工程訓練中心開放式教學體系的研究與實踐

陳進武　王群英　方亮

【摘 要】本文針對工程訓練中心傳統的實習實訓存在管理落后、設備資源利用率較低、教學模式單一、教學效果評價機制不合理、學生創新能力得不到發揮等問題，對工程訓練中心開放式教學體系進行了研究與實踐。

【關鍵詞】工程訓練中心 實習實訓 開放式教學體系

一、前言

現代高校工程訓練中心是培養學生設計、加工等實踐和創新能力的基地，是由傳統的金工實習基地或校辦工廠傳承下來，即在普通的機加工和材料成形加工車間基礎上，通過增加機械基礎訓練模塊、數控加工模塊、CAD/CAE/CAM/CAPP模塊、先進材料成型（成形）模塊、逆向設計及快速成型模塊、機電一體化模塊、大學生科技創新基地等，形成了一個綜合性、實踐性、創新性為一體的大學生實習實訓基地。近年來，通過投入大量財力和物力，不斷完善設備規模和先進設備的購置以及實習實訓教學條件的改善，特別是多媒體和網絡教學的引入、管理人員的素質培養，滿足應用型本科大學生實踐能力和創新能力培養的要求，也為工程訓練中心實習實訓教學改革提供了便利的條件。

開放式教學打破了傳統的知識技能灌輸型教學，是以學生為本，學生作為教學的主體，教師為輔助，培養學生主動學習和學會學習，并在此過程中掌握相關的知識和技能，注重學生崗位能力和創新能力的培養。開放式教學的重點在于開放，即學習不再固定時間、空間和內容，學生根據自己的專業特點，創新思想，在指導老師的指導和幫助下，制定大學期間的學習計劃，根據計劃預約時間和空間、教師和設備等完成學習。這種教學模式能最大化地調動學生學習的興趣，培養學生的自主學習能力和創造性。開放式實驗實訓教學模式是通過建立資源配置合理與共享的開放式實驗實訓中心，學生自由組合形成學習和科研團隊，并配備相應的指導老師，在掌握相關理論知識的前提下，自主選定內容，有針對性地完成實驗實訓，培養發現、研究和解決問題的能力，注重理論聯系實際，同時擴展了學生的個性創造空間。提倡開放式教學，培養學生崗位實踐能力和創新能力，搭建高等教育和企業人才需求的橋梁，符合國家對應用型本科創新性人才培養的要求。

二、工程訓練中心傳統的實習實訓存在的問題

（一）實習實訓內容陳舊，與社會需求脫節，無法滿足應用型本科人才培養的要求

機械設計與自動化本科專業開設的實訓課程主要包括：金工實習、機械設計實驗實訓、電加工實驗實訓、機械制造工藝實訓、模具崗位實驗實訓、數控編程及操作實訓等。新建應用型本科院校由于資金投入和教學模式轉型等問題，實驗設備陳舊，部分實驗內容已是現代制造工業淘汰的內容，實踐環節現代科技含量低，不符合高素質應用型本科人才培養的要求。

（二）教學模式單一，學生缺乏實驗實訓的興趣，無法滿足創新人才培養的要求

傳統的實驗實訓教學模式中，教師是傳授知識和技能的主體，而學生則被動地接受知識和技能。這種教學多采用注入式，其實習實訓課題的選擇、加工工藝路線的制定和儀器設備的選擇等概由教師指定或者按照任務書和指導書進行，實驗實訓時學生只需按規定的步驟機械地操作即可。比如在機械設計實訓中，實驗實訓任務書給定設計題目為齒輪減速器，設計步驟按照實驗實訓指導書來進行，學生在設計時只需按照給定公式計算，再依葫蘆畫瓢選擇相應的帶傳動、電動機、軸、軸承等。這種教學模式限制了學生的主觀能動性和創造性，因此喪失了實驗實訓的興趣，無法滿足創新人才培養的要求。

