校企合作模式下“激光制造技術(shù)”課程的新探索

孫桂芳

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，制造業(yè)中先進(jìn)制造技術(shù)所占比重越來(lái)越大。傳統(tǒng)鑄、鍛、焊、等技術(shù)發(fā)展已經(jīng)比較完善，課堂教學(xué)以固定的教材為基礎(chǔ)，主要講授課本上涵蓋的理論知識(shí)及實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)狀。激光制造技術(shù)是新興的制造技術(shù)，其理論和應(yīng)用領(lǐng)域都在不斷的發(fā)展完善中。以東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院開(kāi)設(shè)的“先進(jìn)激光制造技術(shù)”研討課程的教學(xué)為例，探討了基于企業(yè)案例的校企合作教學(xué)模式及其在初步培養(yǎng)學(xué)生產(chǎn)學(xué)研用理念方面的積極作用。實(shí)踐表明，通過(guò)結(jié)合企業(yè)案例講授具體技術(shù)、學(xué)生親自去企業(yè)操練該技術(shù)，學(xué)生不僅獲得了理論與實(shí)際結(jié)合的深刻理解、課堂參與度高，而且顯著提升了學(xué)習(xí)、利用先進(jìn)技術(shù)的興趣，明確了自身定位，為本科生的結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的科研創(chuàng)新奠定初步基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：校企合作；案例教學(xué)；教學(xué)改革；研討課；激光制造技術(shù)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）41-0129-03

制造技術(shù)教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、運(yùn)用能力、自學(xué)能力和創(chuàng)新能力，以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。特別是對(duì)于制造技術(shù)這種主要靠感性認(rèn)知結(jié)果獲取新知識(shí)的學(xué)科來(lái)說(shuō)，我們更能發(fā)現(xiàn)感性認(rèn)知教學(xué)對(duì)培養(yǎng)高素質(zhì)學(xué)生所起的作用。傳統(tǒng)制造技術(shù)教學(xué)以介紹理論和實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)狀的固定教材為基礎(chǔ)展開(kāi)，使學(xué)生能夠了解傳統(tǒng)制造業(yè)例如鑄、鍛、機(jī)械加工的基本現(xiàn)狀。但對(duì)于新的制造技術(shù)，方法多種多樣，技術(shù)也在不斷的發(fā)展中，我們不能要求學(xué)生對(duì)每種技術(shù)都進(jìn)行深入的理論和現(xiàn)狀研究。因此，新興制造技術(shù)的教學(xué)模式，不宜采用針對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)的傳統(tǒng)教學(xué)模式。我們需要對(duì)新興制造技術(shù)進(jìn)行改革，探索出更能調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和創(chuàng)造性的教學(xué)方法，讓學(xué)生去了解自己感興趣的理論及實(shí)踐知識(shí)。

認(rèn)知心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為人認(rèn)識(shí)世界的過(guò)程不是對(duì)外部世界的簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)，而是一種對(duì)現(xiàn)有知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的主動(dòng)建構(gòu)。基于建構(gòu)主義的教學(xué)模式是指，在全部教師教育教學(xué)活動(dòng)中要以接受知識(shí)的對(duì)象學(xué)生為中心，學(xué)生是所學(xué)知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者，教師起幫助者和指導(dǎo)者、促進(jìn)者的作用[1]。利用外部情境等外界學(xué)習(xí)要素，調(diào)動(dòng)授課對(duì)象學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，使其自發(fā)自主地投入學(xué)習(xí)，最終達(dá)到使學(xué)生實(shí)現(xiàn)對(duì)所學(xué)知識(shí)建構(gòu)的目的。

一、校企合作案例教學(xué)模式的理論基礎(chǔ)

企業(yè)案例教學(xué)的基本思路是：將已經(jīng)完成的企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目，按照課程教學(xué)的需要，對(duì)其中的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行精簡(jiǎn)和整理，使得企業(yè)技術(shù)案例中涵蓋專業(yè)課程教學(xué)的主要理論知識(shí)點(diǎn)，從而提高學(xué)習(xí)者對(duì)于理論知識(shí)點(diǎn)的掌握與應(yīng)用[2]。

