面向機(jī)械類專業(yè)多層次、模塊化實(shí)踐教學(xué)的初探

王劍 倪向東

摘 要：高等教育亟待加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。根據(jù)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中將工程訓(xùn)練劃分為四個(gè)層次，并對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)和內(nèi)容進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握一種技術(shù)的基本操作技能，加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力，使學(xué)生自主尋求解決問(wèn)題的方法，增強(qiáng)了學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。

關(guān)鍵詞：機(jī)械類專業(yè)；多層次；模塊化；實(shí)踐教學(xué)

一、 引言

從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，以美國(guó)為代表的西方國(guó)家提出了以“大工程背景下的工程教育”為主要內(nèi)容的教育發(fā)展理念。高等工程教育由“科學(xué)”向“工程”回歸，高等工程教育“工程化”趨勢(shì)已經(jīng)成為國(guó)際高等工程教育的共同選擇。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)高等教育規(guī)模快速發(fā)展，質(zhì)量有了較大提高，但是高等教育質(zhì)量還不能完全適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神亟待加強(qiáng)。

實(shí)踐教學(xué)從教學(xué)內(nèi)容、環(huán)節(jié)及其組織實(shí)施上有其自身的特殊性：機(jī)械類專業(yè)教學(xué)對(duì)象包括機(jī)械類和近機(jī)類學(xué)生，教學(xué)需求稍有不同；學(xué)生操作生產(chǎn)性設(shè)備，教學(xué)活動(dòng)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行；實(shí)踐環(huán)節(jié)多樣，有實(shí)驗(yàn)課、現(xiàn)場(chǎng)工藝課、綜合訓(xùn)練、學(xué)生動(dòng)手操作的綜合訓(xùn)練等。工程訓(xùn)練中心作為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神的重要基地，在實(shí)施“質(zhì)量工程”建設(shè)中擔(dān)負(fù)著重要責(zé)任。隨著教學(xué)改革的深入，實(shí)訓(xùn)課程面臨以下需要解決的問(wèn)題：教學(xué)原有的設(shè)備比較陳舊，隨著學(xué)科發(fā)展的建設(shè)，隨著不斷引入先進(jìn)制造技術(shù)設(shè)備并更新教學(xué)理念，教學(xué)內(nèi)容極大豐富，由于學(xué)科整體學(xué)時(shí)壓縮，出現(xiàn)短學(xué)時(shí)課程如何容納新技術(shù)新工藝的矛盾。為了充分發(fā)揮工程訓(xùn)練中心在機(jī)械類專業(yè)學(xué)生人才培養(yǎng)中的作用。我們進(jìn)行了“多層次、模塊化金工實(shí)訓(xùn)實(shí)踐教學(xué)體系”的探索與實(shí)踐。

二、 實(shí)踐環(huán)節(jié)多層次、模塊化設(shè)計(jì)

工程實(shí)踐要與機(jī)械類專業(yè)的理論教學(xué)聯(lián)系起來(lái)，考慮不同專業(yè)的課程安排和知識(shí)結(jié)構(gòu)，我院將工程訓(xùn)練劃分為四個(gè)層次，包括“工業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)”“工業(yè)基礎(chǔ)實(shí)習(xí)”“工程技術(shù)訓(xùn)練”“創(chuàng)新訓(xùn)練”，四個(gè)層次由低級(jí)到高級(jí)，由單一到綜合，循序漸進(jìn)，逐步培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用各種知識(shí)的工程實(shí)踐能力。

1. 工業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)層次：工業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)面向一年級(jí)新生開(kāi)設(shè)，該年級(jí)學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品及機(jī)械專業(yè)的認(rèn)知較為膚淺，缺少基本的實(shí)踐動(dòng)手能力和操作技能。通過(guò)認(rèn)知培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和基本操作技能，加深學(xué)生對(duì)機(jī)械工程的認(rèn)識(shí)。

2. 工業(yè)基礎(chǔ)實(shí)習(xí)層次：該層次的實(shí)習(xí)面向二年級(jí)大學(xué)生開(kāi)設(shè)，實(shí)訓(xùn)范圍由單一的金工實(shí)習(xí)拓展到制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)、電子工藝實(shí)習(xí)和機(jī)電控制實(shí)習(xí)，在實(shí)訓(xùn)內(nèi)容上體現(xiàn)創(chuàng)新啟蒙教育，使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中擁有更多的自主性。

3. 工程技術(shù)訓(xùn)練層次：該層次面向三、四年級(jí)大學(xué)生開(kāi)設(shè)，為學(xué)生提供大量實(shí)踐動(dòng)手機(jī)會(huì)，如單片機(jī)技術(shù)實(shí)訓(xùn)、PLC技術(shù)實(shí)訓(xùn)、工程機(jī)械維修技術(shù)實(shí)訓(xùn)等，所提供的實(shí)踐操作平臺(tái)盡可能與工程實(shí)踐相吻合。使學(xué)生掌握一門較為先進(jìn)的、技術(shù)含量較高的專業(yè)技能，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力，這也為學(xué)生參加更高層次的創(chuàng)新訓(xùn)練奠定了基礎(chǔ)。