（三）管理落后，設備資源利用率低

對于新建應用型本科院校來說，一是原有師資力量較薄弱，專職實習實訓指導教師崗位少，專業水平不高，部分實習實訓由專任教師兼職指導；先進設備培訓機制不完善，部分新進設備出現長期空閑的問題；實驗室管理混亂，實習實訓設備無專人負責，日常維護和管理存在較大問題。二是按照教學計劃安排的實習實訓時間較為集中，加上設備資源和指導教師較少，考慮安全因素，部分同學真正動手機會較少。相反，一些設備每年大部分時間空閑，造成非人為使用損耗和失效，設備資源利用率低。

（四）教學效果評價機制不合理，學生學習興趣缺乏

教學評價體系能幫助教師充分了解學生的專業技能掌握情況。目前，工程訓練中心開設的很多實驗實訓缺乏教學效果評價體系，學生是否掌握該項技能無從知曉，不能因材施教。部分實驗實訓內容安排在理論課程中，缺乏有效的評價體系，學生也感到無所適從。大部分實習實訓課程設置為專業選修課，課時較少，教學考核為合格或不合格。學生無論從考研究生或評獎學金角度，對實習實訓課程的重視程度不夠，而指導老師因實習實訓設備少、學生多，對很多走過場的學生睜一只眼閉一只眼，造成學生對實習實訓缺乏興趣，實踐動手能力得不到鍛煉，導致人才培養質量的下降。

三、工程訓練中心開放式教學體系的研究與建立

（一）基于開放式教學模式，建立以項目驅動任務為導向的實驗實訓體系

以桂林航天工業學院為例，機械設計及自動化本科專業劃分為幾個方向，包括機械制造、機電一體化、模具設計與制造、數控技術等。根據培養計劃和培養目標，將實驗實訓模塊化，根據崗位需求和開放式教學模式對相應的實驗實訓內容做出適當的調整，注重培養學生的實踐動手能力和創新能力，適合應用型本科人才培養的要求。

開放式的教學體系，一是在時間上開放。工程訓練中心在工作時間內全方位開放，學生可先在網上查看儀器設備的使用空閑情況，然后根據自己的課余時間和學習情況，預約設備使用時間和指導老師，并在規定的時間內完成規定的實驗實訓內容。二是在空間上開放。有些實驗項目，比如CAD/CAE/CAM實訓等，并不一定在工程訓練中心完成，學生可用自己的電腦在宿舍完成后提交給老師；另外一些實訓內容，比如設備操作規范、實習實訓指導書等實驗前的準備內容、實習實訓報告、課后思考等相關資料，指導教師可掛在網上，學生在實驗前下載預習和實驗實訓后完成并提交，教師可直接在網上查看后評定成績。三是內容上開放。對于機械類專業來說，工程性較強，需要完成的實習實訓內容非常多，可采用項目驅動為導向，培養學生的崗位能力為目標，打破傳統的單一的實習實訓模式，建立適合培養創新型人才的開放性教學體系。

對于模具方向來說，核心技能為沖壓和塑料模具的設計與制造，可圍繞這條主線，以項目驅動為導向，科學合理安排實習實訓內容。學生可從大二學期開始，指導教師將一個相對獨立的任務項目交予學生獨立完成，從信息的收集、方案的設計與實施，到完成后的評價，都由學生具體負責，教師起到咨詢、指導與解答疑難的作用，通過項目的實地進行， 要使所有學生能夠了解和把握完成項目的每一環節的基本要求與整個過程的重點難點。這樣，學生畢業后能很快適應社會和企業，成為獨當一面的人才。如塑料模具的設計，教師指定或學生自行尋找身邊的塑料零件，完成此零件的模具設計和主要成型零部件的加工，如圖1所示：

（二）基于開放式教學模式，建立以崗位能力需求為導向的實驗實訓體系

崗位能力需求為導向的實驗實訓教學體系主要包括：一是應用型本科人才培養目標與企業需求保持一致，結合社會對應用型本科人才的實驗實訓能力要求，調整實驗實訓課程的邏輯結構體系，建立以用人單位為導向的人才培養機制；二是實驗實訓課程開設以學生為主體，并體現以學生職業能力為本位的教學模式，在教學過程中，充分考慮學生的認知水平和技能興趣，根據人才市場的需求適時調整。