1.校企合作的主要模式是案例教學(xué)法。案例教學(xué)由哈佛學(xué)院于1870年創(chuàng)立[2]，現(xiàn)已成為很多的學(xué)科課程教學(xué)的重要手段之一。案例教學(xué)法以實(shí)踐中可能出現(xiàn)或?qū)嶋H存在的問(wèn)題作為個(gè)案讓學(xué)生去分析研究，并提出解決問(wèn)題的方案，從而提高學(xué)生分析此項(xiàng)問(wèn)題的能力，該種方法注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

2.案例教學(xué)的理論基礎(chǔ)建構(gòu)主義。建構(gòu)主義是以學(xué)生為中心案例教學(xué)模式的主要理論基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性，學(xué)習(xí)者能做的自己做，不會(huì)的老師教[3]。建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)是學(xué)生在一定的情景下，借助教師和同學(xué)的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)材料，通過(guò)意義建構(gòu)的方式而獲得。建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)在教學(xué)過(guò)程中以學(xué)生為中心，讓學(xué)生主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)和探索，獲得知識(shí)并構(gòu)建知識(shí)體系。案例教學(xué)是建構(gòu)主義理論運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐的成果。它是一種具體設(shè)定角色與情節(jié)的情景式教學(xué)方式，借助案例來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)，提出針對(duì)性的專業(yè)問(wèn)題，要求參與者在獨(dú)立思考和團(tuán)隊(duì)協(xié)作下，從掌握的背景理論知識(shí)出發(fā)，提出特定的解決方案。教學(xué)案例通常來(lái)自于現(xiàn)實(shí)中具有典型意義的問(wèn)題，故能促使學(xué)生積極尋求各種方法和手段，最有效地學(xué)習(xí)各種理論知識(shí)。

二、激光制造技術(shù)企業(yè)案例教學(xué)的現(xiàn)狀

激光制造技術(shù)是一門新興的制造技術(shù)，得到全面應(yīng)用的歷史較短。激光制造技術(shù)是我校機(jī)械學(xué)院是新近開(kāi)設(shè)的課程。課程開(kāi)設(shè)三年來(lái)，教師們一直在搜集、探索實(shí)施案例教學(xué)的素材、方法及途徑。目前存在一些問(wèn)題需要分析解決。

1.案例的數(shù)量、質(zhì)量與學(xué)生對(duì)案例的期望存在差距。在案例的收集過(guò)程中，案例的整理分析存在滯后性，多直接采用企業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，缺乏對(duì)案例的教學(xué)專業(yè)性審視、分析和評(píng)價(jià)，案例優(yōu)勢(shì)對(duì)知識(shí)儲(chǔ)備不足的學(xué)生來(lái)說(shuō)難度過(guò)大[4]。激光技術(shù)在不斷發(fā)展中，案例所用的設(shè)備，工藝也會(huì)與最新技術(shù)脫節(jié)，有時(shí)也不能反映實(shí)際問(wèn)題。案例之間的聯(lián)系缺少層次性，系統(tǒng)性，體現(xiàn)技術(shù)的整體特點(diǎn)存在困難。

2.案例開(kāi)發(fā)需要人員投入。案例開(kāi)發(fā)工作涉及事情多，工作繁雜，包括教師與企業(yè)導(dǎo)師選擇合適的案例、收集視頻技術(shù)資料、撰寫(xiě)案例等。但靠授課教師自身難以完成這一系列工作。尤其對(duì)于我院激光制造技術(shù)這門新課，還不能形成教學(xué)團(tuán)隊(duì)，這種狀況導(dǎo)致案例開(kāi)發(fā)所需的人力不足。

3.案例開(kāi)發(fā)缺少市場(chǎng)運(yùn)作。通過(guò)市場(chǎng)化運(yùn)作進(jìn)行案例開(kāi)發(fā)可以在一定程度上解決案例編寫(xiě)人員及資金不足的為難題，促進(jìn)案例的開(kāi)發(fā)建設(shè)。但由于當(dāng)前激光制造技術(shù)案例教學(xué)尚處于探索階段，案例開(kāi)發(fā)還沒(méi)有出現(xiàn)市場(chǎng)化運(yùn)作的時(shí)機(jī)。案例編寫(xiě)即使在教師自身投入大量精力的情況下，仍然缺乏市場(chǎng)激勵(lì)機(jī)制，導(dǎo)致案例開(kāi)發(fā)無(wú)法順利展開(kāi)。

