卓越工程師培養計劃下的工程教育環境情景教學

杜新宇 （南陽理學院）

一 引言

卓越工程師培養計劃下對人才的培養，要創造各種教學條件，特別是要創造貼近企業實際的工程教育環境，使學生能夠在類似企業的工程背景和條件下，根據不同階段的學習內容特點，采用不同的教學方法，以促進學生工程能力和工程素質的全面提升。由于金工實習獨特的工程環境條件，適于的環境首先需用教與學的有效性原則，首先明確教學任務，優化選擇教學內容，然后認真分析教學任務、教學內容、專業與班級特點，指導教師的專業能力與特長，制定貼近企業實際的工程環境與實踐教學情境方案。

二 環境對學習的影響

學生的學習過程和學習效果，不但受到學生的教學與學習方式、社會文化形態的影響，同時受到學習活動所在學習環境的影響。人的智力中存在有情境成分[1]，所以不同的學習環境會影響學生對知識與技能的興趣與理解。因此，要使學生學習到能直接應用于實際工程環境中的專業知識和操作技能，就應該在實際工程環境中去學習相應的知識和技能。這種觀點得到了越來越多工程教育專業人士的認同。

貼近企業實際的工程環境建設可分為“外界建設”和“內涵建設”兩部分，兩者相輔相成。工程環境建設不僅要注重外界環境建設，而且應內化內涵環境建設。外界環境包括實習基地設備、場所、工具、看板、衛生、色彩等，內涵環境包括學生士氣、情感體驗、語言描述、與相應環境的融合與進入、實物演示等。進行環境教學的目的是通過引入職業實際環境，使學生在實訓教學過程中感受到以客戶需求為中心的企業理念，樹立質量和服務的市場意識，注重工程實際問題的解決的職業要求而不是學科導向。同時，在良好的工程環境中，在致力于解決問題的過程中，鍛煉了團隊合作、溝通能力等綜合素養。

圍繞培養學生優秀的工程素質，南陽理工學院金工實習基地在探索營造貼近企業實際的工程環境，研究拓展實習功能方面進行了有益嘗試。

三 建設耳目一新的外界環境，激發輕松愉快的實習情緒

情緒心理學研究結果表明，中等強度的、愉快的情緒有利于智力操作的組織和進行[2]，所以營造一個讓人產生積極、健康、平和的情緒環境十分重要。現代企業也注意到這一點，很多企業注意改善工作環境和人與人之間的關系，使員工在工作時感到輕松愉快，心情舒暢，員工情緒高漲，工作積極，增進工作動力。環境教學也具有這樣的效果，創設優美的環境，同樣可以使身在其境的學生感到輕松愉快、心平氣和、耳目一新的外部環境，促進學生心理活動的展開和深入。

實習教學的外部環境是引起學生第一印象的首要因素，近年來始終堅持外部環境建設。設備放置根據實習工種安排采取分區放置，保證實習學習現場環繞聽講，符合操作者安全要求，充分利用車間采光通風，設備各部件位置要達到“橫看成嶺側成峰”的效果。在不影響人員走動處和作品展柜環島區域擺放耐陰綠色植物。地面用各種顏色的線條及方框標明交通運輸通道、工具放置區域、生產操作區等，使道路通暢，各類物品位置明確，實習現場井然有序，符合企業目視化管理和定置管理的要求。設備各部分固定在統一位置上，遠遠望去，渾如一體，使每一位實習的學生一進入車間，就為實習場所的整齊和綠色環境所震撼。墻面上配合現場教學的專業展板疏密有致，以藍色基調為主體，使學生產生心平氣和的感覺。為方便實習學生準確找到各工種指導教師，設置的教師簡介按工種分區，以圖形索引教師所在工種，學生可以一目了然找到自已要實習的位置和教導教師。