例如，機械設計與自動化本科專業（模具方向）的培養目標是學生能夠完成與模具相關的設計、研發、維護、調試等工作，根據崗位需求，建立如圖2所示的實訓體系，且都能在工程訓練中心完成。學生可從大二下學期根據自己的學習進度和學習能力，自主選定題目，自由組成團隊，制定實驗實訓計劃，到大四上學期完成所有與模具相關的實驗實訓內容。這樣既實現了開放式實訓教學的目的，也培養了學生的自主創新能力、團隊協作能力和分析問題、解決問題的能力，適應社會對應用型本科人才培養的要求。

圖2 基于模具專業崗位能力需求的實習實訓體系

（三）建立開放式的大學生科技創新基地，提供大學生創新思維和創新能力培養的平臺

建立開放式的大學生創新基地的目的，是要進一步激發大學生的創新精神和創造熱情，培養學生的創新意識、創造能力以及動手能力，調動全院師生投身課外科技創新活動的積極性，營造濃厚的學術氛圍，推動大學生科技活動蓬勃發展，促進學院教學質量的全面提高。

在工程訓練中心內建立開放式的大學生科技創新基地，包括一個學生科研活動室，并同時劃撥一定經費用于實驗基地建設，購買相關儀器、工具等設備，配備指導老師，規范管理。創新基地將以良好的創業氛圍、一流的創新服務，為大學生創新活動的開展提供平臺，為社會培養復合型、創造型人才。大學生創新基地將建成創新創業人才的成長基地、制度創新的試驗基地。

創新基地建立后，定期舉辦校級活動和比賽，如技能型比賽（機床操作、CAD制圖等）和創新型比賽（機械創新設計大賽、工業產品造型設計大賽等），形成比賽機制，在全校營造創新能力培養的氛圍，調動學生投身課外科技創新活動的積極性，并為全國性創新比賽選拔人才。2013年我院機械工程訓練中心組織參加全國高校機械創新設計大賽，2項獲得廣西區一等獎，并獲得中南地區一等獎和二等獎各一項；2014年共推薦8件作品參加高校機械創新設計大賽，全部獲獎，其中1等獎和2等級各3項，還有一件作品獲得全國賽2等獎。通過比賽，極大地提高了學生的實踐能力、創新能力、團隊協作能力和參與課外科技創新活動的興趣。

（四）研究開發開放式實驗實訓教學管理平臺，科學管理，提高教學質量

工程訓練中心是對學生進行相關專業崗位技術技能培訓與鑒定的實踐教學單位，是實現教育目標的重要條件之一，其教學基礎設施與工作狀況直接反映學校的教學質量與教學水平。工程訓練中心的建設，為學生提供了完全模擬真實環境的訓練場所，使廣大學生能適應未來的工作環境，熟練掌握工作流程，增強學生的就業競爭力。如何應用信息化手段，提高工程訓練中心的應用效果，使訓練中心的軟、硬件基礎設施達到期望的水平，是擺在我們面前的一個重要課題。現在眾多的實驗實訓設備、機房、教學、學分等多方面的資源，迫切需要一個平臺，能夠使決策層在統一平臺上對實踐教學各個方面進行全方位的管理。

圖3 開放式實驗實訓教學管理平臺

我院在探索應用型本科院校工程訓練中心開放式實驗實訓的建設改革中，開發了適合我院的實踐實訓教學管理平臺，如圖3所示。通過平臺，學生可完成信息查詢、網上預約、在線學習、提交作業并查看成績，指導教師可發布信息、評定成績、查看教學效果評價等。教學管理平臺極大地開放了學生實驗實訓的時間和空間，為實現開放式教學提供了基礎保障。

四、結束語

近年來，隨著應用型本科辦學條件的日益完善和成熟，我校工程訓練中心始終堅持加強學生實踐能力和創新能力的培養，在人才培養模式、創新活動機制、工程實訓中心的建設、雙師型師資隊伍建設和教學質量監控體系建設等方面做了有意義的探討與實踐，積極探索培養學生創新實踐能力的教學模式和方法，逐步完善教學管理各項規章制度來保障教學模式的實施。以我院機械設計及自動化模具方向為試點，在工程訓練中心實施開放式教學以后，教學模式和教學方法受到學生的歡迎，學生實習實訓的積極性提高，實習實訓效果顯著，可推廣至機械類其他專業。

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