4.培養(yǎng)層次不清晰。實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)目的和理想存在差異，學(xué)生的個(gè)人能力也存在差異，按一種模式培養(yǎng)學(xué)生會(huì)影響案例對(duì)學(xué)生的作用。因此，探索以學(xué)生為中心的教學(xué)體制，按照因材施教，因人施教的理念，以分類培養(yǎng)為校企合作人才培養(yǎng)方案是必要的。

5.互動(dòng)不深入。企業(yè)提供的案例與培養(yǎng)目標(biāo)之間的吻合程度也是校企合作存在的問(wèn)題[5]。案例有時(shí)過(guò)于單一化，且與教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)目標(biāo)存在差距。企業(yè)的案例有時(shí)技術(shù)含量比較低，與學(xué)生所學(xué)內(nèi)容相關(guān)性不高。因此，如何使案例能夠與高校的教學(xué)和科研緊密結(jié)合，達(dá)到互通有無(wú)的狀態(tài)是需要解決的問(wèn)題。

三、校企合作模式下案例教學(xué)模式分析

1.教學(xué)思路。基于建構(gòu)主義理論教學(xué)探索分階段教學(xué)嘗試，首先是設(shè)計(jì)企業(yè)案例，教師提出某一問(wèn)題或某項(xiàng)任務(wù)，或者將企業(yè)案例布置給學(xué)生（以激光焊接技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用為例），學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)等資源，通過(guò)檢索、學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)出該工藝的目的、原理和方法。第二步是提供案例視頻及工藝路線。提供案例之前老師需講解與指導(dǎo)，并啟發(fā)及強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)。因?yàn)橛辛藢W(xué)生的設(shè)計(jì)階段，老師只需大致講解。第三步是學(xué)生自主實(shí)施。學(xué)生依據(jù)個(gè)人興趣，自主選擇相關(guān)企業(yè)去操練該技術(shù)。

2.教學(xué)內(nèi)容。在校企合作過(guò)程中，通過(guò)與企業(yè)專家精心溝通，并共同探討有效的教學(xué)方法，使教學(xué)內(nèi)容更加具體化[6]。實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)與激光技術(shù)進(jìn)展相結(jié)合，將書(shū)本知識(shí)與激光技術(shù)工廠的生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，將基本概念講授與企業(yè)案例分析相結(jié)合，提煉激光熔覆、激光合金化、激光焊接等工程實(shí)際中的典型問(wèn)題，編寫(xiě)相應(yīng)的案例。以視頻、幻燈等的方式展現(xiàn)給學(xué)生。結(jié)合對(duì)技術(shù)問(wèn)題的分析，讓學(xué)生通過(guò)積極主動(dòng)的思考解決其中涉及機(jī)械制造的基礎(chǔ)理論知識(shí)和激光技術(shù)的專門知識(shí)，培養(yǎng)他們的參與意識(shí)，活躍他們的思維，開(kāi)闊其視野，讓其獲得專業(yè)訓(xùn)練，掌握專業(yè)知識(shí)。

3.教學(xué)場(chǎng)所。教室是教學(xué)的第一場(chǎng)所，是學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)理論的主要來(lái)源地。但校企合作不僅僅局限于教室的教學(xué)，也通過(guò)走進(jìn)生產(chǎn)一線和實(shí)驗(yàn)室來(lái)拓展學(xué)生思維，這是校企合作模式的一個(gè)重要特色。例如實(shí)驗(yàn)課堂，是利用3kW半導(dǎo)體激光器。通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展激光合金化及熔覆實(shí)驗(yàn)，并從設(shè)備結(jié)構(gòu)、激光控制工藝要點(diǎn)，激光功率及掃描速度選擇，工件結(jié)構(gòu)和安裝方法、激光光束操作過(guò)程中的安全問(wèn)題進(jìn)行生動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)講述。在企業(yè)課堂，請(qǐng)公司技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)案例分析，使同學(xué)們體會(huì)到激光增材制造在火車軌道、混料機(jī)及水泵的耐磨體、軋輥等領(lǐng)域的巨大應(yīng)用前景。在激光增材制造現(xiàn)場(chǎng)，學(xué)生們可根據(jù)企業(yè)專家的講解，更加清晰地認(rèn)識(shí)到不同產(chǎn)品的粉末材料選擇、涂覆工藝、激光功率等參數(shù)的選擇問(wèn)題，同時(shí)也了解相關(guān)的企業(yè)經(jīng)營(yíng)的方式和面向的客戶。