四 創設直觀認識環境，情景演示師生互動

實習環境的外部環境建設起到既創造一個文明的實習場所，又提高學生的學習積極性的目的，在實習的過程中則要在每一個環節同樣做好環境內部建設，即內涵建設。環境教學利用了方法論中的反映論原理，根據客觀存在對學生主觀意識的作用，使專業知識及操作技能通過直觀、形象進入學生的意識。實習基地的工程環境是人為有意識創設的、以學科或職業崗位能力需求為導向的、有利于學生發展的外界環境，在教學過程的引導下，這種機械專業特定的情境，不僅影響學生的認知心理，而且促使學生的情感活動參與學習，從而引起學生本身的自我運動。充分利用這種工程環境，從一開始實習，指導教師應先給學生一個認識實習，在機床設備前，邊指引、邊示范，向學生講述實習機床的結構、作用及加工范圍，加工時所使用的工裝具、刀具，讓相關機械知識以直觀的形式進入學生意識。具備了該實習工種的基礎知識后，指導教師開始環境示范教學。

實習指導教師在演示示范時，切忌局限于演示教學，一定要把演示教學演變為上述情景教學。二者是有區別的。演示教學法只限于把實物、教具及操作過程呈示給學生，或者教師簡單地做示范實驗，雖然有一定的直觀作用，但僅有實物直觀的效果，只能導致學生純粹的智力操作，而不能引起學生的學習興趣，不能發揮情感的作用。應該說明的是，情境教學法的一個本質特征是激發學生的情感，以此調動學生認知活動的進行。所以指導教師一步一步示范零件的加工步驟，最重要的是，示范過程中要邊示范邊講解，用動作、聲音、眼神創造一個情景教學的環境。

現場示范操作是實踐教學中必不可少的教學環節，實習指導老師自己必須具有很強的動手和實踐能力，通過準確規范的示范操作可以有效增強學生對實習的感性認識。教師熟練的操作、快速完成工件加工可帶給對學生欽佩和震撼，是老師示范后學生躍躍欲試的主要原因。

學生通過對教師示范操作的觀察和模仿，大大縮短了學生掌握技能的時間。為讓學生記憶深刻，要圍繞典型零件加工這條主線，通過指導老師巡查和耐心的指導，及時糾正學生在操作過程中不規范或錯誤的操作，讓學生快速熟練地掌握機床的基本操作，掌握典型零件的基本加工方法，從而使學生達到舉一反三、聞一知十的教學效果。

示范教學中有些老師只是演示一遍就讓學生開始自己操作了，在巡查過程中教師會發現學生出現錯誤動作、錯誤程序比較多，究其原因是因為看似簡單的操作步驟，由于學生是初次操作，不能一下全記住，但不記住這些步驟又沒法操作，記住了步驟也會因操作不熟練而產生問題，甚至損壞機床或刀具，比如車削練習時學生總記不住車刀先退刀離開工件，再向后退。為使學生快速記憶教師演示的正確步驟和方法，演示后可先挑一個學生操作一遍剛才教師的演示步驟，讓其他學生指出他的錯誤之處，并和他一起回憶正確的演示步驟，這種方法叫示錯法。學生重復演示的速度不要快，忘記時周圍的同學或老師一起向他說出下一個操作步驟，通過這樣的方法起到加深印象，強化記憶的教學目的，當然這也是情景教學的一部分。

五 加強實習學生情感體驗，角色體會提高操作熟練程度

在教學過程中激發學生積極健康的情感體驗，能夠提高學生學習的積極性，使學習活動成為學生主動的、快樂的事情。在指導教師講解示范一階段的知識的操作后，馬上讓學生進行操作的模擬和知識的應用，更重要的是體驗完成任務后的欣喜自信與成就感。在教學活動中，老師建立與學生平等的關系，以服務學生的心態傳授、引導、指導學生，鼓勵學生，賞識學生讓老師來檢驗的作品，增強學生進一步學習的自信。

