的研發也從來不是一個人可以獨立完成的，因此，在的學生中倡導分工合作、專業融合訓練顯得非常重要。教學以符合各專業培養目標要求的工程實例為核心，組織學生工程訓練團隊（5人一組），在指定教師團隊指導下，團隊協作完成工程目標的調查研究、機械設計、工藝設計、可行性分析任務。以此，建立學生團隊合作學習型自我管理模式，既鍛煉了學生的團隊合作意識，也能使同學們互促學習，知識互補，通過這種模式不僅可以進行例行的金工教學計劃，還可以開展各專業的綜合創新工程訓練。

3 過程管理

科學有效的教學過程管理是完成這一教學改革目標的保證，主要包括教學過程、學生工藝制定過程和實訓過程考核三大塊。

（1）教學過程。為了使學生快速有效地熟悉各主要工種的特點及鍛煉動手能力，需要制定教學過程規范制度，對教師的教學和學生的受教進行規范，最大限度地保證學生在實習過程中得到了科學有序的技能受教。對教學過程要有詳盡的記錄，對學生的實訓考核要細化管理。

（2）工藝制定。工藝制定是學生圓滿完成基于工程目標工程訓練的保障，在教師指導下，學生可以制定較為合理的加工工藝制度，但是，在學校現有條件下，勢必會造成加工工種過于集中，資源不能合理利用和分配，因此，有必要對工藝制定進行過程管理。為此，組成了一個涉及多工種教師的工藝指導組，學生參加旁聽，對提交的學生工程產品加工工藝路線進行審核，和工種協調，最大限度地資源優化，既可保證學生的工藝制度可行，又能提高加工效率節約資源。這本身也是給學生一次生動的工程教育。

（3）考核。學生最后提交的作品并不是給予學生考核成績的唯一標準，考核的方式可以多樣，例如有直接交作品的，也有通過答辯方式進行考核。考核成績應該著重包含學生們在遇到問題時所表現出來的分析問題和解決問題的能力，尤其是在設計加工中，如何協調功能與成本、效率與質量之間的關系，這些問題的解決學生都將直接記錄在實訓報告中。一份完整的實訓報告要包含工藝路線和工藝卡制作文件、質量分析報告和成本分析報告，這是考核的主要依據。

4 教學實踐

基于工程目標的工程訓練模式，我們已經在機械類和綜合創新學生實踐教學中采用，從目前的情況來看，效果比較明顯，主要表現在學生的學習熱情明顯提高、學生提問多了、動手能力強了、設計水平提高了，團隊合作能力得到了鍛煉等。但也存在一些不足，主要是受條件限制，好的作品在短時間內沒有要學生加工出來，同時創新能力不足，設計中大膽設想還不多，這也是我們今后教學改革研究的一個方向。

圖1 學生設計作品

圖2 學生組答辯現場

5 結語

實踐證明，在工科學生金工實習環節介入基于工程目標的工程訓練的實踐教學模式，對學生創新能力的提高、工程意識的提升、工程素質的培養、學科知識的深化融合都起到了積極作用。

[1]郭術義，張太萍.提高金工實習質量的實踐探索[J].華北水利水電學報，2011，27（4）:189～190.

[2]穆林娟.項目化實習在金工實習教學中的探索[J].中國科技信息，2010，（5）:22～23.

[3]周雄新，歐笛聲.基于卓越工程師培養的機械工程訓練教學模式探索[J].機械管理開發，2012，（125）:164～166.

[4]劉華，吳波，許恩江，等.多層次開放性工程訓練教學體系探索[J].實驗科學與技術，2012，10（1）:134～137.

[5]李海越，李文雙，邳志剛.基于工程訓練提升大學生科技創新能力的研究與實踐[J].黑龍江教育學院學報，2011，30（2）:32～34.

[6]張金鈴.以工程素質為導向的工程訓練體系的研究[J].黑龍江教育學院學報，2011，（2）:197～199.