四、案例教學(xué)的效果評(píng)價(jià)

激光制造技術(shù)開(kāi)設(shè)三年來(lái)，我們不斷改進(jìn)課堂教學(xué)，取得了許多有益的體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)校企合作這一教學(xué)模式，取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生不僅了解了企業(yè)提供的具體實(shí)際的技術(shù)案例，而且獲得了企業(yè)專家與之分享成功經(jīng)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，學(xué)生了解和行業(yè)的運(yùn)行狀況，激發(fā)了部分學(xué)生的創(chuàng)業(yè)想法。課堂上，發(fā)現(xiàn)了學(xué)生對(duì)某些技術(shù)問(wèn)題的深刻見(jiàn)解。企業(yè)專家對(duì)于技術(shù)問(wèn)題的分析和解決方法，同學(xué)校教師的教學(xué)模式有明顯不同，讓學(xué)生有了多元化的分析和解決問(wèn)題的思路，開(kāi)拓了視野。通過(guò)企業(yè)案例分析，讓學(xué)生更加了解了企業(yè)工程技術(shù)人員在企業(yè)中的重要地位，讓學(xué)生了解了從學(xué)生到工程師，從技術(shù)人員到管理人員，需要掌握的重要知識(shí)和技能，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)未來(lái)發(fā)展的信心，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。對(duì)于這種教學(xué)模式，還存在教學(xué)成果與教學(xué)成本的矛盾問(wèn)題，學(xué)校與企業(yè)合作穩(wěn)定性的問(wèn)題。這些是下一步要解決的問(wèn)題。促進(jìn)校企合作，進(jìn)行教學(xué)改革探索，強(qiáng)化學(xué)生能力的培養(yǎng)，一直是我們教學(xué)研究和發(fā)展的方向。

五、結(jié)語(yǔ)

基于校企合作模式下“先進(jìn)激光制造技術(shù)”課程的探索，一直本著以學(xué)生為中心，以實(shí)踐為重點(diǎn)，突出學(xué)生的主觀能動(dòng)性的教育理念，力求改革與創(chuàng)新。在校企合作的基礎(chǔ)上，通過(guò)企業(yè)專家授課，在實(shí)驗(yàn)室及企業(yè)上課，探索了具有自身特色的教學(xué)實(shí)踐體系。然而，要保持課程的特色，充分發(fā)揮課堂的作用，還需要從教學(xué)手段，教學(xué)條件等多方面進(jìn)行深入的探索。深化教學(xué)改革，促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)，將一直是我校教學(xué)改革和教學(xué)研究的重要內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊拯，陳建敏，何彥芳，張曉.基于建構(gòu)主義理論的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)法[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，30（5）：110-113.

[2]林高用，李周，張鴻，肖來(lái)榮，張紅媛，汪冰峰.校企合作教學(xué)模式的新探索[J].創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2013，4（2）：29-31

[3]劉芳，鐘純.基于校企合作模式的案例庫(kù)建設(shè)和案例教學(xué)研究[J].高等工程教育研究，2011，（3）：152-156.

[4]王福平，李剛，黃建國(guó).基于校企合作模式的鉆探專業(yè)案例庫(kù)研究與建設(shè)[J].高教研究與實(shí)踐，2016，（1）：74-77

[5]孫國(guó)棟，趙大興.校企“無(wú)縫對(duì)接”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式探討[J].湖北理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，（2）：61-631.

[6]林高用，陳志永，李周，張紅媛.企業(yè)案例分析課程教學(xué)模式的改革與再創(chuàng)新[J].創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2015，6（6）：64-66