環境教學的直觀手段表現在從毛坯到零件的變化過程、教師的示范、設備刀具到機器的轟鳴聲。環境教學還十分注重直觀手段與語言描繪的有機結合，語言描繪提高了感知的效應，使情景更加鮮明。在情境中，教師邊示范邊講解的語言描述行為對學生的認知活動起著一定的導向性作用。教師詼諧幽默、抑揚頓挫、充滿激情等帶著感情色彩的語言作用于學生的感官，引起學生的興奮，激起學習的欲望，讓學生積極主動地參與其中，促進自己進入與教師互動的環境之中。備課時要求教師要特別注意各教學環節之間的過渡語的設計，使環節之間連接得更緊密，更恰當。

課堂教學過程中，歡快活潑的課堂氣氛是取得優良教學效果的重要條件，學生歡欣鼓舞和情感高漲之時往往是知識內化和深化之時。青年學生的特點是興趣高漲快，但持續時間短，學生練習一種操作往往只求體驗程序，不求熟練掌握。如何讓學生提高本階段操作的熟練程度，加深知識的內心體會，是實踐教學中常常遇到的問題。教師示范教學時是操作表演的主角，學生練習時同樣是主角，讓學生不斷進行“客戶與學生”“老師與學生”的角色變換是環境教學的情境體會。如車削加工實訓中，漫無尺寸的車削外圓很快讓學生感到興趣索然，這時可以組織一臺車床的兩名學生進行“客戶與學生”角色變換。一名學生充當客戶，根據毛坯直徑設定外圓加工尺寸，另一名學生進行加工，然后由“客戶”測量是否符合公差要求，逐漸抬高加工精度，提高學生操作技能。車床的進、退刀練習由于沒有真實目標和可檢驗性，學生空車練習沒有興趣，一旦開始加工工件，總有學生出現該退刀時進刀的誤操作而扎壞工件，甚至打壞車刀，這種情況同樣可用角色變換的環境教學來提高學生的練習興趣，提升學生的操作熟練程度和操作準確性，減少誤操作。

對于“熟練程度”，學生是沒有一個明確概念的，“什么算熟練”“我已練了幾遍了，算不算已經熟練了”這是學生經常提出的疑問。學生練習了幾遍之后，總以為已記住操作步驟，就算是熟練了，這不行，所以告訴給學生一個熟練的標準非常重要。與學生互動中提醒學生，中學時期學過的生物課程中有一個巴甫洛夫的“條件反射”試驗，學生一定說記得，那你問學生喂食時搖鈴，多次重復的結果是什么，并明確地告訴學生練到“聽到鈴聲就知道該吃了”的程度，也即想都不用想手已上去了的程度，才算是熟練。

六 過程學習提示，圖畫再現情境

學生在金工實習的過程中有需要學習提示的兩個過程，第一個是剛學習操作學習階段，第二個是自我提升階段。操作學習階段雖然通過教師的情景演示、同學的互糾示錯來加強記憶，達到獨立操作的目的，但由于現場教學的特殊條件會使個別學生沒有記住或理解實際操作的一些步驟，為使這些操作方法和步驟能再現，對這種情況起到提示作用，需要一種像理論課程的板書信息可以長時間的保留。

學習經過基礎練習階段的學習，會進入后邊的綜合應用和設計創新階段，這兩個階段是學生的實踐動手能力和知識應用的自我提升階段。老師不可能把某種機床的所用的加工方法都一一傳授演示出來，學生可以根據這種機床的加工原理自學其他加工方法，這時也需要一種像教材一樣的現場提示。

圖像是展示形象的主要手段，用圖像、圖畫再現金屬加工工藝與方法的情境，實際上就是把加工方法與操作步驟的形象化。某一工種的加工范圍、機床結構、工件安裝方法、加工方法、加工原理等內容都可以用鮮艷的色彩、生動形象的畫面最能引起學生的注意力，可以使教學內容直觀、形象，使學生在學習中需要提示時很快進入教學情境中，達到理想的教學效果。

為了進一步營造成工程氛圍，同時增加現場教學的便利，根據金工實訓的內容，制作了百余幅圖文并茂、色彩精美的專業掛圖，安裝在金工實訓基地的墻面上的，掛圖從內容上和各種加工機床的位置相對應。