4. 創(chuàng)新訓(xùn)練層次：創(chuàng)新訓(xùn)練層次面向機(jī)械類專業(yè)三、四年級(jí)開(kāi)設(shè)，在創(chuàng)新訓(xùn)練層次，組織學(xué)生開(kāi)展機(jī)械和機(jī)電控制領(lǐng)域的創(chuàng)新訓(xùn)練活動(dòng)，在創(chuàng)新訓(xùn)練中，學(xué)生以小組的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作，完成創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造。在創(chuàng)新訓(xùn)練中培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力、工程能力、自主意識(shí)和自學(xué)能力。

工程實(shí)踐內(nèi)容不僅包括機(jī)械制造領(lǐng)域，并且可拓展機(jī)械電子等工程領(lǐng)域，在設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)和內(nèi)容時(shí)，要考慮到不同專業(yè)的課程設(shè)置和將來(lái)社會(huì)對(duì)人才的需求。基于此，對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)和內(nèi)容進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)：首先將課程設(shè)計(jì)成不同的具有獨(dú)立功能的模塊，然后全面分析各專業(yè)學(xué)生的需求，根據(jù)機(jī)制、農(nóng)業(yè)、工業(yè)工程專業(yè)的培養(yǎng)特點(diǎn)，組成完整的教學(xué)模塊。實(shí)踐環(huán)節(jié)的模塊化可以把實(shí)踐內(nèi)容分解成一個(gè)個(gè)單元，即模塊，那么當(dāng)新型的機(jī)械技術(shù)出現(xiàn)時(shí)，只有適當(dāng)增加、減少或更換其中的一些模塊，即可滿足不同專業(yè)對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求，另外課程小型模塊化后，有利于及時(shí)了解和反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果。主要包括：

（1）工程基礎(chǔ)訓(xùn)練模塊。包括鈑金訓(xùn)練、焊接訓(xùn)練、車削加工訓(xùn)練、銑削加工訓(xùn)練、磨削加工訓(xùn)練、鉗工訓(xùn)練等。（2）先進(jìn)技術(shù)訓(xùn)練模塊。包括數(shù)控車削訓(xùn)練、數(shù)控銑削訓(xùn)練、數(shù)控線切割二維創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作訓(xùn)練、激光加工訓(xùn)練、快速成型訓(xùn)練、3D打印及雕刻訓(xùn)練、加工中心演示訓(xùn)練等。（3）創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練模塊。創(chuàng)建了“面上普及、重點(diǎn)提高、綜合創(chuàng)新”的分層次創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練，如單片機(jī)技術(shù)、PLC技術(shù)安排了包括設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和制作在內(nèi)的創(chuàng)新性訓(xùn)練。而“重點(diǎn)提高、綜合創(chuàng)新”主要采用第二課堂的因材施教方式。（4）綜合素質(zhì)訓(xùn)練模塊。采用基于工程應(yīng)用綜合創(chuàng)新性訓(xùn)練；利用工程實(shí)踐的環(huán)節(jié)及教師相關(guān)科研課題，使學(xué)生自主尋找工程切入點(diǎn)，設(shè)計(jì)、制作自己感興趣的科技作品，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，提升學(xué)生的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

三、 多層次、模塊化下的實(shí)訓(xùn)效果

（1）實(shí)踐課程的多層次、模塊化建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)是為了讓學(xué)生掌握某一種技術(shù)的基本操作技能，在這一指導(dǎo)思想下，學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力得到了加強(qiáng)，教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提高，工程訓(xùn)練的效果明顯。（2）多層次、多模塊下的實(shí)踐教學(xué)必然要求實(shí)驗(yàn)設(shè)備按照實(shí)訓(xùn)要求進(jìn)行配置，這促進(jìn)了實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)，使實(shí)訓(xùn)器材配置與教學(xué)水平都上了一個(gè)新的臺(tái)階。（3）模塊化思想要求實(shí)習(xí)指導(dǎo)人員對(duì)“更先進(jìn)的設(shè)備、更先進(jìn)的操作技術(shù)”進(jìn)行鉆研學(xué)習(xí)，掌握先進(jìn)的操作技術(shù)來(lái)指導(dǎo)實(shí)訓(xùn)，使每個(gè)實(shí)習(xí)指導(dǎo)人員在某實(shí)操項(xiàng)目上的技術(shù)水平共同地提高到一個(gè)新的高度。（4）在工程訓(xùn)練過(guò)程中，學(xué)生會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)，尋求解決問(wèn)題的方法，求知欲望明顯得到加強(qiáng)，增強(qiáng)了學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。（通訊作者：倪向東）

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作者簡(jiǎn)介：

王劍，倪向東，新疆維吾爾自治區(qū)石河子市，石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院。